大体积混凝土水化热计算公式

1、九、基础混凝土浇筑专项施工方案江苏广兴建设集团有限公司基础混凝土浇筑专项施工方案工程名称：镇江新区平昌新城配套公建工程编制：审核：批准：江苏广兴建设集团有限公司镇江新区平昌新城配套公建工程项目部2012 年 3 月 14 日基础混凝土浇筑专项施工方案第一节、工程概况一、工程概况【本方案针对重要施工技术措施节点的分部分项工程的特点及要求进行编写】镇江新区平昌新城配套公建工程； 工程建设地点：镇江新区平昌新城平昌路；属于框剪结构；地上 12层；地下 1层；建筑高度： 44.65m；标准层层高： 3.6m ；总建筑面积： 25000平方米；总工期： 450天。本工程由镇江瑞城房地产开发有限公司投资建

2、设，常州市规划设计院设计，镇江市勘察设计院地质勘察， 镇江兴华工程建设监理有限责任公司监理，江苏广兴集团有限公司组织施工；由胡金祥担任项目经理，周道良担任技术负责人。本工程地下室基础为带人防核 6防6、二级防水等级要求的人防地下室， 地下室主体结构混凝土强度等级：基础底板为 C35，地下室顶板、梁为 C30，地下室墙、柱均为 C40，地下车道底板混凝土为 C35，侧壁为 C40。地下室底板、外墙、地下车道底板及侧板、 单层车库顶板、 覆土顶板及水池围护结构均需采用 P6抗渗混凝土，地下室底板、外墙、顶板采用补偿收缩混凝土， 后浇带采用膨胀混凝土，地下室混凝土在混凝土中掺入抗裂纤维。本工程地下室

3、底板厚度 600mm/800mm （主楼位置） ，地下室板墙厚度分别为 200mm/250mm/300mm/450mm（详见地下结施 13墙定位及配筋图），板墙浇筑高度 3.8m/4.4m（详见顶板施工图）。【本工程地下室基础混凝土标号众多， 抗渗、膨胀、纤维等外加剂的参数以及使用位置，不同型号混凝土浇筑节点处的处理要严格参照图纸结构总说明中4.1.3要求进行施工】二、施工要求1、确保混凝土施工在浇筑时期内安全、质量、进度都达到优质工程标准。2、本工程混凝土浇筑施工质量技术措施控制重点： （ 1）、大体积混凝土水化热的处理；（ 2）、地下室后浇带防水措施。第二节、编制依据混凝土结构工程施工质量

4、验收规范 GB50204-2002 混凝土外加剂应用技术规范 GB50119-2003 地下工程防水做法苏 J02-2003及江苏广兴集团有限公司以往类似工程的施工方案和本工程相关施工设计图纸等。第三节、施工计划材料与设备计划本工程基础混凝土按后浇带划分三个区域：（ 1）以 3# 楼为主， 2-F 轴以北后浇带划分；（ 2）以 2# 楼为主， 2-A 轴以北后浇带划分；（ 3）以 1# 楼为主， 2-A 轴以南后浇带划分。1、混凝土浇筑以商品混凝土泵送浇捣，投入4 台振动棒， 2 台平板振动器，1 台混凝土收光机，水泵 4 台，自吸泵 2 台等其他小型工具。机修人员必须在机械使用前对所有机械进

5、行检查养护， 在浇筑混凝土过程中， 安排人员进行定时检修。2、养护混凝土使用的塑料薄膜以及覆盖用的草袋，水管等养护材料。3、对预拌混凝土的要求与预拌混凝土搅拌站签订供应合同，对原材、外加剂、混凝土坍落度、初凝时间、混凝土罐车在路上运输等作出严格要求。A、对预拌混凝土坍落度的要求混凝土搅拌站根据气温条件、 运输时间、运输道路的距离、 混凝土原材料 （水泥品种、外加剂品种等）变化、混凝土坍落度损失等情况来适当地调整原配合比，确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要，确保混凝土供应质量。当气候变化时，要求混凝土预拌站提供不同温度下、单位时间内坍落度损失值，以便现场能够掌握混凝土罐车在现场的停置时

