大體積混凝土2010.4.26

1、1.大體積混凝土的定義2.大體積混凝土存在的問題3.大體積混凝土配合比優(yōu)化設計4.大體積混凝土施工控制5.應用實例大體積混凝土配合比設計與施工穩(wěn)控技術美國ACI C 116標準中將大體積混凝土定義為“任何大體積的現(xiàn)澆混凝土，其尺寸足夠大以致要求處理混凝土所放出的熱量和伴隨的體積變化以減少開裂”日本建筑學會標準（JASS5）的定義：“結構斷面最小尺寸在800mm以上，水化熱引起混凝土內的最高溫度與外界氣溫之差超過25C的混凝土，稱為大體積混凝土” 我國大體積混凝土施工規(guī)范GB50496-2009中定義：“實體最小尺寸大于或等于1m ，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂

2、縫產生的混凝土.”沒有一個統(tǒng)一的、嚴格的定義，但都強調砼的水化放熱及引起的溫差！大體積混凝土定義大體積混凝土的特點結構厚，體積大，鋼筋密，一次澆筑量大。大體積混凝土工程一次性連續(xù)澆注混凝土幾百方至幾千方，施工時間長，工程條件復雜，施工工藝要求高,受環(huán)境影響大，要求混凝土具有良好的工作性（流動性好，塌落度經時損失小，凝結時間長，不離析、泌水）.水化熱高，溫度場梯度大，極易產生裂縫。大體積混凝土硬化期間，由于水泥水化過程釋放的水化熱所產生的溫度變化和混凝土的收縮共同作用，由此而產生的溫度應力和收縮應力，往往導致混凝土結構出現(xiàn)有害裂縫。采取合理措施降低水化熱，控制混凝土內外溫差防止過大干縮是施工和管

3、理質量控制工作的重點.大體積混凝土存在的問題根據(jù)施工規(guī)范，水泥用量較高，從而導致混凝土水化熱過高，產生溫度應力導致混凝土開裂；混凝土澆注后的保溫和降溫技術沒有很好掌握，從而導致混凝土開裂；混凝土養(yǎng)護不到位，脫模時間過早，造成大體積混凝土表面出現(xiàn)微裂紋；大體積混凝土的水化放熱與開裂水泥水化放熱混凝土內部溫升混凝土表層散熱降溫溫度梯度溫度應力拉應力外部約束溫度裂縫淺表裂縫深層裂縫貫穿裂縫為侵蝕介質進入提供了便利條件，易造成耐久性問題直接危及結構安全！大體積混凝土的配合比優(yōu)化設計優(yōu)質的大體積混凝土較低的水化溫升良好的施工性能較低的經濟成本合格的強度性能降低水泥用量使用優(yōu)質礦物摻和料優(yōu)選高效減水劑優(yōu)選

4、水泥品種大體積混凝土的配合比設計原材料選擇：水泥：適合選用中熱或低熱水泥粉煤灰：使用II級以上粉煤灰砂：宜用天然中砂，控制含泥量和細度模數(shù)石：宜用連續(xù)級配碎石減水劑：采用緩凝型高效減水劑采用ANSYS進行的大體積混凝土的溫度場及應力場仿真計算大體積混凝土要求具有較低的水化熱、良好的工作性和體積穩(wěn)定性。大體積混凝土配合比設計的確定，必須通過試驗優(yōu)選。大體積混凝土配合比確定原則是：在保證混凝土強度等級前提下，盡量少用水泥，多用摻合料，盡可能降低水膠比。經設計單位同意，可利用60d強度作為混凝土強度評定及混凝土配合比設計的依據(jù)；在保證混凝土和易性、泵送性的前提下，盡量降低砂率，提高石子用量。砂率宜為

