大体积混凝土施工方案[详细]

1、*大体积砼施工前言: 有关大体积砼不同国家定义不同。美国定义:任何就地浇筑砼,若尺寸大,必须采取措施解决体积膨胀和水化热,以便减小开裂为大体积砼。日本定义:结构断面最小尺寸在80cm以上,水化热引起的砼最高温度与外界气温差大于25为大体积砼。我国定义:砼结构物实体最小尺寸大于或等于1m或预计会因水泥水化热引起内外温差过大而导致裂缝产生的砼。而冶金标准“块体基础大体积砼施工技术规程YBJ22XXXX公司承建的*中,水冷、油冷、丙烯塔A、B基础和三台压缩机等基础由于一次砼浇筑量大,表面系数小,依据施工手册及冶金标准“块体基础大体积砼施工技术规程YBJ224”进行温升计算,项目定义其为大体积砼,采取

2、了内部通水降温,外部保温,砼配合比优化等措施,有效地防止了温度裂缝的产生,取得了较好的施工效果。而大部分管廊基础、钢结构基础、泵基础、换热器基础,虽然最小截面尺寸大于1米,但体形规整,散热条件好,所以在施工中,只对这类基础做好二次收面工作及加强养护,未采取其它特殊措施,基础成形较好。1.砼浇筑前的技术准备1.1基础体形及砼量 (表-1)基础编号截面尺寸(mm)浇筑厚度(mm)砼标号混凝土量(m3)C2701200002800C30879.2C2801200002500 C30785C-5501A/B200002500C307852C-3501110001500C30142.5BK3101249

3、0080002000C30398.4BK31021330080002000C30212.8BK310316200105002000C30340.2C-4301120001500C30169.5C-3802120002000C30224.61.2配合比确定根据*当地砼材料特点,与砼搅拌站、监理、业主多次研讨,最后确定配合比原则如下:水泥:32.5普通硅酸盐水泥。由于施工期间在11月至12月初,夜间的极端气温有零下5度的可能,尽量利用普通硅酸盐水泥的早期强度,所以未选用矿渣硅酸盐水泥。骨料:5-40连续级配戈壁石,中砂。骨料级配好,可以提高强度,从而相应减少水泥用量。掺合料:级粉煤灰。减少水泥用量

4、,增加砼粉料的活性。外加剂:高效减水剂,木钙。减少用水量,降低水灰比,增加可泵性,不增加水泥用量的情况下保证砼的塌落度。其中木钙还可以平均提高3-28天抗压强度15%以上,可以显著改善混凝土的和易性,极大地提高混凝土的耐久性,能大幅度的降低水泥水化初期的水化热。由砼搅拌站试配,配合比为:水泥:砂:石:粉煤灰:减水剂:水:木钙1:1.82:3.37:0.10:0.008:0.42:0.001出厂塌落度: 180mm 水灰比:0.42 砂率:35%1.3.温升计算1.3.1砼的入模温度:由于砼量大,对骨料及水采取降温措施不切实际,所以取砼浇筑时的当地平均气温,12.81。1.3.2各龄期砼的绝热温

5、升 绝热温升是指在基础四周无任何散热条件,无任何热损耗的条件下,水泥与水化合产生的水化热,全部转化为温升后的最高温度。 T(t)=mceQ(1-e-at)/cr 式中: T(t)龄期为t天时砼的绝热温升() mce单位水泥用量(365/m3),粉煤灰用量(37kg/m3) Q水泥的水化热(J/),32.5的普通硅酸盐水泥,其28d的水化热为340103J/ C砼的比热,J/(),取0.96103 J/() r砼的重度(/m3),取2400/m3 a实验常数,与水泥放热速率有关,普通水泥为1.0。 t砼龄期(d) e为常数2.718T(1)34.74 T(2)47.52 T(3)52.22 T(

