大体积混凝土温控措施及效果.pptx

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1、 大体积混凝土的定义 大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。 大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009）中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小尺寸不小于lm的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。 近几年来近几年来，工程，工程规模日趋扩大，结构规模日趋扩大，结构形式日益复杂形式日益复杂，市政工程中，市政工程中大体积混凝土越来大体积混凝土越来越多。由于其体积大，表面小，水泥水化热释越多。由于其体积大，表面小，水泥水化热释放比较集

2、中，内部温升比较快，当混凝土内外放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝和收缩温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝和收缩变形裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必变形裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。须从根本上分析它，来保证施工的质量。 规范认为：规范认为：大体积混凝土的设计强度等级宜在C25C40的范围内，并可利用混凝土60d或90d的强度作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定及工程验收的依据；规范规范3.0.33.0.3 大体积混凝土工程施工前，宜对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行试算，并确定施工阶段

3、大体积混凝土浇筑体的升温峰值，里表温差及降温速率的控制指标，制定相应的温控技术措施。规范规范3.0.4 3.0.4 温控指标宜符合下列规定：1 1 混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50；2 2 混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度) 不宜大于25；3 3 混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0/d。4 4 混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20。规范规范4.2.14.2.1 配制大体积混凝土所用水泥的选择及其质量，应符合下列规定：1 1 所用水泥应符合现行国家标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175的有关规定，当采用其他品种时，其性能指标必须符合国家现行有关标准的规定；

4、2 2 应选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，大体积混凝土施工所用水泥其3d天的水化热不宜大于240kJ/kg，7d天的水化热不宜大于270kJ/kg。3 3 当混凝土有抗渗指标要求时，所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%；4 4 所用水泥在搅拌站的入机温度不应大于60。规范规范4.2.3 4.2.3 骨料的选择，除应符合国家现行标准普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ 52的有关规定外，尚应符合下列规定：1 1 细骨料宜采用中砂，其细度模数宜大于2.3，含泥量不大于3%；2 2 粗骨料宜选用粒径531.5mm，并连续级配，含泥量不大于1%；3 3 应选用非碱活性的粗骨料；4 4

5、当采用非泵送施工时，粗骨料的粒径可适当增大。大体积混凝土在规范中还有许多要求，如 所配制的混凝土拌合物，到浇筑工作面的坍落度不宜低于160mm， 拌和水用量不宜大于175kg/m3，等不在复述。u大体积混凝土裂缝产生的原因：大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大量产大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大量产生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条件较差，热量不易散发，其温度上升较多。件较差，热量不易散发，其温度上

6、升较多。混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。强度时，混凝土表面就产生裂缝。作为施工人员的主要目的是控制裂缝，作为施工人员的主要目的是控制裂缝，可见裂缝有三类：可见裂缝有三类：大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不所引起的应力很小，

7、温度应力一般可忽略不计。计。贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的开展。开展。基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应力状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则应力状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性极有可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂缝。裂缝。深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的危害性，施工中是不

8、允许出现的。的危害性，施工中是不允许出现的。如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且混凝土内外温差控制适当，基本上可避免出现混凝土内外温差控制适当，基本上可避免出现深层裂缝和贯穿裂缝。深层裂缝和贯穿裂缝。控制大体积混凝土裂缝的措施设计方面施工方面采用过高强度等级的混凝土（设计强度过高，水泥用量过大）忽视配置控制温度和收缩变形的构造钢筋（温度应力和收缩应力变形不能受到约束）材料选用不当施工技术准备不周密浇筑过程施工措施不当浇筑后的养护和监控不完善1、对于大体积混凝土底板，应在满足抗弯及抗冲切计算要求的前提下，避免设计上“强度越高越好”的错误概念，可以利用混凝土60

9、d或90d的后期强度，尽量采用C25-C40的混凝土，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑实体的温度升高。（规范P7)2、大体积混凝土除满足承载力要求外，还应增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开裂的构造钢筋。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行设置构造钢筋网，与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。（规范P7)2.1当板的厚度大于2m时，除应沿板的上、下表面布置纵、横方向的钢筋外，尚应沿板的厚度方向间距不超过lm设置与板面平行的构造钢筋网片，其直径宜为l2l6，间距宜为100150mm。为防止大承台水平裂缝，四周宜加设暗梁。4164222.2为了避免结构

10、突变或断面突变产生应力集中，转角和孔洞处应增设构造加强筋。增设暗梁避 免 应 力 集 中1、合理选择水泥品种2、合理选用骨料选用C3S及C3A含量低的中、低热水泥。（规范P9）3、合理选用外加剂尽量选用粒径较大、级配良好的石子，以减少用水量和水泥用量、混凝土的收缩和泌水性。掺加块石。在无筋或少筋的大块混凝土中，可掺入不超过混凝土体积的25%的大块石，以减少水泥用量，降低水化热。细骨料以中、粗砂为宜。严格控制砂、石的含泥量。石子控制在小于1%，黄砂控制在小于2%。合理选用外加剂3.1在混凝土中加入适量的外加剂，可以改善混凝土的特性，减少水泥用量，减少混凝土的温升。同时可降低水化热释放的速度，延缓

