大體積混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)及案例分析-教學課件

2021/4/14星期三12016年5月6日大體積混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)及案例分析2021/4/14星期三2一、大體積混凝土的定義我國《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009里規(guī)定:混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，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縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土。現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。它主要的特點就是體積大,一般實體最小尺寸大于或等于1m.它的表面系數(shù)比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內(nèi)部升溫比較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時,會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫,影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。所以必須從根本上分析它,來保證施工的質(zhì)量。2021/4/14星期三3電力（一級學科）水工建筑（二級學科）對大體積混凝土的規(guī)定:一次混凝土方量不低于1000m3,或混凝土結(jié)構(gòu)實體不小于2m，且混凝土澆筑需研究溫度控制措施的混凝土。日本建筑學會（JASS5）對大體積混凝土的規(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25度的混凝土。美國混凝土學會(ACI)規(guī)定:“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂”。2021/4/14星期三42021/4/14星期三5二、大體積混凝土施工規(guī)范2021/4/14星期三61.基本規(guī)定2021/4/14星期三72021/4/14星期三82.大體積混凝土的材料、配比、制備及運輸2021/4/14星期三92021/4/14星期三102021/4/14星期三112021/4/14星期三122021/4/14星期三132021/4/14星期三142021/4/14星期三152021/4/14星期三162021/4/14星期三172021/4/14星期三182021/4/14星期三192021/4/14星期三202021/4/14星期三212021/4/14星期三222021/4/14星期三232021/4/14星期三242021/4/14星期三252021/4/14星期三262021/4/14星期三272021/4/14星期三282021/4/14星期三292021/4/14星期三302021/4/14星期三312021/4/14星期三322021/4/14星期三332021/4/14星期三342021/4/14星期三352021/4/14星期三362021/4/14星期三372021/4/14星期三382021/4/14星期三392021/4/14星期三402021/4/14星期三41三、大體積混凝土質(zhì)量通病成因分析、預防及質(zhì)量保障措施在澆筑大體積混凝土時須采取一定措施,控制大體積混凝土溫差在25°C以下?？刹扇∫韵路椒ń档退療釡囟取?1)減少水泥用量:如改善粗細集料級配、降低水灰比、摻加粉煤灰等方法;(2)優(yōu)先采用低水化熱的大壩水泥、礦渣水泥;(3)合理控制混凝土澆筑厚度和進度,以利散熱;(4)對拌合用料采取覆蓋遮擋等措施,冷卻水拌合;(5)合理布設(shè)冷卻管并通水冷卻;(6)寒冷季節(jié)進行蒸汽養(yǎng)生。1.混凝土裂縫現(xiàn)象及原因分析在澆筑承臺大體積混凝土時,水泥在澆筑初期會產(chǎn)生大量水化熱,若未及時未采取措施將熱量導出,將會導致混凝土升溫過快、體積膨脹而產(chǎn)生壓應(yīng)力。在硬化過程中混凝土冷卻收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力逐漸大于升溫膨脹時產(chǎn)生的壓應(yīng)力值。一旦拉應(yīng)力超過極限抗拉應(yīng)力,混凝土內(nèi)部將產(chǎn)生裂縫,并有可能由此發(fā)展成為貫通裂縫,對結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量造成較大的隱患。預防及處理2021/4/14星期三42在澆筑混凝土前,及時清理模板內(nèi)雜物和鋼筋上的油污。預留豎向構(gòu)件清掃口,清掃后及時堵嚴空洞。要求模板支護牢靠,連接緊密,表面干凈并按要求涂刷脫膜劑,安裝位置準確,控制好混凝土保護層厚度等方面。重點檢查鋼筋、預埋件原材料尺寸、型號、安裝位置,鋼筋接頭是否符合設(shè)計規(guī)范要求等方面。2.模板、鋼筋和預埋件質(zhì)量隱患現(xiàn)象及原因分析在澆筑混凝土前,未復查模板、鋼筋和預埋件位置。澆筑后模板、鋼筋、預埋件均屬隱蔽工程,如存在模板清理、鋼筋安裝位置、預埋件埋設(shè)位置不當?shù)葐栴},而又未及時復查整改,必將造成質(zhì)量隱患。