大体积混凝土广州东沙报告

大体积混凝土配合比优化设计与施工质量控制成果展示系列之=基本概念存在问题

配合比优化设计施工工艺的关键技术控制测温技术

工程应用提纲大体积混凝土定义美国混凝土学会规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度地减少开裂。”日本建筑学会标准的定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称之为大体积混凝土。”我国《混凝土结构工程施工及验收规范》认为，建筑物的基础最小边尺寸在1～3m范围内就属大体积混凝土[1]基本概念大体积混凝土特点结构厚，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理质量控制工作的重点.基本概念大体积混凝土施工过程中，由于混凝土中水泥的水化作用是放热反应，而大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的热涨冷缩(称为温度变形)及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的应力(称为温度应力)，是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值（劈裂抗拉强度）时，混凝土就会出现裂缝[2]。存在问题根据施工规范，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；配合比优化设计水泥：宜选低水化热水泥，如矿渣水泥(P.S)、火山灰水泥(P.P)、粉煤灰水泥(P.F)、复合水泥(P.C)、普硅水泥(P.O)；掺合料：S95级矿粉，Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，磷渣粉，钢渣粉(500m2/kg);粗集料：5～25mm、5～31.5mm连续级配碎石，压碎值＜10MPa；细集料：宜选中粗砂，细度模数2.4～3.0；外加剂：缓凝高效减水剂;原材料优选：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37%～40%；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；配合比优化设计配合比优化设计根据多年的经验，我们使用P.O42.5水泥设计C30混凝土时，在满足设计强度要求的前提下，尽可能的减少水泥用量，其用量控制在160（kg/m3）以内为宜，以减少水泥的水化热产生，降低混凝土的温升；虽然P.O42.5水泥用量较低，但是在混凝土中掺入S95级矿粉140（kg/m3），实际上等同于使用P.S32.5矿渣水泥300（kg/m3），满足《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000要求，并能提高混凝土的耐久性。水泥用量控制技术编号各组分用量（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0h1h7d28d116525515574811227.792022182841.2P14216016014014073811078.342519163046P16编号3d7d14d28d56d90d180d10.420.541.322.013.063.634.0120.150.431.271.962.833.433.86编号Cl-渗透系数（×10-13m2/s）钢筋锈蚀失重率碳化深度111.50．02％3mm28.80．01%2mm表1C30大体积混凝土配合比表2C30大体积混凝土的收缩率（×10-4）表3C30大体积混凝土耐久性能测试东沙承台大体积混凝土配合比及性能温控计算施工工艺关键技术控制应根据混凝土的水化热、入仓温度、气候条件、构筑物的平面尺寸、浇筑高度、基础约束条件以及混凝土的热学、力学性能计算浇筑后大体积混凝土内部“温度—应力”变化情况，并据此设计大体积混凝土施工温度控制方案。在确保温度应力小于混凝土抗拉强度的基础上，确定以下具体方案：确定入仓混凝土温度，及保证措施。确定合理的分层浇筑厚度。制定冷却水管及测温元件的布置方案。制定混凝土养护方案。制定详细的施工技术方案。温度寸控制逗标准根据杯计算氏成果竭，为趁保证深承台敏在施葡工期博内不炭出现幅有害引温度想裂缝再，应原采取闯如下烛温控计标准足：混凝险土浇疼筑温码度不超超过28粪℃；混凝蚀土在舰浇筑曾温度葡基础游上的肤最大馅水化东热温谱升不应超过30老℃；混凝芹土内场表温辩差不藏超过25惨℃；冷却么水进断水口毒水温赞与大李体积奇混凝娃土内锻部最抱高温复度之程差值申不得刘超过25促℃。混凝穗土降增温速栽率不衡超过2.谣0℃裳/d。冷却掩水管童的布距设(1)冷却音水管流及其徒布设根据摧混凝距土内漠部温体度分互布特吐征，跟总共新埋设崇多层禾冷却巷水管技，冷零却水看管采袜用一奴定直屯径的浙薄壁娃钢管已，其忍水平蛇间距稳为1m左右辜，每伞根冷绢却水代管长息度不烟宜超搅过15祝0m，冷绕却水蹦管进意、出国水口下应集风中布狮置，甜以利国于统泉一管楚理。(2奥)冷却蚁水管非使用碧及其摊控制冷却肃水管努使用符前应虚压水各试验害，防母止管纯道漏旦水、绳阻水爪；砼浇沟筑到卫各层汁冷却谈水管贵标高洽后即底开始妨通水基，可敞直接昼采用册江水次冷却株，通镜水流验量应虹大于30辨L/昨mi水n；冷却暮水进佳水口涌水温射与大仁体积狮混凝笋土内婚部最宫高温装度之冷差值扛不得围超过25尖℃。待冷属却水拔管通舅水全透部结相束并勿养生灾完成脆后，裳应采冲用30＃水火泥砂爪浆封刘堵冷羡却水箭管。保温厚及养双护北方研地区血：大体移积混提凝土竭初凝佩后用5c丘m厚草类袋进装行保报温，外并用腹冷却斗水管拿出水凑进行请养护迟，保灿证表我面潮治湿。狐若遇勤气温抵急剧幅下降券应进狂一步麦加强禾表面精保温胀工作晓。南方陡地区肝：大体欺积混德凝土歌表面背整平茫后应球立即秋覆盖封塑料瓶薄膜青或麻灶袋进谋行保粥温保费湿养寺护，约待混亦凝土室初凝振后进咐行蓄挖水保磁温保章湿养搁护。混凝曲土浇附筑温听度的举控制混凝溉土出有搅拌减机后冶，经山泵送悟、平垮仓、期振捣锋等过盛程后此距离忽表面5－10清cm处的车温度圾为浇膀筑温胀度，台应控剃制混留凝土勾浇筑载温度程不超纹过280C。若陡浇筑屋温度犯超出麦控制斑要求刚，则罩应采桐取如圈下措假施：混凝袜土泵接管外州用草缎袋覆漫盖，听并经规常洒窝江水文降温注；砂、析石料颈避免屑太阳菠曝晒坐；提高劲混凝闭土浇笨筑强为度，柳尽量揭缩短址已浇驼混凝般土的每暴露爹时间信；温控晚施工贡的现嗽场监斗测1.温度外测试目内容为做挖到信欲息化束施工剑，真锯实反促映大恩体积最混凝旁土的本温控谜效果援，以初便出较现异贤常情汪况及有时调暑整温翁控措晴施，述应在环混凝感土中判布设蒜温度奋测点孔。在宗检测身混凝熊土温描度变虾化的芹同时涨，还丈应监棵测气市温、可冷却洋水管晶进出浪口水骂温、南砼浇久筑温讯度等卖。2.现场迎测试寸要求在混您凝土剖浇筑见完成疼传感近器的昨埋设恳及保缠护工穴作，两并将垄电缆偏引到蕉测试亏房。策各项艇测试胁项目能宜在盆混凝妄土浇尺筑后桌立即颗进行侄，连灾续不灿断。涛混凝出土的概温度讽测试间，峰机值以锡前每2h监测姓一次伟，峰赛值出锦现后差每4h监测榴一次兵，持筛续5天，售然后砍转入查每天跟测2次，刘直到朵温度刺变化象基本责稳定扁。3．监崖测所倒用仪坦器。温度症传感暗器为PN结温毒度传湖感器牺，温吸度检遍测仪粘采用PN牺-4桐C型数华字多遥路自满动巡进回检堵测控笨制仪购。温讽度传铜感器目主要什技术命性能艺：测午温范撒围-5蹄0℃～+1说50衔℃；工锯