大體積混凝土作業(yè)指導書

1、大體積混凝土作業(yè)指導書 作者：佚名     來源：自動搜索自互聯(lián)網(wǎng)        更新時間：2006-7-10 【字體： 】 一、大體積混凝土特性簡述：對于大體積混凝土，目前國內(nèi)尚無一個確切的定義。日本建筑學會標準（JASS-5）規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25oC的混凝土，稱為大體積混凝土?！泵绹炷翆W會（ACI）規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最

2、大限度減少開裂?！?#160;       大體積混凝土較普遍地用于基礎結(jié)構(gòu)，它們大多埋置地下，雖然受外界溫度變化影響較小，但要求抗?jié)B性能較高。因此，如何控制混凝土的內(nèi)外溫差和溫度變形而造成的裂縫，提高混凝土的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性能，是大體積混凝土施工中的一個關(guān)鍵問題。大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很多，如水泥水化熱引起的溫度應力和溫度變形、內(nèi)外約束條件的影響、外界氣溫變化的影響、混凝土的收縮變形等等，情況比較復雜，但溫度裂縫是主要因素之一。水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，每克水泥放出的熱量約達502.42J/g（120cal/

3、g），因而使混凝土內(nèi)部的溫度升高，一般在30oC左右，有時更高。它在13d內(nèi)放出的熱量是總熱量的一半。混凝土內(nèi)部的最高溫度多發(fā)生在澆筑后的35d內(nèi)，當混凝土內(nèi)部與表面溫差過大時，就會產(chǎn)生溫度應力和溫度變形。溫度應力與溫差成正比，溫差越大，溫度應力也越大。當這種溫度應力超過混凝土內(nèi)外的約束力時，就會產(chǎn)生裂縫。而混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥用量有關(guān)，混凝土越厚，水泥用量越大，內(nèi)部溫度也就越高。溫度應力也與混凝土結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應力也越大，因而引起裂縫的可能性也越大。這就是大體積混凝土為什么容易產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此，防止混凝土出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵就是控制混

4、凝土內(nèi)部與表面的溫差。另外，大體積混凝土在施工階段，常受外界氣溫變化的影響?；炷羶?nèi)部溫度是由水泥水化熱的絕熱溫度、澆筑溫度和混凝土的散熱溫度三者的疊加，其中澆筑溫度與外界氣溫有直接關(guān)系。所謂澆筑溫度是指混凝土出罐后，經(jīng)運輸、振搗后的溫度，可以通過計算或?qū)崪y得出。一般而言，外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也越高，當氣溫下降，特別是氣溫驟降，會大大增加外層混凝土與混凝土內(nèi)部的溫度梯度，因而會造成溫差和溫度應力，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。因此控制混凝土表面溫度與外界氣溫的溫差，也是防止裂縫的重要一環(huán)。        八十年

5、代以來，我國許多大城市相繼建造了一批高層建筑和高聳構(gòu)筑物，這些建筑物的基礎都采用了大體積混凝土，通過這些工程的實踐，促進了大體積混凝土施工技術(shù)的發(fā)展，對大體積混凝土工程的研究也取得了不少成就，主要是：在設計上，為改善大體積混凝土的內(nèi)外約束條件以及結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的補強，提出了行之有效的措施；在施工技術(shù)上，從選料、配合比設計、施工方法、測溫養(yǎng)護采取一系列綜合性措施，并根據(jù)不同的施工季節(jié)采取不同的技術(shù)措施，有效地克服了大體積混凝土的裂縫；在施工組織管理上，為了解決大體積混凝土一次澆筑量大的問題，在精心組織、協(xié)調(diào)指揮下，采用了集中攪拌、罐車運輸、泵送混凝土等技術(shù)。   &#

6、160;    二、質(zhì)量目標        1.混凝土強度等級、抗?jié)B等級必須達到設計要求。        2.混凝土裂縫控制在允許范圍之內(nèi)。                三、大體積混凝土監(jiān)理工作重點工序：   