6、4)53.95 T(5)54.58 T(6)54.82 T(7)54.90 T(8)54.94 T(28)54.95 从以上计算结果可以看出,第三天砼的计算温度已经接近最高值54.95 。1.4砼收缩当量温差计算 砼内的水份蒸发引起体积收缩,这种收缩变形与温度变形共同作用引起的应力,可能导致砼开裂。因此在温度应力计算中,把收缩这个因素考虑进去。 Ty(t)=-y(t)/c 式中: Ty(t)各龄期砼收缩当量温差(),负号表示降温。 c砼的线胀系数。c=110-5/ y(t)各龄期砼收缩变形值。 y(t)= y (1-e-0.01t)m1m2m3m10 式中: y标准状态下砼最终收缩值。取y=3

7、.2410-4 e常数,e=2.718 t砼龄期(d) m1m2m3m10考虑各种非标准条件的修正系数,按“建筑施工计算手册”取用。计算第7天砼收缩当量温差Ty(t)0.04。1.5砼的总综合温差 T=T2+2/3T(t)+Ty(t)-Th 式中: T砼总综合温差() T2砼拌合物经运输至浇筑成型完成时的温度(),取砼浇筑当日的环境温度12.81 Ty(t)各龄期砼收缩当量温差() T(t)各龄期砼绝热温升(),砼浇筑7天后,水化热量值基本达到最大,计算此时的温升。 Th砼浇筑后达到稳定的温度(),一般根据历年气象资料取当地年平均气温。经计算T36.62度。1.6.温差应力计算:1.6.1第7

8、天砼的弹性模量。 E(t)=E(1-e-0.09t) 式中: E(t)任意龄期砼的弹性模量(N/mm2) E砼的最终弹性模量(N/mm2),可取28d的弹性模量,2.6104 N/mm2 t砼从浇筑后到计算时的天数。E(7)=1.11*104 N/mm21.6.2考虑砼徐变影响各龄期砼的松驰系数。 当结构的变形保持不变时,结构内的应力因徐变而随时间衰减的现象称为松驰。松驰有益于防止裂缝的开展。按“建筑施工计算手册”取用,为0.347 1.6.3计算第7天的砼温度收缩应力 =-(E(t)cTH(t)R)(1-) 式中: 砼的温度收缩应力(N/mm2) E(t) 任意龄期砼的弹性模量(N/mm2)

9、 c砼的线胀系数 T砼总综合温差() H(t)考虑徐变影响的各龄期砼的松驰系数 R砼外约束系数。C10砼垫层R=1砼的泊松比,取=0.18经计算,=3.31 N/mm21.7砼抗裂安全度:K=ft1.15式中:ft砼抗拉强度设计值(N/mm2)砼温度收缩应力( N/mm2)经计算,安全度为0.59,砼出现开裂的可能性非常大,拟采取基础内部通水降温,砼表面保温的措施,把温差控制在20以内,则安全系数为1.07,加上基础表面保温措施,安全系数可达到1.15。2降温与保温及养护措施2.1降温水管的布置在基础混凝土内部预埋外径40薄壁钢管作冷却水管,通入冷却水,强制降低混凝内部的水化热温度。冷却在混凝

10、土浇完48小时后开始进行。冷却水管布置:将钢管制作成U形,钢筋绑扎时进行预埋,钢管采用焊接连接,混凝土厚度小于2500分一层布置,大于2500分二层布置,垂直间距为1000,水平间距1500左右,上下层间交错布置,串联水管,在进水口安装阀门控制水的流量。冷却水管布置:进水管出水管混凝土内部降温管平面布置图8001000700右侧面2.2保温及养护砼抹压后,当人踩在上面无明显压痕时,用塑料薄膜覆盖,在塑料薄膜上加盖两层布毡,利用降温管排出的热水进行养护。在保温及养护过程中,对砼的内外温差和降温速度进行监测,保证砼各测点之间的温差在200C以内,发现异常时及时调整保温养护措施,养护时间不少于14天

11、。2.3测温点的布置基础半轴线范围内预埋5个测温区,每个测温区预埋6个电子测温仪热电偶测点,第一个测温点在混凝土表面下50处设置一道,基底上150处设置一道,其余测温点沿高度方向均匀设置,测温区的测点平面布置如图所示:12345 测温工作专人负责,并做好测温记录。混凝土浇筑完毕48小时内,每2小时测温一次,48小时后,每天测温4次,连续测7天。2.4测温记录及温升曲线(C-2801水冷塔基础1#测温点)10-C-2801基础混凝土测温记录表测温时间测点底层温度中层温度上层温度环境温度表层温度进水温度出水温度测温人20_-10-26 12:20137.00 50.60 41.00 18.60 3