預防及處理2021/4/14星期三43混凝土初凝時間影響因素有:外加劑品種和添加量、水泥品種及用量、及外界氣溫環(huán)境。一般初凝時間較為接近重塑時間,在施工現(xiàn)場可以依據(jù)混凝土是否滿足重塑要求來初步判斷混凝土是否初凝。一旦混凝土不能達到重塑要求,即可能超過初凝時間,現(xiàn)場須停止施工,作施工縫處理。3.混凝土澆筑間斷時間超過其初凝時間現(xiàn)象及原因分析混凝土澆筑時由于某些情況使其間斷時間過長,超過了初凝時間,如果不做工作縫處理連續(xù)澆筑,會使上下兩層或前后兩端結(jié)合較差,進而影響混凝土澆筑的整體質(zhì)量。預防及處理2021/4/14星期三444.混凝土施工現(xiàn)場未制作試件或試件組數(shù)不夠,反映不出混凝土的質(zhì)量施工現(xiàn)場人員應(yīng)加強控制混凝土各原材料的稱量,保證滿足設(shè)計配合比,并仔細檢查混凝土坍落度,符合要求后方可澆筑混凝土,且應(yīng)按規(guī)定在現(xiàn)場留置混凝土試塊。對于混凝土試塊的組數(shù),應(yīng)以自檢頻率與抽檢頻率相結(jié)合為宜,對于重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件部位,應(yīng)加大檢查頻率,多制作兩、三組試塊?，F(xiàn)象及原因分析混凝土施工現(xiàn)場未制作試件或試件組數(shù)不夠,如果施工場未制作試件,而直接采用攪拌站留置的試塊作為評定構(gòu)件混凝土質(zhì)量的試件,這種做法不符合要求。因為在攪拌站制作的試塊只能作為混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的依據(jù),而混凝土在運輸中坍落度有損失、配合比發(fā)生了變化等情況。因此要求在混凝土施工現(xiàn)場取樣制作試塊,這樣才能真實代表所使用混凝土的質(zhì)量。而對于制作的混凝土試件組數(shù),在數(shù)量過少的情況下,則無法準確公正地顯示混凝土的質(zhì)量情況。預防及處理2021/4/14星期三45澆筑混凝土時,對于少量混凝土可采取人工搗實方式;其他情況應(yīng)采取振動器振搗。振動器振搗應(yīng)符合下列要求:(1)插入式振動器移動間距要求不超過1.5倍振動作用半徑,避免由于移動間距過大而造成到局部混凝土漏振少振;間距過近則可能造成混凝土過振,發(fā)生離析;(2)振動棒應(yīng)遠離側(cè)模50～100mm;插入下層混凝土深度為50～100mm;振動過程中須避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其它預埋件而造成預埋件位置變動;(3)表面振動器操作過程中應(yīng)振動范圍應(yīng)重疊已振實部分00mm左右,避免產(chǎn)生豎向工作縫;(4)布置附著式振動器時,可根據(jù)結(jié)構(gòu)物形狀及振動器工作性能等具體情況并通過試驗來確定布設(shè)間距;(5)混凝土必須振動密實。密實標準為混凝土停止下沉,氣泡不再冒出,表面平坦、泛漿。5.混凝土蜂窩孔洞現(xiàn)象及原因分析在混凝土澆筑過程中,混凝土振搗操作方法不當而造成局部漏振將使混凝土產(chǎn)生疏松,出現(xiàn)蜂窩甚至孔洞。預防及處理2021/4/14星期三46為確保混凝土施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)上述質(zhì)量問題，施工過程中監(jiān)管人員應(yīng)特別注意加強施工的精細化管理，可以參考以下保障措施:6.質(zhì)量保障措施(3)外加劑,應(yīng)嚴格檢查其廠家生產(chǎn)許可證,出廠合格證和有關(guān)檢測單位出具的性能試驗報告。在外加劑使用前,必須進行試配和試驗檢驗,各項指標合格后方可用于實體生產(chǎn)。此外還應(yīng)特別注意使用說明的有效日期,禁止將過期的外加劑用于工程實體；(2)優(yōu)化配合比設(shè)計,配合比設(shè)計應(yīng)滿足混凝土強度及和易性要求?；炷涟韬衔锊粌H應(yīng)具有較好的流動性、可塑性,而且還應(yīng)具有適宜的保水性和粘聚性,使混凝土既利于振搗,又可避免離析、泌水等現(xiàn)象的發(fā)生,同時還應(yīng)嚴格控制用水量和水灰比以保證混凝土強度(1)嚴把原料關(guān),選用優(yōu)質(zhì)原材料,對檢驗不合格的原材料,嚴禁進場,從而保證所用原材料符合規(guī)范及設(shè)計要求。原材料按批次、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等分開堆放并作明顯標記；2021/4/14星期三47(7)加強施工作業(yè)人員培訓和施工技術(shù)交底。對施工作業(yè)人員進行針對性的技能培訓,使其熟練掌握規(guī)范的操作技能,施工技術(shù)交底分層次落實,確保工程施工質(zhì)量。(6)規(guī)范施工工藝。模板質(zhì)量須符合規(guī)定要求,且應(yīng)安裝牢固;規(guī)范鋼筋加工與安裝工藝,嚴控鋼筋定位和保護層厚度設(shè)置;混凝土振搗要符合有關(guān)作業(yè)指導書要求,合理控制澆筑層厚度和進度,避免混凝土過振和漏振;加強混凝土覆蓋保濕養(yǎng)生,養(yǎng)生時間按照規(guī)范要求執(zhí)行;預應(yīng)力混凝土張拉采取智能張拉并嚴格實施張拉應(yīng)力和鋼絞線的張拉伸長值雙控,確保孔道壓漿飽滿密實；(5)嚴格控制從出站到澆筑混凝土的間隔時間和澆筑工序,保證結(jié)構(gòu)物的完整性,收漿后及時灑水覆蓋并定時進行保水養(yǎng)生；(4)嚴格控制原材料計量。