7、;     1.大體積混凝土施工前的控制（預控）：        施工方案：        大體積混凝土的施工，首先由施工單位編制詳細的施工方案，應以減少約束、便于散熱、控制內(nèi)外溫差、防止產(chǎn)生有害裂縫為原則，主要體現(xiàn)出以下六點內(nèi)容：根據(jù)減少約束的要求，確定分層分塊的尺寸及層間、塊間的結(jié)合措施；通過熱工計算，確定混凝土入模溫度以及對材料溫度調(diào)整的措施；確定混凝土攪拌、運輸和澆筑的方案；制定

8、混凝土的保溫方案；明確對混凝土的測溫方案；制定保證工程質(zhì)量、安全施工和消防措施的相應條款。監(jiān)理工程師應仔細閱讀施工方案，通過對施工方案中的計算進行適當?shù)尿炈悖岢鲆庖姾徒ㄗh，施工單位在通過方案的審批后，方可進行下一步工作。        大體積混凝土設計常用的計算公式與數(shù)值如下：        水泥水化熱計算：        某一齡期水泥水化熱計算公式為&#

9、160;       Qt=at·C3S+btC2S+ctC3A+dtC4AF        Qt：t天的水泥水化熱值（J/g）；        at、bt、ct、dt：水泥中各水化熱物質(zhì)在t天內(nèi)的水化熱值（可從表1查出）；        C3S、C2S、C3A、C4AF：水泥熟

10、料中產(chǎn)生水化熱的各種單礦物分子式，可以根據(jù)不同水泥品種的化學成分查出其組成量（即所占百分比）；        注：本公式計算出的水化熱為熟料的估算值，此值應乘以不同品種水泥所含熟料的百分比，方可得出該品種水泥的水化熱估算量。                表1：水泥熟料中單礦物水化熱物質(zhì)發(fā)熱量（21oC）    

11、60;   水化熱物質(zhì) 水化熱（J/g）         3d 7d 28d 90d 1年        atC3S 242.8 221.9 376.8 435.4 489.9        btC2S 50.

12、2 41.9 104.7 175.9 226.1        ctC3A 887.6 1557.5 1377.5 1302.1 1168.1        DtC4AF 288.9 494.0 494.0 410.3 376.8      

13、;          混凝土拌合溫度計算：        Tc：混凝土的拌合溫度（oC）；        W：混凝土組成材料重量（kg）；        c：混凝土組成材料比熱（J/kg·K）；    

14、0;   Ti：混凝土組成材料溫度（oC）；                        混凝土出罐溫度計算：        TI=Tc0.16（TcTd）       

15、0;TI：混凝土出罐溫度（oC）；        Tc：混凝土拌合溫度（oC）；        Td：混凝土攪拌棚溫度（oC）；                混凝土澆筑溫度計算：        Tj

16、=Tc+（TqTc）（A1+A2+A3+A11）        Tj：混凝土澆筑溫度；        Tc：混凝土拌合溫度；        Tq：室外平均氣溫；        Ai：溫度損失系數(shù)，可按下列考慮      

17、  a：混凝土裝、卸、轉(zhuǎn)運，每次A=0.032；        b：混凝土運輸時A=，為運輸時間（min），參考表2；        c：澆筑過程中A=0.003，為澆筑時間（min）；                表2：混凝土運輸時熱損失值 &#

18、160;      運輸工具 混凝土容積（m3）         攪拌運輸車 6 0.0042        開敞式自卸汽車 1.4 0.0037        封閉式自卸汽車 20. 0.0017  

19、;      保溫手推車 0.15 0.007        不保溫手推車 0.75 0.01        吊斗 1.0 0.0015               &#

20、160;混凝土的絕熱溫升：        混凝土內(nèi)的絕熱溫升計算，目前常用三個公式        a：T=W·Q（1-e-m）/c        b：T=（W·c/10）+（FA/50）        c：T=（0.83·W·c·

21、Q/c）+（FA/50）        其中：        T：混凝土的絕熱溫升（oC）；        W：每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）；        c：混凝土的比熱，計算時取（0.97kj/kg·K）；    