6、间。 并且可以根据混凝土浇筑情况随时调整混凝土罐车的频率。 浇筑混凝土时， 搅拌站派一名调度现场调配车辆。同时鉴于现场处的特殊地理位置，项目安排人员协调现场内外的交通问题。对到场的混凝土实行每车必测坍落度，实验员负责对当天施工的混凝土坍落度实行抽测，混凝土工长组织人员对每车坍落度进行测试，负责检查每车的坍落度是否符合预定预拌混凝土坍落度的要求，并做好坍落度测试记录。 如遇不符合要求的，退回搅拌站，严禁使用。B、对预拌混凝土的添加剂的要求项目部安排一名技术员到混凝土搅拌站根据设计图纸及合同要求进行外加剂的配料，在混凝土搅拌过程中做好不同种类、 不同型号混凝土外加剂添入量统计表，严格按照设计施工图

7、纸要求进行添加，确保混凝土的质量。本工程混凝土要求商品混凝土厂家所用水泥、 砂石、外加剂、掺和料等材料。必须具有市技术监督局核定的法定检测单位出具的碱含量和集料活性检测报告，无检测报告的材料搅拌混凝土禁止使用。第四节、施工工艺技术施工方法1、墙、柱混凝土浇筑墙、柱混凝土浇筑前要先填30-50mm 与混凝土同配比去石子砂浆或减半石混凝土，后混凝土分层浇筑、分层振捣，每次浇筑厚度不大于 500mm ，浇筑厚度采用尺杆配手把灯或激光手电配振动棒上做出分层尺寸标记加以控制。 混凝土振捣采用赶浆法， 保证新老混凝土接槎部位粘结良好， 上下层的间隔时间不应超过 2h。墙洞口两侧混凝土高度保持一致，必须同时

8、下灰、同时振捣，以防止洞口变形，大洞口下部模板开口补充振捣， 后封闭洞口留设透气孔。 振捣棒不得触动钢筋和预埋件，除上面振捣外下面要有人随时敲打模板检查， 振捣时注意钢筋密集及洞口位置不得出现漏振、 欠振和过振。 为保证混凝土密实， 混凝土表面应以出现翻浆、不再有显著下沉、不再有大量气泡上泛为准。墙体浇筑时振捣棒每隔6m 放一台，不得来回搬动。2、梁、板混凝土梁板按框架格顺序浇筑，每框架格先将梁根据高度分层浇筑成阶梯形，当达到板底位置时即与板的混凝土一起浇捣， 随着阶梯形的不断延展， 则可连续向前推进，倾倒混凝土方向与浇筑方向相反。梁板及梁底部位要 50 插入式振捣棒振捣密实， 振捣时不得触动

9、钢筋和预埋件。梁节点钢筋较密时要用你小直径振捣棒振捣， 并加密棒点， 板采用平板振捣器振捣密实，浇筑板的混凝土虚铺厚度要略大于板厚，振捣完毕后用 1.5m-4m 刮杠刮平，用木抹子抹平，并拉线检查板面标高，严格控制平整。底板混凝土采用斜面分层浇筑法进行浇筑。浇筑时间由下层端部开始逐渐上移，循环推进，每层厚度300mm ，通过标尺杆进行控制。夜间施工时，尺杆附近要用手把灯进行照明； 浇筑时要在下一层混凝土初凝之前浇捣上一层混凝土并插入下层混凝土5cm ，以避免上下层混凝土产生冷缝，同时采取二次振捣法保持良好接槎， 提高混凝土的密实度。 底板混凝土浇筑至标高后，在终凝前用抹光机反复挤压， 防止由于

10、应力集中而导致的沉缩裂缝的出现。混凝土收平后， 即涂刷养护液，在用塑料膜覆盖，加盖阻燃草帘两层养护14 天。底板大流动性砼在浇筑和振捣过程中， 必然会有游离水析出顺砼坡面下流至坑底。为此，应在基坑变设置集水坑，通过垫层找坡使泌水流至集水坑内，用潜水泵过滤出的泌水排出坑外。 同时在混凝土下料时， 保持中间的混凝土高于四周边缘的混凝土，这样经振捣后，混凝土的泌水现象得到克服。 当表面泌水消去后，用木抹子压一道， 减少混凝土沉陷时出现沿钢筋的表面裂纹。 由于泵送砼表面水泥浆较厚，浇筑后须在砼初凝前刮尺抹面和木抹子打平， 可使上部骨料均匀沉降，以提高表面密实度， 减少塑形收缩变形， 控制砼表面龟裂，