在實施過程中,對混凝土拌和站自動配料器進行計量,確保配合比準確,水量采用時間繼電器控制,而且對混凝土的坍落度進行檢校,每班坍落度檢驗三次,確?；炷临|(zhì)量滿足設(shè)計要求；2021/4/14星期三48實踐證明:在大體積混凝土施工針對質(zhì)量通病的防治過程中，可在科學施工管理、規(guī)范施工工藝、加強保濕養(yǎng)生等方面采取有效措施，減少或避免混凝土質(zhì)量通病的發(fā)生。2021/4/14星期三49四、大體積混凝土施工技術(shù)模板施工前,必須對模板進行設(shè)計,澆筑混凝土時泵送混凝土對模板的側(cè)壓力非常大,必須確保模板、支架有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性。模板的最大側(cè)壓力,與混凝土的配合比、澆注速度、澆注高度、坍落度和溫度以及外加劑等主要影響因素有關(guān)。1.模板施工2.大體積混凝土的澆注(1)砼泵的安全使用及操作,應(yīng)執(zhí)行使用說明書和其他的相關(guān)規(guī)定,操作人員必須經(jīng)過專門的培訓方能獨立操作。砼泵開始澆筑混凝土前,應(yīng)當注入泵管內(nèi)適量水以濕潤管內(nèi)壁,避免在澆筑過程中堵管。內(nèi)壁經(jīng)水濕潤之后沒有發(fā)現(xiàn)異常情況,再采用1:2的水泥砂漿或者與混凝土內(nèi)除粗骨料外的其他成分相同配合比的水泥砂漿潤滑砼泵,水泥砂漿應(yīng)該分散布置,不得集中澆注在一處。澆筑過程必須連續(xù)進行澆筑,中間停留時間不能超過二十分鐘,料斗內(nèi)應(yīng)有足夠的混凝土。2021/4/14星期三50(6)地下室頂板澆筑應(yīng)當按照地下室超大型長無縫混凝土的施工方案,地下室頂板的澆筑順序是,澆筑完地下一層墻板至地下室頂板梁下口后再進行地下室頂板的混凝土澆筑。在頂板的澆筑過程中,主要是要控制好早期裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生,從混凝土收縮裂縫的形成時間看,裂縫往往發(fā)生在混凝土初凝到終凝這段時間內(nèi)。在施工方案中,將頂板二次或三次搓平、抹壓,特別是初凝抹壓作為控制早期收縮裂縫的一項重要控制措施,這對于控制早期裂縫是不可缺少的工藝。(2)大體積混凝土澆筑時,不得在同一位置連續(xù)布料,應(yīng)在2~3米的范圍內(nèi)水平移動泵管布料,且宜垂直于模板布料。澆筑方法應(yīng)當采用分層分段法澆注,分層厚度應(yīng)當為300~500毫米,當厚度超過500毫米時,應(yīng)按1:6~1:10坡度分層進行澆筑,這樣既能有效的防治冷縫也有利于混凝土水化熱的散失。(3)大體積混凝土澆筑前應(yīng)制定相應(yīng)的技術(shù)措施,對有預留洞、預埋件、鋼筋過密的部位,應(yīng)確保布料與振搗的順利進行。(4)大體積混凝土在振搗過程中會產(chǎn)生很多泌水,應(yīng)派專人進行及時清理,若泌水不及時清理會引起一些不良的后果,如會引起麻面現(xiàn)象、塑性開裂現(xiàn)象以及表層混凝土強度降低等問題。為避免出現(xiàn)泌水現(xiàn)象,從配合比及材料的使用上,應(yīng)注意控制水灰比不宜過大、外加劑不能使用過量以及凝結(jié)時間也需要適宜。(5)混凝土表面處理應(yīng)在澆筑后約2~3小時進行,先用平模把混凝土表面順平,在初凝前用平板振搗器反復碾壓,用木模抹壓,待混凝土收水后,再二次抹面,然后鋪上塑料薄膜和草簾養(yǎng)護。2021/4/14星期三51(1)由于工地上常用的混凝土坍落度一般為180±20毫米,采用的澆筑坡度應(yīng)為1:6,多個地泵需要同時向后退著澆筑,泵口之間的距離必須保證接軟管后能左右交合。(2)除了鋼筋布置比較密集的部位采用斜向振搗外,其它部位均采用垂直振搗,振搗點的距離為500毫米左右,邊緣振搗時距模板不應(yīng)大于200毫米。3.大體積混凝土的振搗(3)在混凝土澆筑過程中應(yīng)避免上下層產(chǎn)生冷縫,上層混凝土的振搗應(yīng)在下層混凝土初凝前完成,且振動棒下插5厘米左右。(4)振搗時要把握快插慢拔的原則,防止上層混凝土已經(jīng)振實,而下層混凝土中的氣泡還未排出,且振動棒應(yīng)略微上下抽動,使振搗密實。(5)振搗時間不要太長,一般控制在表面出浮漿且不再下沉為止?；炷翝仓^程中應(yīng)在每道澆筑帶前后布置三根振動棒,前排的振動棒布置在底排鋼筋處和混凝土坡腳處,確保下部混凝土密實,后排的振動棒布置在混凝土卸料點,解決上部混凝土的搗實。2021/4/14星期三52(1)混凝土澆筑結(jié)束后應(yīng)當在混凝土表面鋪上一層塑料薄膜；若是在冬季進行大體積混凝土的澆筑還應(yīng)在上面鋪上棉氈或者是草席,以避免混凝土內(nèi)部水化熱產(chǎn)生的劇烈溫度變化。4.大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(3)養(yǎng)護應(yīng)在混凝土澆筑12小時內(nèi)進行。(2)混凝土終凝后,在其表面蓄存一定量的水,具有一定的保溫效果,這樣可以縮小混凝土中心和混凝土表面的溫差值,從而可從根本上控制混凝土裂縫。2021/4/14星期三53(1)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑時應(yīng)安排專人預埋測溫管。