22、    Q：每公斤水泥的水化熱（kj/kg），參照表3；        ：混凝土的密度，取2400kg/m3；        ：混凝土的齡期（d）；        FA：每立方米混凝土中粉煤灰摻量（kg/m3）；        e：常數(shù)，為

23、2.718；        m：隨水泥品種、比表面及澆筑溫度而異，參照表4；                表3：每公斤水泥發(fā)熱量        水泥品種 發(fā)熱量（kJ/kg）        

24、; 225 275 325 425 525        普通水泥 201 243 289 377 461        礦渣水泥 188 205 247 335           

25、60;                     表4：計算水化熱溫升時的m值        澆筑溫度（oC） 5 10 15 20 25 30        m（1/d）

26、 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406                混凝土內(nèi)部實際最高溫度計算        Tmax=Tj+T·        Tmax：混凝土內(nèi)部最高溫度

27、（oC）；        Tj：混凝土的澆筑溫度（oC）；        T：齡期時混凝土的絕熱溫升（oC）；        ：不同的澆筑塊厚度、不同齡期時的降溫系數(shù)，參照表5；               &

28、#160;表5：不同齡期和澆筑厚度的值        澆筑厚度（m） 不同齡期（d）的值         3 6 9 12 15 18 21 24 27 30        1.00 0.36 0.29 0.17

29、0;0.09 0.05 0.03 0.01         1.25 0.42 0.31 0.19 0.11 0.07 0.04 0.03         1.50 0.49 0.46 0.38 0.29 0.21 0.15 0.12 0.

30、08 0.05 0.04        2.50 0.65 0.62 0.59 0.48 0.38 0.29 0.23 0.19 0.16 0.15        3.00 0.68 0.67 0.63 0.57 0.45 0.36 0.30

31、0;0.25 0.21 0.19        4.00 0.74 0.73 0.72 0.65 0.55 0.46 0.37 0.30 0.25 0.24        注：本表適用于混凝土澆筑溫度為20oC30oC的工程        

32、        混凝土表面溫度計算：        Tb()=Tq+4h（Hh）T()/H2        Tb()：齡期時混凝土的表面溫度（oC）；        Tq：齡期時的大氣平均溫度（oC）；      

33、60; H：混凝土的計算厚度（m），H=h+2h；        H：混凝土的實際厚度（m）；        h：混凝土的虛厚度（m），h=K/；        ：混凝土的導熱系數(shù)，取2.33W/m·K；        K：計算折減系數(shù)，可取0.666；

34、60;       ：模板及保溫層的傳熱系數(shù)（W/m2·K）；        i：各種保溫材料的厚度（m）；        i：各種保溫材料的導熱系數(shù)（W/m·K），參照表6；        q：空氣層傳熱系數(shù)，可取23W/m2·K；  &

35、#160;     T()：齡期時，混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差（oC），        T()=TmaxTq                表6：各種保溫材料的導熱系數(shù)        材料名稱 密度（kg/m3）&#

36、160;導熱系數(shù)（W/m·K）        木模板 500700 0.23        鋼模板 58        草袋 150 0.14        木屑 0.17   &

37、#160;    紅磚 1900 0.43        普通混凝土 2400 1.512.33        空氣 0.03        水 1000 0.58       &

38、#160;礦棉、巖棉 110200 0.0310.065        瀝青礦棉氈 100160 0.0330.052        膨脹蛭石 80200 0.0470.07        瀝青蛭石板 350400 0.0810.105   

39、0;    膨脹珍珠巖 40300 0.0190.065        泡沫塑料 2550 0.0350.047                混凝土所需保溫（隔熱）材料厚度計算        i=0

40、.5·Hi（Tb-Tq）·Kb/（Tmax-Tb）        i：模板及保溫材料的厚度（m）；        H：混凝土計算層厚度（m）；        i：保溫材料的導熱系數(shù)（W/m·K）；        ：混凝土的導熱系數(shù)（W/m·

