大體積混凝土施工方案設計17173

1、大體積混凝土施工方案一、編制說明大體積混凝土的施工是一項綜合性的系統(tǒng)工程，不僅需要結構上科學的設計，混凝土材料方面科學的制備、現(xiàn)場科學的施工，而且需要設計、材料制備及施工三個方面密切的配合以尋求最佳 的綜合效果。高強大體積混凝土等一些還有其他特殊要求的大體 積混凝土，更需要三個方面的密切配合，僅靠哪一個方面的努力 都難以取得好的效果。大體積混凝土的施工技術要求較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產生溫度應力裂縫。因此需要從 材料選擇上、技術措施等有關環(huán)節(jié)做好充分的準備工作，才能保 證大體積混凝土順利施工。二、編制依據混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范GB50204-2015大體積混

2、凝土施工規(guī)范GB50496-2012混凝土強度檢驗評定標準GB/T50107-2010混凝土質量控制標準GB50164-2011普通混凝土拌合物性能試驗方法標準GB/T50080-2011普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準GB/T50082-2009普通混凝土力學性能試驗方法標準GB/T50081-2011混凝土用水標準標準JGJ63-2006普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準GB/T14684-2001混凝土泵送施工技術規(guī)程JGJ/T10-2011普通混凝土配合比設計規(guī)程JGJ55-2011三、商品混凝土的制備可采取的技術措施商品混凝土的制備可以從兩方面考慮：一是從混凝土配合比 上考

3、慮，如何減少混凝土的放熱量；二是從生產控制上考慮，如 何控制混凝土的入倉溫度。對于大體積混凝土來說，混凝土結構的內外溫差來自于混凝 土所放出的熱量，因此，控制混凝土放熱量是從內因上解決大體 積混凝土的溫控防裂問題，因而也是從根本上解決大體積混凝土 問題的技術措施。從減少混凝土放熱量考慮，在混凝土配合比上 可采取以下的技術措施。1、盡可能地減少混凝土的用水量以減少膠凝材料用量混凝土作為一種結構材料，必須滿足力學性能的要求?；炷?土的力學性能主要取決于水膠比，要達到一定的力學性能的要 求，必須控制一定的水膠比。然而混凝土的放熱量來自于膠凝材 料。在一定的水膠比下，減少混凝土的用水量可以減少混凝土中

4、 膠凝材料的用量，從面減少混凝土的放熱量。（1）改善集料的級配，在混凝土中方，集料起到骨架作用， 對于混凝土的性能有著較大的貢獻，告別是對混凝土的力學性能 有著較大的貢獻，這種貢獻是沒有熱量放出的，因此充分利用集 料對混凝土力學性能的貢獻，是在保證混凝土力學性能前提下減 少混凝土放熱量地有效途徑，集料需要膠凝材料來膠結，集料中 的空隙需要膠凝材料來填充，因此膠凝材料也是混凝土中不可缺 少的組分，集料的級配對空隙率有非常大的影響。改善集料的級 配可降低其空隙率，減少填充這些空隙所必須的水泥漿體數量。（2）盡可能采用較大的集料最大粒徑，在集料粒徑較小地 情況下，不同粒徑集料之間的相互填充作用是有限

5、的。因此即便 級配非常好，其空隙率仍然較大，但當集料最大粒徑較大時，一 些小的集料可以更好的填充在大集料的空隙中，使的集料的空隙 率進一步降低，在級配較好的情況下，集料最大粒徑越大，空隙 率越小。對于卵石，當最大粒徑為10mm寸，無論級配如何調整，集料所能達到地最低空隙率為37%當最大粒徑為20mm寸，集料的最低空隙率可達到 34%當最大粒徑為40mm寸，集料所能達到 的最低空隙率可小于 30%在混凝土中，集料的這些空隙需用水泥漿來填充?？障堵试?高所需的水泥漿量也就越多。另一方面，大集料比表面積較小， 潤濕集料表面所需的水泥漿量也越少，由于這兩方面的原因， 增大集料的最大粒徑可以顯著的減少混

6、凝土的水泥漿量。在保持 混凝土流動性不變的情況下，集料最大粒徑從10mm增大到60mm時，每立方米混凝土的用水量可減少50kg。如果以0.5水灰比考慮的話，大約可減少 100kg膠凝材料，這一作用大約可使混凝 土的水化熱溫升降低 80C。集料的最大粒徑并不是可以無限增大的，它受到一些因素的 限制，這些限制主要有以下幾方面：1）布筋的限制；2）強度的限制；3）施工方式的限制；（3）外加劑的選用在混凝土中摻入一些適宜的外加料，可以便混凝土獲得 所需要的特性，尤其在泵送混凝土中更為突出。泵送性能良好的 混凝土拌和物應具備三種特性：1 ）、在輸送管壁形成水泥漿或水泥砂漿的潤滑層，便混 凝土拌和物具有在