底板測溫一般分為上層、中層和下層進行測溫。(2)配備專職測溫人員,對測溫人員要進行培訓和技術(shù)交底。測溫人員要認真負責,按時按孔測溫,不得遺漏或者弄虛作假。測溫記錄要填寫清楚、整潔,換班時要進行工作交接。(3)測溫工作應(yīng)連續(xù)進行,待混凝土強度達到時間和強度要求并經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測溫。(4)測溫時發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度與部分溫度之差達到25度或溫度出現(xiàn)異常情況,應(yīng)及時通知有關(guān)技術(shù)部門和項目技術(shù)負責人,以便及時采取措施。(5)測溫應(yīng)當采用液晶數(shù)字顯示電子測溫儀,以保證測溫及讀數(shù)準確。5.混凝土測溫大體積混凝土必須留置測溫管,通過人為對溫度的控制盡量避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。溫度控制就是施工人員對混凝土的澆筑溫度和混凝土內(nèi)部的最高溫度進行的人為控制。2021/4/14星期三546.案例分析1）超大體積、高等級混凝土一次性澆筑技術(shù)外砂河大橋主橋為61m+108m+61m三跨梁拱組合橋,采用“先梁后拱”工藝,其中主梁為雙向預應(yīng)力結(jié)構(gòu),采用掛籃懸澆。主墩0#塊為C55混凝土,寬44.5m、長13m、高6.5m,混凝土總方量2369m3,其中中橫梁長4m、高6.5m、寬44.5m,最大腹板寬10.596m、高6.5m、長13m,具體尺寸如圖1和圖2所示。根據(jù)施工計劃,主墩0#塊在6~8月一次澆筑。①工程概況2021/4/14星期三55外砂河大橋主墩0#塊主要技術(shù)難點:（1）0#塊高度較高，豎向鋼筋的剛度相對較小，不足以支撐頂板鋼筋及頂板上的人員、機具荷載，必須采取措施進行加固，保證鋼筋骨架的尺寸。（2）模板高度大，混凝土側(cè)壓力大，而對拉螺桿長度長（最長達44.5m）、剛度小，導致模板在混凝土側(cè)壓力作用下位移大。（3）鋼筋及波紋管密集，混凝土下料、振搗困難。（4）0#塊為高等級、大體積混凝土，而且在夏季澆筑，混凝土溫度控制是工程難點之一。②重難點分析③主要施工工藝及解決措施針對外砂河大橋主墩0#塊超大體積、高等級混凝土一次性澆筑的具體工程實踐,從鋼筋綁扎、模板固定、混凝土下料、振搗及溫控等方面進行重點監(jiān)控,確?；炷烈淮涡詽仓晒?。2021/4/14星期三56將外側(cè)模下口與0#塊支架固定,確保模板下口在澆筑混凝土過程中不會發(fā)生位移,然后采用25的精軋螺紋鋼作為對拉螺桿,對拉螺桿的層間距1.3m、橫向間距1m,每根對拉螺桿受力為61.2kN。為減少對拉螺桿在澆筑混凝土中的變形,必須對對拉螺桿進行預緊,理論預緊力為61.2kN,則在澆筑混凝土過程中對拉螺桿不會被拉長,即外側(cè)模無位移產(chǎn)生。但是由于外側(cè)模之間無法設(shè)置內(nèi)撐,對拉螺桿的預緊力必然會導致外側(cè)模產(chǎn)生向0#塊側(cè)的位移,所以無法提前預緊對拉螺桿。經(jīng)過研究確定,在澆筑混凝土過程中同步預緊對拉螺桿,利用混凝土的側(cè)壓力平衡對拉螺桿的預緊力,采用扭力扳手確定預緊力,同時在對拉螺桿預緊過程中采用全站儀同步檢測外側(cè)模的位移情況,避免對拉螺桿的預緊力過大而導致模板向內(nèi)傾斜。外側(cè)模的加固如圖4所示。鋼筋綁扎固定加固方式采用∠75×5型鋼做勁性骨架,用于支撐頂板鋼筋。勁性骨架的設(shè)置與冷卻水管的定位骨架相結(jié)合考慮。如圖3所示,中橫梁處的勁性骨架高6.4m,長44m（在3.2m設(shè)置一個走道,用于混凝土澆筑時振搗通道）模板固定2021/4/14星期三572021/4/14星期三580#塊頂板鋼筋密集,混凝土輸送泵管無法直接穿過頂板鋼筋進行布料,但是由于0#塊高度為6.5m,如果直接在頂板上布料,混凝土的自由下落高度大于2m,必然會導致混凝土離析,為此在0#塊頂板位置設(shè)置下料孔,下料孔的間距為4.2m,下料孔直徑為400mm,便于混凝土輸送泵管直接通過下料孔進入0#塊內(nèi)部進行布料。下料孔處切斷的鋼筋在混凝土澆筑高度達到4.5m后逐步進行恢復。下料孔的平面布置如圖5所示?；炷料铝?021/4/14星期三59混凝土振搗混凝土的振搗主要存在兩方面的難題：一是鋼筋密集，而且0#塊的高度為6.5m，混凝土工站在頂板上振搗無法保證混凝土的振搗質(zhì)量；二是腹板是傾斜的，腹板根部振搗棒無法振搗到位。解決措施：1）設(shè)置振搗通道，混凝土工進入0#塊內(nèi)部進行振搗。振搗通道的設(shè)置與鋼筋的勁性骨架相結(jié)合考慮（見圖3.圖6），同時避讓外側(cè)模的對拉螺桿。振搗通道使用完成后恢復結(jié)構(gòu)鋼筋。2）設(shè)置引導管，振搗棒順著引導管進行振搗，確保斜腹板根部的振搗質(zhì)量。引導管采用56×2mm的鋼管制作，內(nèi)徑大于振搗棒的外徑，在澆筑混凝土過程中同步拔出（見圖6）。2021/4/14星期三60溫度控制的方法和制度需根據(jù)氣溫、混凝土配合比、結(jié)構(gòu)尺寸、約束情況等具體條件確定。根據(jù)本工程的實際情況，結(jié)合數(shù)值分析的結(jié)果，對0#塊制定如下溫控標準:（1）澆筑溫度不超過28℃。（2）內(nèi)部最高溫度不超過70℃。（3）混凝土最大內(nèi)表溫差不超過25℃。（4）通水冷卻過程中，冷卻水管入水口水溫與出水口水溫之差不超過15℃。