大体积混凝土2010.4.26

1、1.大体积混凝土的定义2.大体积混凝土存在的问题3.大体积混凝土配合比优化设计4.大体积混凝土施工控制5.应用实例大体积混凝土配合比设计与施工稳控技术美国ACI C 116标准中将大体积混凝土定义为“任何大体积的现浇混凝土，其尺寸足够大以致要求处理混凝土所放出的热量和伴随的体积变化以减少开裂”日本建筑学会标准（JASS5）的定义：“结构断面最小尺寸在800mm以上，水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差超过25C的混凝土，称为大体积混凝土” 我国大体积混凝土施工规范GB50496-2009中定义：“实体最小尺寸大于或等于1m ，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂

2、缝产生的混凝土.”没有一个统一的、严格的定义，但都强调砼的水化放热及引起的温差！大体积混凝土定义大体积混凝土的特点结构厚，体积大，钢筋密，一次浇筑量大。大体积混凝土工程一次性连续浇注混凝土几百方至几千方，施工时间长，工程条件复杂，施工工艺要求高,受环境影响大，要求混凝土具有良好的工作性（流动性好，塌落度经时损失小，凝结时间长，不离析、泌水）.水化热高，温度场梯度大，极易产生裂缝。大体积混凝土硬化期间，由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化和混凝土的收缩共同作用，由此而产生的温度应力和收缩应力，往往导致混凝土结构出现有害裂缝。采取合理措施降低水化热，控制混凝土内外温差防止过大干缩是施工和管

3、理质量控制工作的重点.大体积混凝土存在的问题根据施工规范，水泥用量较高，从而导致混凝土水化热过高，产生温度应力导致混凝土开裂；混凝土浇注后的保温和降温技术没有很好掌握，从而导致混凝土开裂；混凝土养护不到位，脱模时间过早，造成大体积混凝土表面出现微裂纹；大体积混凝土的水化放热与开裂水泥水化放热混凝土内部温升混凝土表层散热降温温度梯度温度应力拉应力外部约束温度裂缝浅表裂缝深层裂缝贯穿裂缝为侵蚀介质进入提供了便利条件，易造成耐久性问题直接危及结构安全！大体积混凝土的配合比优化设计优质的大体积混凝土较低的水化温升良好的施工性能较低的经济成本合格的强度性能降低水泥用量使用优质矿物掺和料优选高效减水剂优选

4、水泥品种大体积混凝土的配合比设计原材料选择：水泥：适合选用中热或低热水泥粉煤灰：使用II级以上粉煤灰砂：宜用天然中砂，控制含泥量和细度模数石：宜用连续级配碎石减水剂：采用缓凝型高效减水剂采用ANSYS进行的大体积混凝土的温度场及应力场仿真计算大体积混凝土要求具有较低的水化热、良好的工作性和体积稳定性。大体积混凝土配合比设计的确定，必须通过试验优选。大体积混凝土配合比确定原则是：在保证混凝土强度等级前提下，尽量少用水泥，多用掺合料，尽可能降低水胶比。经设计单位同意，可利用60d强度作为混凝土强度评定及混凝土配合比设计的依据；在保证混凝土和易性、泵送性的前提下，尽量降低砂率，提高石子用量。砂率宜为

5、39%41%；在保证可泵性前提下，尽量降低混凝土用水量，缓凝时间一般控制在20h以上；大体积混凝土的配合比优化设计大体积混凝土施工控制控制混凝土入仓温度控制混凝土温升、温差控制混凝土浇筑质量温度及应力监测大体积混凝土施工控制原材料冷却加冰搅拌泵管冷却遮阳浇注控制水泥入库温度，用凉水冲洗或用风扇冷却砂石料，避免原材料受阳光直射。在泵管上搭盖湿麻袋或喷洒凉水降温冰大体积混凝土施工控制通冷却水控制混凝土入仓温度控制混凝土温升、温差控制混凝土浇筑质量温度及应力监测大体积混凝土施工控制保温养护冷却水管平面布置图冷却水管立面布置图在大体积混凝土侧面披挂湿麻袋或彩条布，在上表面蓄水养护。大体积混凝土施工控制

6、防止离析泌水控制混凝土入仓温度控制混凝土温升、温差控制混凝土浇筑质量温度及应力监测大体积混凝土施工控制控制分层厚度少留施工冷缝落差不宜过大振捣适可而止指标要求:(1)混凝土浇筑温度不宜超过30;(2)混凝土绝热温升不宜超过30;(3)混凝土内外温差不超过25 ;(4)混凝土降温速率不超过2.0 /d;(5)最高温度与表面温度之差一般不大于25 ;(6)新浇注混凝土与领接的已硬化混凝土或岩土介质之间的温差不大于25 ;(7)淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度的差不大于15 ;(8)后浇带混凝土的断面平均温度与环境温度小于15 ;(9)大体混凝土分层施工时,施工间隔一般为57d.大体积

7、混凝土施工控制控制混凝土入仓温度控制混凝土温升、温差控制混凝土浇筑质量温度及应力监测大体积混凝土施工控制测温点平面布置图反馈嘉绍大桥承台大体积混凝土ANSYS模拟温度云图承台第3天水化热温度云图最大温差 19.8 最高温度 47.1 嘉绍大桥承台大体积混凝土ANSYS模拟温度云图承台第7天水化热温度云图嘉绍大桥承台大体积混凝土ANSYS模拟温度云图承台第28天水化热温度云图天兴洲大桥 水灰比各材料用量（kg/m3）坍落度（mm）抗压强度（MPa）氯离子扩散系数10-12水水泥砂碎石粉煤灰7天28天0.45173231759114016520031.743.21.8C30承台混凝土配合比 在承台