12、5.20 17.30 31.30 王中华20_-10-26 14:00137.00 50.60 41.00 16.70 36.60 19.10 35.00 王中华20_-10-26 16:00137.30 50.80 41.40 19.50 26.00 18.40 41.40 王中华20_-10-26 18:00137.30 50.80 41.40 16.60 27.60 17.00 32.20 王中华20_-10-26 20:00137.60 51.00 37.30 16.60 24.00 17.00 32.40 王忠华20_-10-26 22:00137.60 51.00 37.30 16

13、.60 24.00 17.00 32.40 王忠华20_-10-27 00:001375137.30 13.422.916.531.4周家文20_-10-27 02:00137.95137.30 13.422.916.531.4周家文20_-10-27 04:00137.95037.30 13.422.916.531.4周家文20_-10-27 06:00138.140.239.413.422.916.531.4王中华20_-10-27 08:00138.150.238.28.625.630.8王中华20_-10-27 10:50138.150.139.616.634.817.332.1王中华

14、20_-10-28 12:15138.00 50.139.616.634.817.332.1王中华20_-10-28 14:1013849.639.819.435.416.432.4王中华20_-10-28 16:0013849.539.919.435.416.432.4王中华20_-10-28 18:00138.149.339.816.531.516.434.6王中华20_-10-28 20:001384939.71231.515.740周家文20_-10-28 22:00148.652.339.61231.515.740周家文20_-10-29 00:00138.348.539.41231

15、.515.740周家文20_-10-29 02:00137.849.138.81231.515.740周家文20_-10-29 04:00137.948.139.21231.515.740周家文20_-10-29 06:00137.547.539.41231.515.740周家文20_-10-29 08:00137.647.638.61231.515.740周家文20_-10-29 10:00137.647.241.31231.515.740王中华20_-10-29 12:0013746.5381231.515.740王中华20_-10-29 02:00137.546.4381231.515.

16、740王中华20_-10-29 04:00137.446.2381231.515.740王中华20_-10-29 06:00137.145.837.81231.515.740王中华20_-10-29 08:0013744.937.41231.515.740王中华20_-10-29 10:00137.343.836.91231.515.740王中华20_-10-30 12:00137.242.536.91231.515.740王中华20_-10-30 02:00137.242.536.91231.515.740王中华20_-10-30 04:00137.243.536.81231.515.740

17、王中华20_-10-30 06:00136.744.336.31231.515.740王中华20_-10-30 08:00136.544.136.21231.515.740王中华20_-10-30 10:00136.543.835.71231.515.740王中华20_-10-30 12:00136.443.51231.515.740王中华20_-10-30 14:50136.343.235.21231.515.740王中华20_-10-30 16:50136.34335.21231.515.740王中华20_-10-30 18:50136.142.6351231.515.740王中华20_-

18、10-30 20:50136.142.534.91231.515.740王中华20_-10-30 22:501364234.11231.515.740周家文20_-10-31 00:50136.243.3311231.515.740周家文20_-10-31 02:5013642.734.31231.515.740周家文20_-10-31 04:5014642.734.31231.515.740周家文20_-10-31 06:50134.641.233.51231.515.740周家文20_-10-31 08:50135.441.533.51231.515.740王中华20_-10-31 10:

19、50135.340.833.31231.515.740王中华20_-10-31 12:50135.240.633.31231.515.740王中华20_-10-31 14:50135.240.633.317.526.715.334.8王中华20_-10-31 16:50135.140.13317.526.715.334.8王中华20_-10-31 18:50135.140.13317.526.715.334.8王中华20_-10-31 20:50134.639.833.117.526.715.334.8周家文20_-10-31 22:50133.539.13317.526.715.334.8周