（5）溫峰過后混凝土緩慢降溫，通過保溫控制混凝土最大降溫速率不超過2.0℃/d，降溫初期容許降溫速率不超過3.0℃/d。為滿足以上指標要求，從以下四個方面進行研究:（1）優(yōu)化混凝土配合比，減少水化熱產(chǎn)生，降低絕熱溫升。（2）混凝土預冷，降低混凝土的入模溫度。（3）混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管，降低混凝土內(nèi)部溫度。（4）外部保溫保濕，降低內(nèi)外溫差混凝土溫控2021/4/14星期三61（1）采用低水化熱的膠凝材料體系。為了降低混凝土的水化熱同時又能提高混凝土的密實性,采用粉煤灰和礦粉復摻技術(shù),降低水泥的用量以達到降低水化熱的目的。（2）選用優(yōu)質(zhì)聚羧酸類高性能緩凝減水劑。高性能聚羧酸緩凝減水劑兼顧減水、引氣和緩凝效果,可以延緩水化熱的峰值期并改善混凝土的和易性,降低混凝土水灰比以達到減少水化熱的目的。同時高性能聚羧酸緩凝減水劑具備引氣作用,可改善混凝土和易性、均質(zhì)性,提高混凝土變形性能和抗開裂性能。（3）選用級配良好、低熱膨脹系數(shù)、低吸水率的粗骨料。以滿足0#塊C55混凝土強度、施工性能及抗裂性能為準則,通過對比不同膠凝材料用量、不同礦物摻合料比例、不同砂率條件下混凝土的坍落度、擴展度、坍落度損失、容重、凝結(jié)時間、水化熱溫升、抗壓強度等性能指標,并結(jié)合外加劑相應(yīng)配方的調(diào)整。優(yōu)化混凝土配合比,降低混凝土水化熱的產(chǎn)生2021/4/14星期三62（1）水泥:通過中間儲存轉(zhuǎn)運倉，盡量延長水泥降溫時間，禁止剛出廠水泥直接入攪拌站。（2）砂、碎石:提前1d采用土工布進行覆蓋，防止太陽直射，并灑水降溫，灑水以保證土工布濕潤為準。（3）拌和水:水本身就是混凝土組成部分，其冷量可以全額利用。外砂河大橋采用往蓄水池投放冰塊的方式降低拌和水溫度，現(xiàn)場測量拌和水溫度為9℃左右，能夠起到較好的降溫作用。（4）碎冰拌和:以冰代水，利用片冰相變，可以提高大量的融解潛熱，外砂河大橋采用在當?shù)乇揪徒少彸善菲?，使用碎冰機進行破碎后，通過帶式輸送機加到拌和機中，每立方米混凝土加冰20kg。目前項目采用碎冰粒徑小于2cm，在拌和120s后碎冰完全融化成水，通過對比試驗確定加碎冰對混凝土的強度、工作性能等沒有影響，每立方米混凝土加20kg碎冰，混凝土的出機溫度可降低2℃。（5）在罐車中加液氮冷卻:外砂河大橋采用在罐車中加液氮降溫。液氮冷卻具體操作過程如下:將液氮通過輸送管道到達混凝土攪拌車入口，液氮和罐車中混凝土直接接觸，通過罐車不停攪拌混凝土達到充分降低混凝土溫度的目的；液氮冷卻的壓力維持在0.4~0.6MPa，加氮量52.3kg/m3，混凝土溫度降低4～5℃。通過上述降溫措施可降低混凝土出機溫度8~10℃，混凝土的出機溫度可控制在26~28℃，滿足入模要求。混凝土預冷,降低入模溫度2021/4/14星期三632021/4/14星期三64在確保水管不漏水的前提下,采用江（海）水直接冷卻。覆蓋水管即開始不間斷通水,提高冷卻效果,有效壓制溫峰。0#塊中部和兩端混凝土厚度大于1.2m區(qū)域,冷卻水管間距加密至50~60cm?，F(xiàn)場20套水管,按照0.6m/s水流速度控制,供水能力要達到80m3/h。進水溫度26~33℃,出水溫度30~37℃,進出水溫差在4℃左右?；炷晾鋮s水管,通冷卻水降低內(nèi)部溫度采用了倉面噴霧系統(tǒng),在倉面上均勻布置噴頭以及連接水管。將淡水霧化后噴灑到倉面,能有效地提高倉面濕度,降低頂面模板以及鋼筋的溫度,改善工人的施工環(huán)境。同時倉面噴霧系統(tǒng)還能提高混凝土養(yǎng)護的濕度,提高混凝土的養(yǎng)護質(zhì)量。側(cè)面及端頭采用土工布包裹,避免陽光直射模板,保持模板溫度恒定,避免出現(xiàn)較大的溫度波動,同時延長拆模時間。倉面噴霧、模板包裹,混凝土外部進行保溫保濕,降低內(nèi)外溫差2021/4/14星期三65（1）溫度監(jiān)測結(jié)果表明:混凝土內(nèi)部最高溫度控制在70℃以內(nèi)。（2）實體結(jié)構(gòu)監(jiān)測結(jié)果表明:混凝土強度滿足要求，結(jié)構(gòu)無裂縫產(chǎn)生?，F(xiàn)場實施效果2021/4/14星期三667.總結(jié)1）材料特點結(jié)構(gòu)厚實,混凝土量大,工程條件復雜一般都是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要求高,水泥水化熱較大（預計超過25度）,易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。2021/4/14星期三672）大體積混凝土裂縫成因大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同,分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫,最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面,可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性,其危害性是較嚴重的；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面,也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。