8、混凝土浇筑和养护过程中，采用优化后的混凝土以及合理的温控措施，所控的承台施工质量良好，混凝土断面最高温度55，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝。 中铁十二局天兴洲大桥标段桥墩承台主要有三种尺寸类型，分别为：029-045、067-070墩承台平面尺寸为21 m10.8m，高3.5 m，046-049承台平面尺寸为21m11.6 m，高4 m，050061墩承台平面尺寸为23.1m15.3m，高5 m，均属于大体积混凝土。 工程实例东沙大桥 东沙特大桥主塔承台长28m、宽19m、厚6m，混凝土标号为C30，共3092m3，属于典型的大体积混凝土施工 。各组分用量（kg/m3

9、）初凝时间（h）坍落度（cm）抗压强度（MPa）氯离子扩散系数水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂0h1h7d28d16013014014073811078.342522.01926.045.81.310-12混凝土断面最高温度49，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝 。阳逻大桥 阳逻长江大桥北锚块，长70.5m，宽54.0m，高46.0m，混凝土强度等级分别为C30，属大体积混凝土结构物，混凝土方量为80418.4m3 。水(kg/m3)矿渣水泥(kg/m3)粉煤灰(kg/m3)砂(kg/m3)石(kg/m3)减水剂(kg/m3)坍落度(cm)氯离子扩散系数0h2h17027015

10、072810959.021.5171.4510-12 混凝土断面最高温度53，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝。 赣州赣江大桥承台水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂15415017012077010863.96 赣州赣江公路大桥为特大桥，全长1073米，主跨为408米地锚式悬索桥，引桥为连续梁桥。该桥东、西两岸承台各自分上下游两部分，承台单个尺寸直径为19.5m，高为5m，属大体积混凝土结构。采用C35大体积混凝土.抗压强度(MPa)劈裂抗拉强度(MPa)坍落度/扩展度(cm)抗渗等级氯离子扩散系数7d28d90d7d28d0h1h31.649.359.12.53.519.518

11、P181.010-12 混凝土最高温度53，最大内表温差均小于20，在取消冷却水管下, 没有产生温度裂缝。 赣州赣江大桥锚锭 锚块混凝土为C30强度等级, 总计46700m3。强度等级各组分用量（kg/m3 ）坍落度（mm）抗压强度MPa氯离子扩散系数10-12水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂0h1h7d28dC3015012015015079010903.5718516527.743.01.4 C30 混凝土断面最高温度51，最大内表温差均小于18，在取消冷却水管条件下, 没有产生温度裂缝, 仅冷却水管就节约100多万元.黄埔大桥南锚锭底板 广州珠江黄埔大桥南锚锭底板属于大体积混凝土结构物，基坑底

12、板为直径65.6m、高5m的混凝土圆柱体，混凝土为C30微膨胀混凝土，混凝土总方量为19899m3 各组分用量（kg/m3）坍落度（cm）抗压强度（MPa）氯离子扩散系数水水泥粉煤灰矿粉膨胀剂砂石减水剂0h1h7d28d60d1751401401203070810628.121.5182946681.010-12混凝土断面最高温度55，温控效果良好，没有产生温度裂缝。 黄埔大桥南锚锭基坑填芯 各组分用量（kg/m3）初凝时间（h）坍落度（cm）抗压强度（MPa）抗渗等级水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂0h1h7d28d1751001501007501009530211818.836.5P18混凝土断

13、面最高温度52，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝 广州珠江黄埔大桥南锚锭基坑填芯混凝土为C20强度等级，浇筑总方量为44900m3 广州珠江黄埔大桥南锚锭顶板 编号各组分用量（kg/m3）初凝时间（h）坍落度cm抗压强度（MPa）水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂0h1h7d28d116514014014073810628.12122.01928.543广州珠江黄埔大桥南锚锭顶板属于大体积混凝土结构物，基坑顶板混凝土为C30强度等级，混凝土浇筑总方量17418m3 混凝土断面最高温度49，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝。 广州珠江黄埔大桥后锚块 广州珠江黄

14、埔大桥后锚块属于大体积混凝土结构物，锚块最长32.0m，宽26.25m，高31.17m，混凝土强度等级为C30。锚块混凝土总方量约为：C30混凝土41720m3 各组分用量（kg/m3）初凝时间（h）坍落度（cm）抗压强度（MPa）氯离子扩散系数水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂0h1h7d28d16514014014073810628.12122.01928.5431.310-12混凝土断面最高温度49，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝。 广州珠江黄埔大桥塔座 各组分用量（kg/m3）坍落度（cm）抗压强度（MPa）水水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂0h1h7d28d1752201101007651043720.5153655混凝土断面最高温度59，最大内表温差均小于25，温控效果良好，没有产生温度裂缝。 广州珠江黄埔大桥塔座属于大体积混凝土结构物，棱台形底长19m,宽19m,高5m。上、下游塔座混凝土方量都为582 m3，共计1164m3。雅西高速公路全线承台大体积混凝土设计 雅西高速公路:例如黑石沟大桥2号承台，腊八斤10号、11号承台，承台尺寸为：长24.5m，宽20.5m，