大體積混凝土(廣州東沙報(bào)告)

大體積混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)(shèjì)與施工質(zhì)量控制成果展示(zhǎnshì)系列之=共二十二頁基本概念存在問題(wèntí)

配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)施工工藝的關(guān)鍵技術(shù)控制測溫技術(shù)

工程應(yīng)用提綱共二十二頁大體積(tǐjī)混凝土定義美國混凝土學(xué)會規(guī)定：“任何就地澆筑(jiāozhù)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，以最大限度地減少開裂。”日本建筑學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)的定義是：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，同時水化熱引起的混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過25℃的混凝土，稱之為大體積混凝土?！蔽覈痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》認(rèn)為，建筑物的基礎(chǔ)最小邊尺寸在1～3m范圍內(nèi)就屬大體積混凝土[1]基本概念共二十二頁大體積(tǐjī)混凝土特點(diǎn)結(jié)構(gòu)厚，體積大，鋼筋密，一次澆筑(jiāozhù)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(fù)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(jīng)時損失小，凝結(jié)時間長，不離析、泌水）.水化熱高，溫度場梯度大，極易產(chǎn)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(chǎn)生的溫度變化和混凝土的收縮共同作用，由此而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，往往導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫。采取合理措施降低水化熱，控制混凝土內(nèi)外溫差防止過大干縮是施工和管理質(zhì)量控制工作的重點(diǎn).基本概念共二十二頁大體積混凝土施工過程(guòchéng)中，由于混凝土中水泥的水化作用是放熱反應(yīng)，而大體積混凝土自身又具有一定的保溫性能，因此其內(nèi)部溫升幅度較其表層的溫升幅度要大得多，而在混凝土升溫峰值過后的降溫過程中，內(nèi)部降溫速度又比其表層慢得多，在這些過程中，混凝土各部分的熱漲冷縮(稱為溫度變形)及由于其相互約束及外界約束的作用而在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力(稱為溫度應(yīng)力)，是相當(dāng)復(fù)雜的。一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值（劈裂抗拉強(qiáng)度）時，混凝土就會出現(xiàn)裂縫[2]。共二十二頁存在(cúnzài)問題根據(jù)施工規(guī)范，水泥用量較高，從而導(dǎo)致混凝土水化熱過高，產(chǎn)生(chǎnshēng)溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土開裂；混凝土澆注后的保溫和降溫技術(shù)沒有很好掌握，從而導(dǎo)致混凝土開裂；混凝土養(yǎng)護(hù)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；共二十二頁配合(pèihé)比優(yōu)化設(shè)計(jì)水泥：宜選低水化熱水泥，如礦渣(kuànɡzhā)水泥(P.S)、火山灰水泥(P.P)、粉煤灰水泥(P.F)、復(fù)合水泥(P.C)、普硅水泥(P.O)；摻合料：S95級礦粉，Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰，磷渣粉，鋼渣粉(500m2/kg);粗集料：5～25mm、5～31.5mm連續(xù)級配碎石，壓碎值＜10MPa；細(xì)集料：宜選中粗砂，細(xì)度模數(shù)2.4～3.0；外加劑：緩凝高效減水劑;原材料優(yōu)選：共二十二頁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(shè)計(jì)的確定，必須通過(tōngguò)試驗(yàn)優(yōu)選。大體積混凝土配合比確定原則是：在保證混凝土強(qiáng)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(jīng)設(shè)計(jì)單位同意，可利用60d強(qiáng)度作為混凝土強(qiáng)度評定及混凝土配合比設(shè)計(jì)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37%～40%；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；配合(pèihé)比優(yōu)化設(shè)計(jì)共二十二頁配合(pèihé)比優(yōu)化設(shè)計(jì)根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，我們使用P.O42.5水泥(shuǐní)設(shè)計(jì)C30混凝土?xí)r，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的前提下，盡可能的減少水泥用量，其用量控制在160（kg/m3）以內(nèi)為宜，以減少水泥的水化熱產(chǎn)生，降低混凝土的溫升；雖然P.O42.5水泥用量較低，但是在混凝土中摻入S95級礦粉140（kg/m3），實(shí)際上等同于使用P.S32.5礦渣水泥300（kg/m3），滿足《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000要求，并能提高混凝土的耐久性。水泥用量控制技術(shù)共二十二頁編號各組分用量（kg/m3）初凝時間（h）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）抗?jié)B等級水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d116525515574811227.792022182841.2P14216016014014073811078.342519163046P16編號3d7d14d28d56d90d180d10.420.541.322.013.063.634.0120.150.431.271.962.833.433.86編號Cl-滲透系數(shù)（×10-13m2/s）鋼筋銹蝕失重率碳化深度111.50．02％3mm28.80．01%2mm表1C30大體積(tǐjī)混凝土配合比表2C30大體積(tǐjī)混凝土的收縮率（×10-4）表3C30大體積混凝土耐久性能測試東沙承臺大體積混凝土配合比及性能共二十二頁溫控計(jì)算(jìsuàn)共二十二頁施工工藝關(guān)鍵技術(shù)控制(kòngzhì)應(yīng)根據(jù)混凝土的水化熱、入倉溫度、氣候條件、構(gòu)筑物的平面尺寸、澆筑高度、基礎(chǔ)約束條件以及混凝土的熱學(xué)、力學(xué)性能計(jì)算澆筑后大體積混凝土內(nèi)部“溫度—應(yīng)力(yìnglì)”變化情況，并據(jù)此設(shè)計(jì)大體積混凝土施工溫度控制方案。在確保溫度應(yīng)力(yìnglì)小于混凝土抗拉強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，確定以下具體方案：確定入倉混凝土溫度，及保證措施。確定合理的分層澆筑厚度。制定冷卻水管及測溫元件的布置方案。制定混凝土養(yǎng)護(hù)方案。制定詳細(xì)的施工技術(shù)方案。共二十二頁溫度控制標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)