但出現(xiàn)裂縫并不是絕對地影響結(jié)構(gòu)安全,它都有一個最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.3mm；處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.2mm。2021/4/14星期三68對于地下或半地下結(jié)構(gòu),混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當裂縫寬度在0.1～0.2mm時,雖然早期有輕微滲水,但經(jīng)過一段時間后,裂縫可以自愈。如超過0.2～0.3mm,則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以,在地下工程中應(yīng)盡量避免超過0.3mm貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫,將大大影響結(jié)構(gòu)的使用,必須進行化學灌漿加固處理。大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素:由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素:結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi)，一般不會影響結(jié)構(gòu)的強度，但卻對結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。2021/4/14星期三691.水泥水化熱水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3～5天。2.外界氣溫變化大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達60～65℃，并且有較長的延續(xù)時間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。3.混凝土的收縮混凝土中約20℅的水分是水泥硬化所必須的，而約80℅的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮?；炷潦湛s的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝（特別是養(yǎng)護條件）等。產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面:4.約束條件大體積鋼筋砼與地基澆筑在一起，當早期溫度上升時產(chǎn)生的膨脹變形受到下部地基的約束而形成壓應(yīng)力。由于砼的彈性模量小，徐變和應(yīng)力松弛度大，使砼與地基連接不牢固，因而壓應(yīng)力較小。但當溫度下降時，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若超過砼的抗拉強度，砼就會出現(xiàn)垂直裂縫。2021/4/14星期三70大體積砼由于其水化熱產(chǎn)生溫差形成溫差應(yīng)力，表面裂縫容易產(chǎn)生，這些裂縫對于結(jié)構(gòu)正常使用一般不會有影響。但是，工程實踐中普遍采用大體積砼不允許裂縫的標準，導致保養(yǎng)和溫度控制措施復雜，額外費用較大。4.現(xiàn)行規(guī)范規(guī)程中有關(guān)大體積砼的條文有哪些及其具體內(nèi)容？《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204—2002：對大體積混凝土的養(yǎng)護，應(yīng)根據(jù)氣候條件按施工技術(shù)方案采取控溫措施?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3—2010中：基礎(chǔ)大體積混凝土施工應(yīng)合理選擇混凝土配合比，宜選用水化熱低的水泥、摻入適當?shù)姆勖夯液屯饧觿⒖刂扑嘤昧?，并?yīng)作好養(yǎng)護和溫度測量?；炷羶?nèi)部溫度與表面溫度的差值、混凝土外表面和環(huán)境溫度差值均不應(yīng)超過25℃?！兜叵鹿こ谭浪夹g(shù)規(guī)范》GB50108—2001：大體積防水混凝土的施工，應(yīng)采取以下措施：1在設(shè)計許可的情況下，采用混凝土60d強度作為設(shè)計強度；2采用低熱或中熱水泥，摻加粉煤灰、磨細礦渣粉等摻合料；3摻入減水劑、緩凝劑、膨脹劑等外加劑；4在炎熱季節(jié)施工時，采取降低原材料溫度、減少混凝土運輸時吸收外界熱量等降溫措施；5混凝土內(nèi)部預埋管道，進行水冷散熱；6采取保溫保濕養(yǎng)護?；炷林行臏囟扰c表面溫度的差值不應(yīng)大于25℃，混凝土表面溫度與大氣溫度的差值不應(yīng)大于20℃。養(yǎng)護時間不應(yīng)少于14d。《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》GB50204—92（2002年4月1日廢止）：第4.4.17條大體積混凝土的澆筑應(yīng)合理分段分層進行，使混凝土沿高度均勻上升；澆筑應(yīng)在室外氣溫較低時進行，混凝土澆筑溫度不宜超過28℃。注：混凝土澆筑溫度系指混凝土振搗后，在混凝土50㎜～100㎜深處的溫度。第4.5.3條對大體積混凝土的養(yǎng)護，應(yīng)根據(jù)氣候條件采取控溫措施，并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度，將溫差控制在設(shè)計要求的范圍以內(nèi)；當設(shè)計無具體要求時，溫度不宜超過25℃。