浅议大体积混凝土施工技术措施和应用

1、浅议大体积混凝土施工技术措施和应用【摘要】随着社会生产规模的不断扩大，建筑行业 也在不断的发展，其中，大体积混凝土结构在工业建筑（如 石油化工厂的大型设备基础）与民用建筑（如高层建筑的箱 型基础）等方面的应用日益普遍。在大体积混凝土的施工过 程中，如果不采取正确的施工方法和有效的控制措施，混凝 土内外温差一般都会大于25°c,很容易造成混凝土大面积的 温度裂缝，这些裂缝会给有害物质提供方便的侵入点，使裂 缝不断扩大，影响结构的使用。因此，大体积混凝土结构的 裂缝控制尤为重要。本文以某乙烯项目火炬塔架基础的大体 积混凝土施工为例，从温度计算进行分析，采用适当的施工 技术措施对混凝土裂缝

2、进行控制，并结合最终实际效果，谈 谈大体积混凝土的施工技术措施及应用。【关键词】大体积混凝土；温度裂缝；温度计算；控制1. 工程简介某乙烯项目火炬系统塔架基础混凝土等级为c30,由四 个14mx 14mx2. 4m的承台通过地梁连成一体，每个承台混 凝土方量为470m3o2. 大体积混凝土的特点我国对大体积混凝土的定义为：混凝土结构物实体最小尺寸大于或等于5或其尺寸已经大到必须采取相应的技术 措廉妥善处理内外温差，合理解决温度应力并控制裂缝开展 的混凝土结构。本承台高2. 4m,属于大体积混凝土范畴。大体积混凝土裂缝产生的原因很多，但是其主要原因是混凝土内外巨大的温度差所造成的热胀冷缩，又称为

3、温度裂 缝，因此施工过程中的各项措施都应围绕如何控制混凝土内 外温差来进行。3 大体积混凝土裂缝控制措施针对大体积混凝土温度裂缝产生的原因，并根据现场施工经验，总结出常规所采用控制混凝土温度裂缝的技术措施 如下。3. 1控制水泥水化热控制水泥水化热是从源头上减少混凝土最大绝热温升 值的办法，也是最直接有效的措施。根据本项目自身的特点, 搅拌站提供的混凝土配合比设计如表lo表1塔架基础混凝土的配合比设计 水水泥砂石掺合料外加剂？膨胀剂 材料 用量 185 305 706 1060 80 7.2 24配合比（质量比）0.61 1.00 2.31 3. 48 0. 26 0. 024 0. 08 注

4、：表中掺合料为粉煤灰，外加剂？为th-4高效缓凝减 水剂。a减少水泥用量，根据某混凝土搅拌站提供的配合比报 告，本例中采用42.5级高强度水泥，混凝土中掺粉煤灰置 换水泥，减少单方水泥用量，从而减少水化热；b.选用低水化热的水泥，本例中混凝土采用矿渣硅酸盐 水泥p. s42. 5级；c.添加外加剂，掺入高效缓凝减水剂，一方面使混凝土 缓凝，以推迟水化热峰值的出现，使混凝土表面温度梯度减 少；另一方面可以降低水灰比，避免水灰比过大产生塑性收 缩。3.2降低混凝土的入模温度a. 搅拌前对粗骨料冲以冷水，降低其温度；b. 为了最大限度的降低混凝土的入模温度，根据施工方 案，选择早晨五点钟开始混凝土浇

5、筑。3. 3降温措施 a大体积混凝土采用全面分层的方法浇筑，每层浇筑髙度为400-500mm,根据各层的工程量及浇捣速度，正确计算 混凝土输出量，控制好上下层混凝土的浇捣间隔时间，便于混凝土的散热，但必须都在初凝前完成；b.施工后第2天开始，用在基础内事先安装好的循环冷却水管进行通水降温。3.4混凝土的保温养护措施根据混凝土的温度计算结果，混凝土浇完12小时后，确定采用蓄水loomm对承台进行保温和养护；另外，在水的 上表面覆盖一层塑料薄膜，可以起到更好的保温效果。4大体积混凝土的温度计算4. 1大体积混凝土最大绝热温升th二mc*q/ c*p * (1-e-mt式(4. 1)式中th混凝土最