11、也可减少砼表面水分蒸发，以终凝前为准，终凝时间可用手压法把握。1000m 3，故每 200m 3在底板混凝土施工阶段，混凝土连续浇筑方量大于为取样单位。每取样单位取五组试块，其中三组为3d、7d 、28d 强度试块，另两组为同条件试块；抗渗以每 500m 3 混凝土为取样单位，每取样单位取两组试块，每组 6 块。3、施工缝处混凝土浇筑施工缝必须待已浇筑混凝土的抗压强度不小于1.2Mpa 且不小于留置施工缝48 小时，才允许继续浇筑。留置施工缝处的混凝土必须振捣密实，其表面不磨光，并一直保持湿润状态。 在继续浇筑混凝土前， 施工缝混凝土表面必须进行凿毛处理，剔除浮动石子， 并彻底清除施工缝处的松

12、散游离的部分， 然后用压力水冲洗干净，充分湿润后，刷 1：1 水泥砂浆一道，浇筑之前先预铺同比减石子水泥砂浆，再进行上层混凝土浇筑，混凝土下料时要避免靠近缝边，缝边人插捣，使新旧混凝土结合密实。混凝土表面处理在混凝土浇筑 2-3h 左右进行，按混凝土浇筑标高用长刮尺刮平，在初凝前用铁滚筒个碾压数遍或提浆机， 覆盖模保湿，等混凝土二次收水后，用木抹多次打磨压实。 然后覆盖塑料薄膜和麻袋薄膜养护。 养护层施工时， 考虑出混凝土表面竖向钢筋分割。 在竖向钢筋笼内填满养护材料。 在第二次混凝土浇筑前，对混凝土路表面进行凿毛处理。用压力水冲洗干净。4、后浇带施工方案4.1 、模板安装后浇带两侧采用快易收

13、网口作为侧模，用扎丝绑于同向水平钢筋，并支设 12500 的附加立筋支挡收口网，支撑钢筋通过纵向钢筋连成一体。4.2 、后浇带结构处理在底板混凝土浇筑时，需注意分层浇筑厚度和振动棒距侧模的距离。为防止混凝土振捣中水泥浆流失严重，需限制振动棒距离侧模的距离不得小于40cm 。为保证侧模混凝土的密实，可采用钢钎辅助捣实。4.3 、后浇带的保护筏板混凝土浇筑后，及时对后浇带进行清洁，同时为防止垃圾、杂物及施工用水进入后浇带， 在后浇带两侧分别砌一皮砖， 在砖上覆盖多层板， 所有缝隙用防水砂浆赌严。楼板或框架后浇带用多层板覆盖保护，防止杂物坠入。地下室后浇带处的支撑架自成体系，不得与其他支撑架有任何连

14、接，该支撑架必须在后浇带施工完成，且混凝土强度达到 100% 时方可拆除。4.4 、后浇带混凝土施工时间严格按照设计总说明制定的原则执行。 在后浇带浇筑之前，剔凿后浇带处混凝土，彻底清除松散游离部分，并用压力冲洗干净，清除钢筋浮锈，调整钢筋，充分湿润后，刷 10-15 厚 1：1 水泥砂浆一道，再进行后浇带处混凝土的施工。采用比原构件混凝土强度等级高一级的膨胀混凝土，膨胀混凝土浇筑后养护时间为 28h ，前 14h 蓄水养护，后 14h 用草帘覆盖浇水养护。后浇带混凝土采用预拌混凝土， 后浇带采用混凝土泵输送。 振捣采用分层式，制动器采用插入式振动棒， 振动方法为交错式， 振实至表面无沉落，