11、温度峰值出现的时间。3.2混凝土中掺入一定量的粉煤灰不仅能改善混凝土特性，而且能代替部分水泥，减少水化热。但应注意掺加粉煤灰后混凝土早期强度有所降低。3.3采用UEA补偿收缩混凝土：在混凝土内掺水泥用量10%12%的U型混凝土膨胀剂，以实现超长结构的无缝施工。关于材料问题:如苏州独墅湖大型水下城市隧道工程，针对主体结构混凝土的防渗抗灾的关键技术，由东南大学教授博导领衔进行科研攻关。苏州的独墅隧道，全长737公里；其中高架桥长343公里，隧道长3.46公里，地面接线长0.48公里，地面辅道长2.86公里。主线采用双向6车道，桥梁段宽26米，隧道段宽30.2米，设计车速为60公里小时。通过细致的分

12、析研究，在降低超长隧道混凝土干缩变形方面，应用具有高减水率的聚羧酸类外加剂。应用聚羧酸减水剂降低单位用水量和水胶比，从而减少干缩值。从浇筑效果看，墙体仍有开裂。还有一块底板，混凝土浇完后产生冒气通道，最后拆除。我认为，施工企业不是科研企业，不成熟的技术不要在工程中应用。在高坝建设中，为解决碾压混凝土拱坝在高坝建设中，为解决碾压混凝土拱坝施工期温度应力及防裂措施。采用施工期温度应力及防裂措施。采用诱导缝诱导缝，增加了防裂可靠性。增加了防裂可靠性。采用低热水泥、低水泥用量、限制浇筑采用低热水泥、低水泥用量、限制浇筑厚度和短间歇期、人工冷却混凝土、预埋冷厚度和短间歇期、人工冷却混凝土、预埋冷却水管，

13、保护混凝土暴露面，仍是有效温控却水管，保护混凝土暴露面，仍是有效温控和防裂措施。为防止表面温度骤降，采用外和防裂措施。为防止表面温度骤降，采用外贴聚乙烯苯板等保温板或喷涂泡沫保温材料，贴聚乙烯苯板等保温板或喷涂泡沫保温材料，采用自动上升帐篷制造人工气候防裂。采用自动上升帐篷制造人工气候防裂。我国已建成各类碾压混凝土坝近我国已建成各类碾压混凝土坝近100100座。碾座。碾压混凝土重力坝达到压混凝土重力坝达到200m200m级高度的有广西龙滩级高度的有广西龙滩（216.5m216.5m，碾压混凝土量，碾压混凝土量500500万万m m3 3）、贵州光照）、贵州光照（200.5m200.5m）。碾压

14、混凝土拱坝最高为沙牌）。碾压混凝土拱坝最高为沙牌（132m132m，碾压混凝土量，碾压混凝土量5050万万m m3 3）。厚高比最小）。厚高比最小为甘肃高为甘肃高80m80m的龙首碾压混凝土双曲拱坝（厚高的龙首碾压混凝土双曲拱坝（厚高比比0.170.17）。三峡工程三期碾压混凝土围堰高）。三峡工程三期碾压混凝土围堰高121m121m，混凝土量，混凝土量121121万，仓面积万，仓面积1.91.9万，月万，月最大浇筑强度最大浇筑强度47.647.6万，一个枯水期建成。万，一个枯水期建成。（1 1）高掺粉煤灰，掺用外加剂，少用水泥，以）高掺粉煤灰，掺用外加剂，少用水泥，以减少水化热，缩小温差，有利

15、于防裂。我国胶凝材减少水化热，缩小温差，有利于防裂。我国胶凝材料用量一个般为料用量一个般为140140160kg/ m160kg/ m3 3, ,其中粉煤在其中粉煤在9090100kg/ m100kg/ m3 3。百色水泥用量仅。百色水泥用量仅50kg/ m50kg/ m3 3。（2 2）减少常态混凝土用量。措施有取消垫层常）减少常态混凝土用量。措施有取消垫层常态混凝土（大朝山），迎水面、廊道等孔洞采用坍态混凝土（大朝山），迎水面、廊道等孔洞采用坍落度落度4 4+ +cmcm的变态混凝土（每碾压混凝土面浇水泥的变态混凝土（每碾压混凝土面浇水泥浆浆5 510kg10kg（合（合505060l/

16、m60l/ m3 3）, ,用插入式振捣器振用插入式振捣器振密。密。（3 3）增设诱导缝。当坝宽大于）增设诱导缝。当坝宽大于25m25m时，宜在坝时，宜在坝段中部迎水面段中部迎水面3m3m范围内增设范围内增设1 1条有止水系统的诱导条有止水系统的诱导缝。迎水面高保温板，有利于防止劈头裂缝。缝。迎水面高保温板，有利于防止劈头裂缝。（4 4）外加剂采用复合型缓凝减水剂或高）外加剂采用复合型缓凝减水剂或高效减水剂，使混凝土缓凝时间延长到效减水剂，使混凝土缓凝时间延长到14h14h以以上。高温缓凝剂在上。高温缓凝剂在3535以上高气温，缓凝以上高气温，缓凝时间延长到时间延长到4 46h6h以上。通过加大引气剂掺以上。通过加大引气剂掺量克服粉煤灰吸附作用，可达量克服粉煤灰吸附作用，可达F300F300高抗冻高抗冻融要求。融要求。（5 5）适当提高粒径小于）适当提高粒径小于0.15mm0.15mm的石粉的石粉含量至含量至18%18%20%20%，具有较好抗分离性能，具有较好抗分离性能，有利于碾压混凝土层间结合。有利于碾压混凝土层间结合。261、控制混凝土出机温度和浇筑温度2、预埋水管，降低最高温升