根據(jù)計(jì)算成果，為保證承臺在施工期內(nèi)不出現(xiàn)有害溫度裂縫，應(yīng)采取如下溫控標(biāo)準(zhǔn)：混凝土澆筑溫度不超過28℃；混凝土在澆筑溫度基礎(chǔ)上的最大水化熱溫升不超過30℃；混凝土內(nèi)表溫差不超過25℃；冷卻水進(jìn)水口水溫與大體積(tǐjī)混凝土內(nèi)部最高溫度之差值不得超過25℃。混凝土降溫速率不超過2.0℃/d。

共二十二頁冷卻水管的布設(shè)(bù shè)(1)冷卻水管及其布設(shè)根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度分布特征，總共(zǒnggòng)埋設(shè)多層冷卻水管，冷卻水管采用一定直徑的薄壁鋼管，其水平間距為1m左右，每根冷卻水管長度不宜超過150m，冷卻水管進(jìn)、出水口應(yīng)集中布置，以利于統(tǒng)一管理。(2)冷卻水管使用及其控制冷卻水管使用前應(yīng)壓水試驗(yàn)，防止管道漏水、阻水；砼澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高后即開始通水，可直接采用江水冷卻，通水流量應(yīng)大于30L/min；冷卻水進(jìn)水口水溫與大體積混凝土內(nèi)部最高溫度之差值不得超過25℃。待冷卻水管通水全部結(jié)束并養(yǎng)生完成后，應(yīng)采用30＃水泥砂漿封堵冷卻水管。

共二十二頁保溫(bǎowēn)及養(yǎng)護(hù)

北方地區(qū)：大體積混凝土初凝后用5cm厚草袋進(jìn)行保溫，并用冷卻水管出水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證表面潮濕。若遇氣溫急劇下降應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)表面保溫工作。

南方地區(qū)：大體積混凝土表面整平(zhěnɡpínɡ)后應(yīng)立即覆蓋塑料薄膜或麻袋進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，待混凝土初凝后進(jìn)行蓄水保溫保濕養(yǎng)護(hù)。共二十二頁混凝土澆筑(jiāozhù)溫度的控制

混凝土出攪拌機(jī)后，經(jīng)泵送、平倉、振搗等過程后距離表面5－10cm處的溫度為澆筑溫度，應(yīng)控制混凝土澆筑溫度不超過280C。若澆筑溫度超出控制要求，則應(yīng)采取如下措施：混凝土泵管外用草袋覆蓋，并經(jīng)常灑江水降溫；砂、石料避免太陽曝曬；提高混凝土澆筑強(qiáng)度，盡量(jǐnliàng)縮短已澆混凝土的暴露時間；

共二十二頁溫控施工的現(xiàn)場(xiànchǎng)監(jiān)測

1.溫度測試內(nèi)容為做到信息化施工，真實(shí)反映大體積混凝土的溫控效果，以便出現(xiàn)異常情況及時調(diào)整溫控措施，應(yīng)在混凝土中布設(shè)溫度測點(diǎn)。在檢測混凝土溫度變化的同時，還應(yīng)監(jiān)測氣溫、冷卻水管進(jìn)出口水溫、砼澆筑溫度等。

2.現(xiàn)場測試要求在混凝土澆筑完成傳感器的埋設(shè)及保護(hù)工作，并將電纜引到測試房。各項(xiàng)測試項(xiàng)目宜在混凝土澆筑后立即進(jìn)行，連續(xù)不斷?；炷恋臏囟葴y試，峰值以前每2h監(jiān)測一次，峰值出現(xiàn)后每4h監(jiān)測一次，持續(xù)5天，然后轉(zhuǎn)入每天測2次，直到溫度變化基本穩(wěn)定。3．監(jiān)測所用儀器。

溫度傳感器為PN結(jié)溫度傳感器，溫度檢測儀采用PN-4C型數(shù)字多路自動巡回(xúnhuí)檢測控制儀。溫度傳感器主要技術(shù)性能：測溫范圍-50℃～+150℃；工作誤差+0.5℃；分辨率0.1℃；平均靈敏度-2.1（mv/℃）。

共二十二頁工程(gōngchéng)應(yīng)用及獲獎陽邏長江大橋錨錠、承臺天興洲長江大橋承臺黃埔大橋錨錠、承臺重慶(zhònɡqìnɡ)云陽長江大橋承臺、塔柱、實(shí)心段巴東長江大橋承臺武漢長江三橋主塔承臺共二十二頁共二十二頁謝謝！共二十二頁共二十二頁內(nèi)容(nèiróng)