15、表面浮浆呈水平无气泡上冒为止，同时设专人旁站，杜绝过振或漏振。A、地下室外墙后浇带施工地下室外墙后浇带采用专门钢板网作为侧模，用扎丝绑于同向水平钢筋上，并支设附加短钢筋支挡钢板网。支设墙内后浇带处模板，必须保证支设质量，防止混凝土浇筑时产生涨模、爆模、流浆等现象发生。地下室外墙后浇带开始施工时，先采用人工剔凿施工缝，并采用高压水清理干净后浇带， 调整钢筋，然后采用提高一个等级的微膨胀混凝土浇筑。 具体施工方法与筏板后浇带施工方法相同。B、楼板后浇带施工楼板后浇带和支撑单独配置，在浇筑该处混凝土之前，两侧楼板的模板和支撑不拆。分隔采用钢材网， 并用梳子状模板和短木枋支挡。 楼板钢筋与梳孔间隙用海

16、绵条填实，防止砂浆污染后浇带模板和钢筋，影响楼板观感质量。在结构施工期间，用木板覆盖后浇带，防止杂物坠入。施工后浇带前，人工剔凿并清理干净后浇带， 调整钢筋，然后采用提高一个等级的微膨胀混凝土浇筑。具体施工方法与筏板后浇带施工方法相同。5、大体积混凝土水化热的处理大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩， 也不会在内部产生拉应力。 当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力， 当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时， 混凝土就会开裂。制定大体积混凝土施工技术方案或措施的主要目

17、的在于防止混凝土圬工主体产生温差（温度收缩、膨胀）裂纹。施工技术措施的主要手段是控制混凝土的水化热量，以达到限制混凝土主体内部与混凝土表面、 混凝土表面与外界环境温度差值。大体积混凝土裂缝的原因很多。 其中由混凝土水化热造成温差裂缝是主要因素。混凝土浇筑之后，内部水化热温度迅速升高（浇筑的厚度越大、其内部水化热温升值越大）、膨胀，而表面温度升幅较小，使内部的膨胀受到表面的约束，形成表面受拉而内部受压的状态。当混凝土水化热温度下降后， 其内部温度下降幅度要比表面降温幅度大的多，相应的内部冷却收缩比表面大的多，内部的收缩仍受到表面的约束。 冷却收缩的拉应力超过了原来的压应力，使内部压应力变为拉应力

18、，同样使表面由拉应力变为压应力。由于混凝土的抗拉强度很低，当混凝土出现的拉应力超过其抗拉强度 （特别是早期抗拉强度很低） 时，就会产生裂缝。这种裂缝早期多出现在表面上，晚期多出现在内部。 当表面温度突变收缩时， 也会产生收缩裂缝。 根据混凝土热工计算可知， 混凝土抵抗温差裂纹的限度不超过+25oC 。在具体施工中一般控制在+20oC 以内。计算混凝土内最大温升据资料介绍，有三种计算公式，其一为理论公式：Tmax= Wc x Q x （1e- nt ） x （ 1）另一个为经验公式：Tmax = Wc /10+ FA/50当混凝土厚度超过3 m式改为：（ 2）时，计算值与实测值偏差过大。建议把上

19、述经验公Tmax =Wc x Q x 0 .83/C+FA/50 （ 3）公式（ 1）可计算各个龄期混凝土中心温升，从而计算每个温度区段内产生的应力，还可找出达到温升峰值的龄期， 从而推定采取养护措施的时间。 但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。该公式似乎未能把大体积混凝土的散热条件和平面尺寸的影响因素充分考虑进去。如能根据不同情况调整 m 和的取值，可能会使计算值更接近实际。在该工程中，按公式（ 1）计算的结果与后来的实测值偏差较大，升温峰值出现的时间也比实测值偏后。据了解，其它工程的计算也有类似情况。公式（ 2）计算较简便，在该工程中计算值较实测值偏差较小，但无法据此计算应力，

20、也找不出升温峰值出现的时间。因该工程混凝土厚度是 1 .2 m ，若按公式（ 3）计算，计算值最接近实测值。三个公式，三种结果。在考虑施工、养护方案时，均按最不利的情况考虑，以求稳妥。3 .2 混凝土中心温度值T1=T2+ T（t），因为 T（t）计算值较高，夏季的浇筑温度 T1 应采取措施降下来。如果不采取水中加冰等降温措施，计算得：混凝土拌合温度：Tc=Ti.Wi. 。 Ci/Wi.Ci=29.1。混凝土出机温度：Tj=Tc 0.16 （Tc Td ）=30.1 。混凝土浇筑温度：TjT1+ （Tq T1） （ A1+A2+）=29 .7 。这个温度是昼夜平均浇筑温度，如果白天最高气温是3