5、39%41%；在保證可泵性前提下，盡量降低混凝土用水量，緩凝時間一般控制在20h以上；大體積混凝土的配合比優(yōu)化設計大體積混凝土施工控制控制混凝土入倉溫度控制混凝土溫升、溫差控制混凝土澆筑質量溫度及應力監(jiān)測大體積混凝土施工控制原材料冷卻加冰攪拌泵管冷卻遮陽澆注控制水泥入庫溫度，用涼水沖洗或用風扇冷卻砂石料，避免原材料受陽光直射。在泵管上搭蓋濕麻袋或噴灑涼水降溫冰大體積混凝土施工控制通冷卻水控制混凝土入倉溫度控制混凝土溫升、溫差控制混凝土澆筑質量溫度及應力監(jiān)測大體積混凝土施工控制保溫養(yǎng)護冷卻水管平面布置圖冷卻水管立面布置圖在大體積混凝土側面披掛濕麻袋或彩條布，在上表面蓄水養(yǎng)護。大體積混凝土施工控制

6、防止離析泌水控制混凝土入倉溫度控制混凝土溫升、溫差控制混凝土澆筑質量溫度及應力監(jiān)測大體積混凝土施工控制控制分層厚度少留施工冷縫落差不宜過大振搗適可而止指標要求:(1)混凝土澆筑溫度不宜超過30;(2)混凝土絕熱溫升不宜超過30;(3)混凝土內外溫差不超過25 ;(4)混凝土降溫速率不超過2.0 /d;(5)最高溫度與表面溫度之差一般不大于25 ;(6)新澆注混凝土與領接的已硬化混凝土或巖土介質之間的溫差不大于25 ;(7)淋注于混凝土表面的養(yǎng)護水溫度低于混凝土表面溫度的差不大于15 ;(8)后澆帶混凝土的斷面平均溫度與環(huán)境溫度小于15 ;(9)大體混凝土分層施工時,施工間隔一般為57d.大體積

7、混凝土施工控制控制混凝土入倉溫度控制混凝土溫升、溫差控制混凝土澆筑質量溫度及應力監(jiān)測大體積混凝土施工控制測溫點平面布置圖反饋嘉紹大橋承臺大體積混凝土ANSYS模擬溫度云圖承臺第3天水化熱溫度云圖最大溫差 19.8 最高溫度 47.1 嘉紹大橋承臺大體積混凝土ANSYS模擬溫度云圖承臺第7天水化熱溫度云圖嘉紹大橋承臺大體積混凝土ANSYS模擬溫度云圖承臺第28天水化熱溫度云圖天興洲大橋 水灰比各材料用量（kg/m3）坍落度（mm）抗壓強度（MPa）氯離子擴散系數(shù)10-12水水泥砂碎石粉煤灰7天28天0.45173231759114016520031.743.21.8C30承臺混凝土配合比 在承臺

8、混凝土澆筑和養(yǎng)護過程中，采用優(yōu)化后的混凝土以及合理的溫控措施，所控的承臺施工質量良好，混凝土斷面最高溫度55，最大內表溫差均小于25，溫控效果良好，沒有產生溫度裂縫。 中鐵十二局天興洲大橋標段橋墩承臺主要有三種尺寸類型，分別為：029-045、067-070墩承臺平面尺寸為21 m10.8m，高3.5 m，046-049承臺平面尺寸為21m11.6 m，高4 m，050061墩承臺平面尺寸為23.1m15.3m，高5 m，均屬于大體積混凝土。 工程實例東沙大橋 東沙特大橋主塔承臺長28m、寬19m、厚6m，混凝土標號為C30，共3092m3，屬于典型的大體積混凝土施工 。各組分用量（kg/m3

9、）初凝時間（h）坍落度（cm）抗壓強度（MPa）氯離子擴散系數(shù)水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d16013014014073811078.342522.01926.045.81.310-12混凝土斷面最高溫度49，最大內表溫差均小于25，溫控效果良好，沒有產生溫度裂縫 。陽邏大橋 陽邏長江大橋北錨塊，長70.5m，寬54.0m，高46.0m，混凝土強度等級分別為C30，屬大體積混凝土結構物，混凝土方量為80418.4m3 。水(kg/m3)礦渣水泥(kg/m3)粉煤灰(kg/m3)砂(kg/m3)石(kg/m3)減水劑(kg/m3)坍落度(cm)氯離子擴散系數(shù)0h2h17027015