3.大體積混凝土施工相關(guān)規(guī)范的約定2021/4/14星期三71澆筑溫度是指砼出罐后，經(jīng)運輸、振搗后的溫度?！痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》GB50204—92對澆筑溫度作了規(guī)定：“不宜超過28℃”。此規(guī)定沒有考慮到全國地方差異，例如上海、南京、武漢等我國南方地區(qū)高溫季節(jié)施工大體積砼，若不采取特殊措施是很難達到這一要求的，若采取措施就得花較大的費用。那么澆筑溫度超過28℃是否一定開裂呢？江蘇常州某些工程澆筑溫度達到35℃，由于保溫降溫措施得力，也沒有出現(xiàn)溫差裂縫。南京、上海、武漢等地的某些大體積砼工程澆筑溫度超過28℃，個別工程達到41℃，也沒有出現(xiàn)危害結(jié)構(gòu)安全和影響使用功能問題。因此，在《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204—2002中，對于澆筑溫度無不宜超過28℃的限制?？刂茲仓囟仁怯泻锰幍?，要降低澆筑溫度必須從降低砼出機溫度入手，其目的是降低大體積砼的總溫升值和減小結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差。降低砼出機溫度最有效的方法是降低石子的溫度，由于夏季氣溫較高，為防止太陽的直接照射，可要求商品砼供應(yīng)商在砂、石堆場搭設(shè)簡易遮陽裝置，必要時向骨料噴射水霧或使用前作淋水沖洗。在控制砼的澆筑溫度方面，通過計算砼的工程量，做到合理安排施工流程及機械配置，調(diào)整澆筑時間為以夜間澆筑為主，少在白天進行，以免因暴曬而影響質(zhì)量。4.大體積混凝土澆筑溫度2021/4/14星期三725.大體積混凝土降溫速率大體積砼的溫度變化曲線一般如下圖所示。先是一個升溫過程，升到最高點后就慢慢降溫，升溫的速度要比降溫的速度大。那么大體積砼何時達到最高點呢？主要決定于配合比、幾何尺寸、現(xiàn)場條件等因素，根據(jù)工程統(tǒng)計，一般的大體積砼澆筑后3～4d出現(xiàn)最高點。2021/4/14星期三73國家規(guī)范對于溫度控制有前述規(guī)定，但對于降溫速率未提出明確要求。如大體積砼升溫時內(nèi)表溫差過大，會造成表面裂縫；那么降溫速率過快，會造成貫穿性冷縮縫，也是絕對不允許的。理論上，任何材料的允許溫差與材料的極限值有關(guān)。對于大體積砼而言，如果降溫過快，雖然內(nèi)表溫差仍然控制在規(guī)范要求之內(nèi)，但由于砼內(nèi)部溫差過大，溫差應(yīng)力達到砼的極限抗拉強度時，理論上就會出現(xiàn)裂縫，而且此裂縫出現(xiàn)在大體積砼的內(nèi)部，如果相差過大，就會出現(xiàn)貫穿裂縫，影響結(jié)構(gòu)使用，因此，降溫速率的快慢直接關(guān)系到大體積砼內(nèi)部拉應(yīng)力的發(fā)展。那么，降溫速率到底取多大值呢？理論上要求溫差應(yīng)力必須小于同一時間的砼抗拉極限強度。目前有的工程采用降溫速率取2～3℃/d，跟蹤后也未見貫穿裂縫，但是對于大多數(shù)施工單位來說，由于沒有全面可靠的數(shù)據(jù)資料，為安全起見仍采用≤1～1.5℃/d。砼養(yǎng)護可遵循降溫速率“前期大后期小”的原則。因養(yǎng)護前期砼處于升溫階段，彈性模量、溫度應(yīng)力較小，而抗拉強度增長較快，在保證砼表面濕潤的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量少覆蓋，讓其充分散熱，以降低砼的溫度，亦即養(yǎng)護前期砼降溫速率可稍大。養(yǎng)護后期砼處于降溫階段，彈性模量增加較快，溫度應(yīng)力較大，應(yīng)加強保溫，控制降溫速率。2021/4/14星期三746.大體積混凝土溫度控制一種是降溫法:即在砼澆筑成型后，通過循環(huán)冷卻水降溫，從結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部進行溫度控制；大體積砼養(yǎng)護時的溫度控制一般有兩種方法:另一種是保溫法:即砼澆筑成型后，通過保溫材料、碘鎢燈或定時噴澆熱水、蓄存熱水等辦法，提高砼表面及四周散熱面的溫度，從結(jié)構(gòu)物的外部進行溫度控制。保溫法基本原理是利用砼的初始溫度加上水泥水化熱的溫升，在緩慢的散熱過程中（通過人為控制），使砼獲得必要的強度。2021/4/14星期三757.大體積混凝土養(yǎng)護作用大體積砼養(yǎng)護主要是保持適宜的溫度和濕度條件。保溫養(yǎng)護作用：1、減少砼表面的熱擴散，減小砼表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫。2.延長散熱時間，充分發(fā)揮砼的潛力和材料的松弛特性。使砼的平均總溫差所產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于砼抗拉強度，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。保濕養(yǎng)護的作用：1、剛澆筑不久的砼，尚處于凝固硬化階段，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止砼表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。