6、大水化热温升值(。0；me 每立方米混凝土水泥用量(kg/m3),根据混凝土配 合比，取 305 kg/m3；q每千克水泥28d水化热量(kj/kg),矿渣硅酸盐水 泥取 220 kj/kg；c 混凝土比热，取 0.97kj/ (kg k)；p混凝土的密度，取2400 kg/m3；e 为常数，取2.718；m系数、随浇筑温度改变。查建筑施工手册表10-82, 插入法取值0. 423；t混凝土的龄期(d);贝0： th (3) =305*220/0. 97*2400*(1-2.718-0. 423*3)二40 1°cth (5)二305*220/0.97*2400*(1-2.718-0

7、. 423*5) -32. 8°c4.2混凝土中心计算温度t1 (t)t1 (t)二tj+th*e (t)式(4.2)式中t1 (t) t龄期混凝土中心计算温度(°c)；tj -混凝土浇筑温度，混凝土浇筑时间为5月份，根 据现场测量，取34°c；2 (t) t龄期降温系数，浇筑厚度为2.4m,查建 筑施工手册表10-83,按插入法计算可得：2 (3) =0. 634, 2 (5) =0. 596tmax=tl (3) =34+40. 1*0. 634=59.4°ct1 (5) =34+32. 8*0. 596=53. 5°c由式(4.2)可知，

8、混凝土中心计算温度的高低由th和 e (t)值的大小决定，而随着t的增加，th和e (t)值 均呈减小趋势，即当t=3时，t1 (t)值是最大的，故下面 以t=3时的最不利情况来进行验算。4.3混凝土内表温差分情况计算t2 (t)= tq +4* h* (h-h)*(t1 (t) -tq) /h2 (4. 3. 1)式中t2 (t) t龄期混凝土表面温度(°c)；tq 施工期大气平均温度，根据当地实测最髙、最低气 温，取均值29°c；t1 (t) t龄期混凝土中心计算温度(。0；h 混凝土计算厚度(m), h=h+2h；h混凝土实际厚度，取2.4m；h一混凝土虚铺厚度(m)

9、；h二k 入/b 式(4. 3. 2)入一混凝土导热系数，取2. 33w/ (m k)；k折减系数，取2/3；b 混凝土表面模板及保温层等的传热系数(w/m2 k),3=1/ (工 §i/入 i+1/bq)式(4.3.3)§ i 各保温材料的厚度(m)；入i 各保温材料的导热系数w/ (m k)；bq空气层的传热系数，取23 (w/m2 k)；4. 3. 1不采取措施b 二 b q=23 w/m2 kh二k 入 / b =2/3*2. 33/23=0. 07mh二h+2h二2. 4+2*0. 07=2. 54mt2 (3) =29+4*0. 07*2. 47* (59.4-

10、29) /2 542二32. 3°c 则混凝土内表最大温差：a t=tmax- t2 (3) =59. 4-32. 3=27. 1°c显然，混凝土内表温差27. 1°c大于25°c,不符合高 层建筑混凝土结构技术规程13.7.11条的要求，所以该方 案不可选。4. 3.2采取蓄水措施hw=x m (tmaxt2) kb 入 w/(700tj+0. 28mc q) 式(4.3.4)式中hw养护水深度(m)；x 混凝土蓄水养护时间(h),取7天，即168h；m混凝土结构表面系数(1/m), m=f/v=330. 4/470. 4=0. 7；f与大气接触的表面

11、积(m2),计算得330.4 m2；v混凝土体积(m3),计算得470.4 m3； tmax-t2 般取 25 (°c)；kb 热传导系数修正值，查建筑施工手册表10-85,取1.5；入w水的导热系数，取0. 58 (w/m2 k)；hw=168*0. 7*25*1. 5*0. 58/ ( 700*29+0. 28*305*220 ) =0. 07m考虑到实际气候、理论计算与实际施工的误差，采取蓄 水100mm的养护措施。4.4混凝土蓄水后表层温度t2 (t)由上可知，本基础表面可采取蓄100mm的水作为保温措 施,由此来计算混凝土的表层温度(表面下50100mm处) t2 (t)ob 二 1/ (0. 1/0. 58+