10、072810959.021.5171.4510-12 混凝土斷面最高溫度53，最大內表溫差均小于25，溫控效果良好，沒有產生溫度裂縫。 贛州贛江大橋承臺水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑15415017012077010863.96 贛州贛江公路大橋為特大橋，全長1073米，主跨為408米地錨式懸索橋，引橋為連續(xù)梁橋。該橋東、西兩岸承臺各自分上下游兩部分，承臺單個尺寸直徑為19.5m，高為5m，屬大體積混凝土結構。采用C35大體積混凝土.抗壓強度(MPa)劈裂抗拉強度(MPa)坍落度/擴展度(cm)抗?jié)B等級氯離子擴散系數(shù)7d28d90d7d28d0h1h31.649.359.12.53.519.518

11、P181.010-12 混凝土最高溫度53，最大內表溫差均小于20，在取消冷卻水管下, 沒有產生溫度裂縫。 贛州贛江大橋錨錠 錨塊混凝土為C30強度等級, 總計46700m3。強度等級各組分用量（kg/m3 ）坍落度（mm）抗壓強度MPa氯離子擴散系數(shù)10-12水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28dC3015012015015079010903.5718516527.743.01.4 C30 混凝土斷面最高溫度51，最大內表溫差均小于18，在取消冷卻水管條件下, 沒有產生溫度裂縫, 僅冷卻水管就節(jié)約100多萬元.黃埔大橋南錨錠底板 廣州珠江黃埔大橋南錨錠底板屬于大體積混凝土結構物，基坑底

12、板為直徑65.6m、高5m的混凝土圓柱體，混凝土為C30微膨脹混凝土，混凝土總方量為19899m3 各組分用量（kg/m3）坍落度（cm）抗壓強度（MPa）氯離子擴散系數(shù)水水泥粉煤灰礦粉膨脹劑砂石減水劑0h1h7d28d60d1751401401203070810628.121.5182946681.010-12混凝土斷面最高溫度55，溫控效果良好，沒有產生溫度裂縫。 黃埔大橋南錨錠基坑填芯 各組分用量（kg/m3）初凝時間（h）坍落度（cm）抗壓強度（MPa）抗?jié)B等級水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d1751001501007501009530211818.836.5P18混凝土斷

13、面最高溫度52，最大內表溫差均小于25，溫控效果良好，沒有產生溫度裂縫 廣州珠江黃埔大橋南錨錠基坑填芯混凝土為C20強度等級，澆筑總方量為44900m3 廣州珠江黃埔大橋南錨錠頂板 編號各組分用量（kg/m3）初凝時間（h）坍落度cm抗壓強度（MPa）水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d116514014014073810628.12122.01928.543廣州珠江黃埔大橋南錨錠頂板屬于大體積混凝土結構物，基坑頂板混凝土為C30強度等級，混凝土澆筑總方量17418m3 混凝土斷面最高溫度49，最大內表溫差均小于25，溫控效果良好，沒有產生溫度裂縫。 廣州珠江黃埔大橋后錨塊 廣州珠江黃

14、埔大橋后錨塊屬于大體積混凝土結構物，錨塊最長32.0m，寬26.25m，高31.17m，混凝土強度等級為C30。錨塊混凝土總方量約為：C30混凝土41720m3 各組分用量（kg/m3）初凝時間（h）坍落度（cm）抗壓強度（MPa）氯離子擴散系數(shù)水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d16514014014073810628.12122.01928.5431.310-12混凝土斷面最高溫度49，最大內表溫差均小于25，溫控效果良好，沒有產生溫度裂縫。 廣州珠江黃埔大橋塔座 各組分用量（kg/m3）坍落度（cm）抗壓強度（MPa）水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d1752201101007651043720.5153655混凝土斷面最高溫度59，最大內表溫差均小于25，溫控效果良好，沒有產生溫度裂縫。 廣州珠江黃埔大橋塔座屬于大體積混凝土結構物，棱臺形底長19m,寬19m,高5m。上、下游塔座混凝土方量都為582 m3，共計1164m3。雅西高速公路全線承臺大體積混凝土設計 雅西高速公路:例如黑石溝大橋2號承臺，臘八斤10號、11號承臺，承臺尺寸為：長24.5m，寬20.5m，