2.砼在潮濕條件下，可使水泥的水化作用順利進行，提高砼的極限拉伸強度。防水混凝土的養(yǎng)護是至關(guān)重要的。在澆灌后，如混凝土養(yǎng)護不及時，混凝土內(nèi)水分將迅速蒸發(fā)，使水泥水化不完全。而水分蒸發(fā)造成毛細管網(wǎng)彼此連通，形成滲水通道；同時混凝土收縮增大，出現(xiàn)龜裂，使混凝土抗?jié)B性急劇下降，甚至完全喪失抗?jié)B能力。若養(yǎng)護及時，防水混凝土在潮濕的環(huán)境中或水中硬化，能使混凝土內(nèi)的游離水分蒸發(fā)緩慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛細孔隙，因而形成不連通的毛細孔，提高了混凝土的抗?jié)B性。2021/4/14星期三768.砼測溫點的布置、測溫時間頻率、測溫工具的選用為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規(guī)律,以及各種材料在各種條件下的溫度影響,需要對砼進行溫度監(jiān)測控制。（1）測溫點的布置——必須具有代表性和可比性。沿澆筑的高度,應(yīng)布置在底部、中部和表面,垂直測點間距一般為500～800㎜；平面則應(yīng)布置在邊緣與中間,平面測點間距一般為2.5～5m。當使用熱電偶溫度計時,其插入深度可按實際需要和具體情況而定,一般應(yīng)不小于熱電偶外徑的6～10倍,測溫點的布置,距邊角和表面應(yīng)大于50㎜。采用預留測溫孔洞方法測溫時,一個測溫孔只能反映一個點的數(shù)據(jù)。不應(yīng)采取通過沿孔洞高度變動溫度計的方法來測豎孔中不同高度位置的溫度。（2）測溫制度——在砼溫度上升階段每2～4h測一次,溫度下降階段每8h測一次,同時應(yīng)測大氣溫度。所有測溫孔均應(yīng)編號,進行砼內(nèi)部不同深度和表面溫度的測量。測溫工作應(yīng)由經(jīng)過培訓、責任心強的專人進行。測溫記錄,應(yīng)交技術(shù)負責人閱簽,并作為對砼施工和質(zhì)量的控制依據(jù)。（3）測溫工具的選用——為了及時控制砼內(nèi)外兩個溫差,以及校驗計算值與實測值的差別,隨時掌握砼溫度動態(tài),宜采用熱電偶或半導體液晶顯示溫度計。采用熱偶測溫時,還應(yīng)配合普通溫度計,以便進行校驗。在測溫過程中,當發(fā)現(xiàn)溫度差超過25℃時,應(yīng)及時加強保溫或延緩拆除保溫材料,以防止砼產(chǎn)生溫差應(yīng)力和裂縫。2021/4/14星期三779.大體積混凝土有關(guān)措施大體積砼施工時,一是要盡量減少水泥水化熱,推遲放熱高峰出現(xiàn)的時間,如采用60d齡期的砼強度作為設(shè)計強度（此點必須征得設(shè)計單位的同意）,以降低水泥用量；摻粉煤灰可替代部分水泥,既可降低水泥用量,且由于粉煤灰的水化反應(yīng)較慢,可推遲放熱高峰的出現(xiàn)時間；摻外加劑也可達到減少水泥、水的用量,推遲放熱高峰的出現(xiàn)時間；夏季施工時采用冰水拌和、砂石料場遮陽、砼輸送管道全程覆蓋灑冷水等措施可降低砼的出機和入模溫度。以上這些措施可減少砼硬化過程中的溫度應(yīng)力值。二是進行保溫保濕養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不應(yīng)少于14d,使砼硬化過程中產(chǎn)生的溫差應(yīng)力小于砼本身的抗拉強度,從而可避免砼產(chǎn)生貫穿性的有害裂縫。三是采用分層分段法澆筑砼,分層振搗密實以使砼的水化熱能盡快散失。還可采用二次振搗的方法,增加砼的密實度,提高抗裂能力,使上下兩層砼在初凝前結(jié)合良好。四是做好測溫工作,隨時控制砼內(nèi)的溫度變化,及時調(diào)整保溫及養(yǎng)護措施,使混凝土中心溫度與表面溫度的差值、混凝土表面與大氣溫度差值均不應(yīng)超過25℃。2021/4/14星期三78基礎(chǔ)底板測溫孔測完溫度后如何處理基礎(chǔ)底板測溫孔測完溫度后，每一孔都是一個薄弱部位，處理不好就很容易從孔處滲漏，因此每一個孔都必須采用堵漏靈或防水寶之類防水材料仔細填實。拆除保溫層條件及測溫結(jié)束時間拆除保溫層條件和測溫結(jié)束時間:以砼溫度下降，砼中心溫度與表面溫度差小于20℃，且表面溫度與大氣溫度差小于20℃，逐層拆除。測溫的延續(xù)時間與結(jié)構(gòu)的厚度及重要程度有關(guān)，對厚度較大（2m以上）和重要工程，測溫延續(xù)時間不宜小于15d，最好積累28d的溫度記錄，以便與試塊強度一起，作為溫度應(yīng)力分析時參考；對厚度較小和一般工程，測溫延續(xù)時間可為9～12d，測溫時間過短，達不到溫度控制和監(jiān)測的目的。關(guān)于測溫記錄整理與分析砼測溫記錄必須及時整理，根據(jù)測溫結(jié)果，繪制砼時間——溫度變化曲線，提出分析意見或結(jié)論，供今后類似工程參考。2021/4/14星期三79介紹一種大體積混凝土的簡易測溫法大體積混凝土的簡易測溫法，只需要采用較簡單的設(shè)備，就能直觀地測得混凝土內(nèi)部溫度，而且精確度高，花費少。具體做法如下:使用φ48的腳手架鋼管或其他無縫鋼管，管壁厚度以2㎜為宜，內(nèi)徑為30～50㎜。按量取所需長度截斷，其一端用比鋼管外徑大10㎜的圓鋼板焊牢密閉，使其不能滲水，見圖1。焊接好的鋼管呈正三角形，布置于綁扎好的底板鋼筋網(wǎng)架上，并焊牢，再用橡皮套管套于距鋼管底部50㎜處，管兩端用鐵絲扎牢，確保水不能滲入管內(nèi)。鋼管口用木塊塞好?；炷翝仓?，即