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(cè)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(huì)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?！比毡窘ㄖW(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的定義是：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，同時(shí)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(shí)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(dòng)性好，塌落度經(jīng)時(shí)損失小，凝結(jié)時(shí)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(shí)，混凝土就會(huì)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(shí)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(jí)礦粉，Ⅰ、Ⅱ級(jí)粉煤灰，磷渣粉，鋼渣粉(500m2/kg);粗集料：5～25mm、5～31.5mm連續(xù)級(jí)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(jí)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(píng)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(shí)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(jí)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(hào)各組分用量（kg/m3）初凝時(shí)間（h）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）抗?jié)B等級(jí)水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d116525515574811227.792022182841.2P14216016014014073811078.342519163046P16編號(hào)3d7d14d28d56d90d180d10.420.541.322.013.063.634.0120.150.431.271.962.833.433.86編號(hào)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(cè)試東沙承臺(tái)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(cè)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(tái)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℃?；炷两禍厮俾什怀^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(shí)間；

共二十二頁溫控施工的現(xiàn)場(xiànchǎng)監(jiān)測(cè)

1.溫度測(cè)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(shí)調(diào)整溫控措施，應(yīng)在混凝土中布設(shè)溫度測(cè)點(diǎn)。在檢測(cè)混凝土溫度變化的同時(shí)，還應(yīng)監(jiān)測(cè)氣溫、冷卻水管進(jìn)出口水溫、砼澆筑溫度等。

2.現(xiàn)場測(cè)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(cè)試房。各項(xiàng)測(cè)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(cè)試，峰值以前每2h監(jiān)測(cè)一次，峰值出現(xiàn)后每4h監(jiān)測(cè)一次，持續(xù)5天，然后轉(zhuǎn)入每天測(cè)2次，直到溫度變化基本穩(wěn)定。3．監(jiān)測(cè)所用儀器。

溫度傳感器為PN結(jié)溫度傳感器，溫度檢測(cè)儀采用PN-4C型數(shù)字多路自動(dòng)巡回(xúnhuí)檢測(cè)控制儀。溫度傳感器主要技術(shù)性能：測(cè)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(jiǎng)陽邏長江大橋錨錠、承臺(tái)天興洲長江大橋承臺(tái)黃埔大橋錨錠、承臺(tái)重慶(zhònɡqìnɡ)云陽長江大橋承臺(tái)、塔柱、實(shí)心段巴東長江大橋承臺(tái)武漢長江三橋主塔承臺(tái)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)