21、5，这时的浇筑温度 Tj = 31 .4 。为了降低 Tj，采取如下措施：料场石子进仓前用凉水冲洗，水泥在筒仓内存放 15 d 以上，晴天泵管用湿岩棉被覆盖，气温高时拌合水中加冰降温。其中，拌合水中加冰效果最好。可见，每使混凝土浇筑温度下降 1，平均要使拌合水温下降近 6。要使混凝土浇筑温度下降 3，至少每 m3 混凝土要加 0冰 40 kg. 无论如何，在工程中实际浇筑温度 Tj，都不能超过 32 。4、确定保温材料的厚度，预测混凝土表面温度据公式（ 3 ）计算，混凝土中心最大温升达 47 .3 ，假如浇筑温度是 30 ，混凝土中心温度将达 77 .3 。如果环境平均温度 Tq=（35 +2

22、3 ） /2=29 。两者平均温差将有 48 .3 ，这是无论如何不能允许的。解决办法是在混凝土开始降温时，在其表面覆盖保温材料， 使表层混凝土温度提高， 达到减小混凝土内表温差的目的。一般规定：混凝土内表温差 T1 T225对于较厚的混凝土，此温差值可适当放宽。由此可见，即使在炎热的夏季，大体积混凝上在降温阶段要“保温 ”养护。经过计算，提出两种养护方案供施工时选择。一种是盖一层塑料薄膜和一层3 cm 厚的防水岩棉被。另一种是蓄水 2cm 12cm 养护，深度随当时混凝土内外温差增减。前者的优点是保温性能较好， 可缩小混凝土内表温差， 减慢降温速度， 从而有利于混凝土抗裂，但缺点是可能因降温

23、速度过慢而延长养护时间； 但如遇环境温度骤降造成混凝土内表温差过大时，较难采取临时加强保温的措施。实际施工中采用了第一种养护方案， 养护效果很好。 塑料薄膜很有效地保证了混凝土表面的潮湿， 既保证了表层混凝土的强度增长， 又使前 3 周的降温阶段不致出现干燥收缩，还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。岩棉被的效果也恰到好处， 当混凝土表面温度过高， 不利于降温时， 局部揭开岩棉被加快降温。下过几场大雨后，岩棉被被水浸透，导热系数增大，使混凝土浇筑后 3 周的降温速度始终较好地控制在 1 .3 0C/d 1 .5 0C/ d 范围之内。大体混凝土控制水化热技术措施主要有：1、分层多次浇筑，避开

24、混凝土集中水化热量。当设计没有特殊要求时，可以将大体积混凝土水平分层多次浇筑成型。每一层浇筑厚度不宜超过2m ，尽量控制在最薄程度。两层之间浇筑时间差应躲过混凝土产生水化热高峰时间，混凝土水化热产生的高峰时间一般在终凝以后3 5 天，两层浇筑间隔时间应控制在7 天。两层之间应在强度达到规范要求后进行凿毛，并设置抗剪力钢筋。2、采用低水化热水泥，降低混凝土的水化热量。优先采用大坝水泥，次之采用矿渣水泥，不宜使用硅酸盐水泥和普通水泥。3、减少水泥参量，降低混凝土水化热量。施工配合比优先使用中粗砂和较大粒径碎石。在结构没有特殊要求的条件下， 可以掺加一些片石。 片石参量不宜超过圬工总量的 25 ，片石石质强度应满足施工技术规范要求。4、采用低温拌合水，以降低混凝土搅拌、入模温度，混凝土入模温度最好控制在 +5+15oC ，不宜超过 +20oC 。其他拌合物应存储在阴凉环境下， 避免阳光暴晒。在当地地下水水质检验满足混凝土施工要求时， 可将地下水直接进行混凝土搅拌，已利用地下水的低温。当环境日平均气温较高时（一般超过 +30oC ），增加制冰