20、家文20_-11-1 00:50137.00 50.60 41.00 17.526.715.334.8周家文20_-11-1 02:50137.00 50.60 41.00 17.526.715.334.8周家文20_-11-1 04:50137.30 50.80 41.40 9.826.315.336.7周家文20_-11-1 06:50137.30 50.80 41.40 10.926.315.336.7周家文20_-11-1 08:50137.849.138.810.926.315.336.7王中华20_-11-1 10:50137.948.139.28.628.915.335.8王中华

21、20_-11-1 12:50137.547.539.47.528.615.335.8王中华20_-11-1 14:50137.647.638.67.528.115.336王中华20_-11-1 16:50137.647.241.37.528.115.336王中华20_-11-1 18:5013746.5387.528.115.336王中华20_-11-1 20:50137.546.43814.528.11536王中华20_-11-1 22:50137.446.23812.628.11536王中华20_-11-2 00:50137.145.837.812.628.11536王中华20_-11-2

22、 02:5013744.937.412.628.11536王中华20_-11-2 04:50137.343.836.99.6251535.4王中华20_-11-2 06:50137.242.536.99.6251535.4王中华20_-11-2 10:00137.242.536.99.6251535.4王中华20_-11-2 14:00137.243.536.89.624.51535.4王中华20_-11-2 18:00136.744.336.3824.51534王中华20_-11-2 22:00136.544.136.2824.51534王中华20_-11-3 02:00136.543.83

23、5.7824.51534王中华20_-11-3 06:00136.443.535.7824.51534周家文20_-11-3 10:00136.343.235.217.42615.333.8周家文20_-11-3 14:00136.34335.217.42715.333.8周家文20_-11-7 14:21136.142.63517.42715.333.8周家文20_-11-7 18:00136.142.534.917.42715.333.8周家文20_-11-7 22:001364234.117.42715.333.8王中华20_-11-8 02:00136.243.33117.42715.

24、333.8王中华20_-11-8 06:0013642.734.317.42715.333.8王中华20_-11-8 09:5013642.734.317.42715.333.8王中华20_-11-8 13:59134.641.233.517.42715.333.8王中华20_-11-8 17:50135.441.533.517.412.220.833.8王中华20_-11-8 21:55143.154.436.417.412.220.833.8周家文20_-11-9 01:55143.154.336.617.412.220.833.8周家文20_-11-9 05:55143.354.236.

25、717.412.220.833.8周家文20_-11-9 09:15143.153.936.317.412.220.833.8周家文20_-11-9 15:50143.353.940.79.219.120.833.8周家文20_-11-9 17:50137.145.837.89.219.120.833.8周家文20_-11-9 21:5013744.937.49.219.120.833.8周家文20_-11-10 01:40137.343.836.99.219.120.833.8周家文20_-11-10 05:40142.74634.39.219.120.833.8周家文20_-11-10 0

26、9:30134.641.233.59.219.120.833.8王中华20_-11-10 13:30135.441.533.59.219.120.833.8王中华20_-11-10 17:30135.340.833.39.219.120.833.8王中华20_-11-10 21:30135.240.633.39.219.120.833.8王中华20_-11-11 01:20135.240.633.39.219.120.833.8王中华20_-11-11 05:00131.933.829.49.219.120.833.8王中华3大体积砼防止裂缝,重在控制温升,从独山子乙烯大体积砼施工中得出以下几

27、个方面经验。3.1水泥的水化作用从1.2.3砼温升计算中,我们可以看出水泥每立方砼用量在大体积砼施工中,由于水化热引起的温升有着决定性的作用,为此在施工中应选用水化热较低和凝结时间较长的水泥,并尽量降低单位水泥的用量。3.2外加剂和掺合料 减水剂和木钙可有效的改善砼的坍落度,可泵性。 砼中掺入或级粉煤灰,不仅可以代替部分水泥,且可大大改进砼工作性和可泵性,明显地降低砼的水化热,提高砼的耐久性,抗渗性和后期强度。3.3粗细骨料3.3.1粗骨料:宜选用粒径较大(540mm)级配良好的,含泥量宜小于1,由于增大了骨料的粒径,减少了水和水泥用量,砼的收缩和泌水随之减少,由于水泥用量减少,水化热减少,降低了砼的温升,但骨料粒径增大后容易引