41、K）；        Tb：混凝土表面溫度（oC）；        Tq：混凝土澆筑后3d5d內(nèi)平均氣溫（oC）；        Kb：傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0，視保溫材料的透風性能后風力情況而定；        Tmax：混凝土內(nèi)部最高溫度（oC）；  

42、;      注：Tmax、Tb可按澆筑后3d計算。                混凝土：        目前大體積混凝土施工幾乎全部采用攪拌站提供的預拌混凝土，根據(jù)建筑資料管理規(guī)程（569號文）的要求，混凝土攪拌站只需提供混凝土的出廠合格證即可。而對于大體積混凝土裂縫的控制，混凝土質(zhì)量是一個不可

43、忽視的因素，因此監(jiān)理單位應事先審核攪拌站提供的混凝土配合比及材料情況，使其符合規(guī)范要求。混凝土配合比應根據(jù)使用的材料進行試配，水灰比0.6，砂率應控制在0.330.37（泵送時宜為0.40.45），并且嚴禁在現(xiàn)場加水以增大坍落度。對攪拌站的混凝土供應能力也應進行計算，計算時考慮攪拌站混凝土生產(chǎn)能力、運輸能力、運距等相關(guān)因素。例如：海淀文化藝術(shù)中心工程選用的中建一局四公司攪拌站，共配備3臺混凝土攪拌機，其中2臺為德國產(chǎn)利勃海爾B55S/55M3/H型攪拌機（每小時可生產(chǎn)55立方米的混凝土），1臺為意大利產(chǎn)HZS120型攪拌機（每小時可生產(chǎn)120立方米的混凝土），每小時混凝土生產(chǎn)能力為230立方米

44、，又配備混凝土罐車30部，攪拌站距離海淀文化藝術(shù)中心施工現(xiàn)場罐車行程約為1小時左右。經(jīng)計算，中建一局四公司攪拌站每小時對本工程的混凝土最大供應量為90立方米。施工現(xiàn)場有2臺混凝土地泵（1臺泵送能力60立方米/小時，1臺泵送能力80立方米/小時），兩臺地泵實際工作中泵送能力約為80立方米/小時。所以中建一局四公司攪拌站可以滿足海淀文化藝術(shù)中心混凝土澆筑工程的需求。        技術(shù)準備工作：        監(jiān)理單位在大體積混凝土施工前，

45、應提醒施工單位做好以下工作：各級技術(shù)交底，尤其對工程的特殊性及技術(shù)質(zhì)量要求，要進行詳細交底，做到嚴格按程序和技術(shù)要求施工；混凝土澆筑前進行聯(lián)合驗收，確保無遺漏；組織安排好修整鋼筋、看管模板、測溫及養(yǎng)護等人員，做到各項工作能及時配合。                2.大體積混凝土施工過程中的控制：        現(xiàn)場操作：   

46、     監(jiān)理工程師應對大體積混凝土的澆筑工作進行旁站監(jiān)理，做好監(jiān)理工作的記錄，及時向施工管理人員提出澆筑過程中出現(xiàn)的問題。施工單位在現(xiàn)場操作時應注意以下事項：防止混凝土發(fā)生離析，當混凝土的自由傾落高度超過2m時，應采用串筒、溜槽下落；混凝土應采用機械振搗，振搗棒要做到“快插慢拔”，在振搗過程中宜將振搗棒上下抽動，以使上下均勻，每點振搗時間一般為20s30s，但還應視混凝土表面呈水平不再明顯下降、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為準；分層振搗時，振搗棒應插入下層5cm左右，以消除兩層之間的接縫；振搗時應防止振動模板，并盡量避免碰撞鋼筋、管道、預埋件等；在冬季施工階段，混凝土的入模溫度不得低于5oC，分層澆筑時，已澆筑層的混凝土溫度在未被上一層混凝土覆蓋前不得低于2oC。        混凝土：        攪拌后的混凝土，要根據(jù)其初凝時間及時運至澆筑地點入模澆筑，在運送過程中，要防止混凝土離析、灰漿流失、坍落度變化等現(xiàn)