7、管道中順利滑動的流動性；2 ）、為了能在各種形狀和尺寸的輸送管內順利輸送，混 凝土拌合物要具備適應輸送管形狀和尺寸的變化的變形性；3 ）、為在泵送混凝土施工過程中不產生離析而造成堵 塞，拌和物應具備壓力變化和位置變動的抗分離性。由于影響泵送混凝土性能的因素很多，如砂石的種類、 品質和級配、用量、砂率、坍落度、外摻料等。因此，為了滿足 混凝土具有良好的泵送性，在進行混凝土配合比的設計中，不能 用單純增加單位用水量方法。這樣不僅會增加水泥用量，增大混 凝土的收縮，而且還會使水化熱升高，更容易引起裂縫。工程實踐證明，在施工中優(yōu)化混凝土級配、摻加適宜 的外加料，以改善混凝土的特性，是大體積混凝土施工中

8、的一項 重要技術措施?；炷林谐Ｓ玫耐饧恿现饕峭鈸絼┖屯鈸搅希?）摻加外摻劑大體積混凝土中摻加外摻劑主要是木質素磺酸鈣（簡稱木鈣），一般用作減水劑，屬于陰離子表面活性劑，對水泥顆粒 有明顯的分散效應，并能使水的表面張力降低而引起加氣作用， 因此，在混凝土中摻入水泥用量約0.25%的木鈣減水劑，不僅能使混凝土的和易性有明顯的改善，同時又減少了10%左右的拌和水，節(jié)約了 10%左右的水泥，從而降低了水化熱。從表4-16的例子可看出，混凝土中摻入木鈣減水劑后，7d的水化熱略有增大，但可減小水泥用量10%左右，因此水化熱還是降低的，并且可以 延遲水化熱釋放的速度。這樣不但可以減小溫度應力，而且還可

9、以使初凝和終凝的時間相應延緩58h,可大大減少大體積混凝土施工過程中出現(xiàn)溫度裂縫的可能性。表4-田普通硅酸制泥摻入楠誠7K劑水化熱對監(jiān)水泥等縱枷 kF9放雕出軸放熱魁現(xiàn)卩延遲順1冷7凡52.5.1乩喩：!1.耳mg環(huán)14.5.U174.徹潮14+258.陸17.環(huán)32. Gu3+42. hIDS.徐153.201.8.21丘33. hh0.2564. 4肚148.21203.9”29, 4*29.98（5）普通硅酸鹽水泥配制的砂漿或混凝土在干燥時會產生 收縮，砂漿的收縮率為0.1%0.2%,混凝土的收縮率為 0.04% 0.06%，而一般混凝土的極限拉伸僅為0.01%0.02%，其結果導致混凝

10、土開裂，從而破壞了結構的整體性，降低了抗?jié)B性能。因 此，在混凝土中適當地摻入膨脹劑 （AEA:磯土水泥、天然明磯石、 硬石膏；UEA燒結明磯石、天然明磯石、硬石膏等）置換相同質 量的水泥，使其吸收部分水后發(fā)生化學反應，在混凝土中產生 0.20.7MPa的膨脹自應力，從而使混凝土處于受壓狀態(tài)，抵消 由于干縮而產生的拉應力，避免裂縫的發(fā)生和發(fā)展，同時大大提 高了混凝土的抗?jié)B性能和后期抗壓強度，達到混凝土結構本身抗 裂防水的目的。在施工中，合理使用補償收縮混凝土，在結構自 防水的同時可以實行無縫設計、無縫施工，對節(jié)約成本、縮短工 期有一定的現(xiàn)實意義。另一方面，由于膨脹劑 AEA、UEA在混凝土中形成

11、膨脹 物鈣磯石時需吸收水，在預拌混凝土中，摻入膨脹劑會增加混凝 土坍落度的損失，影響混凝土的泵送施工，因此，在使用時須考 慮膨脹劑與泵送劑的雙摻。（6）摻加外摻料粉煤灰是泵送混凝土的重要組成部分，它能有效地提高 混凝土的抗?jié)B性能，顯著改善混凝土拌料的工作性能，并具有減 水作用。由于粉煤灰的火山灰活性效應及微珠效應，使具有優(yōu)良 性質的粉煤灰（不低于二級）在一定摻入量下（水泥質量的15% 20%）的強度還會有所增加，包括早期強度；同時，粉煤灰的摻入 可以使混凝土密實度增加，收縮變形有所減少，泌水量下降，坍 落度損失減小。通過預配試驗，可取得降低水灰比、減少水泥漿 用量、提高混凝土可泵性等良好的效果

12、，特別是可以明顯地延緩 水化熱峰值的出現(xiàn)，降低溫度峰值，并能改善混凝土的后期強度。大體積混凝土摻入粉煤灰分為“等量取代法”和“超量 取代法”兩種。前者是用等體積的粉煤灰取代水泥的方法；但其 早期強度（28d以內）也會隨摻入量增加而下降，所以對早期抗裂 要求較高的工程，取代量應非常慎重。后者是一部分粉煤灰取代 等體積水泥，超量部分粉煤灰則取代等體積砂子，它不僅可獲得 強度增加效應，而且可以補償粉煤灰取代水泥所降低的早期強 度，從而保持粉煤灰摻入前后的混凝土強度等效。（7）骨料的選擇大體積混凝土砂石料的重量約占混凝土總重量的85%左右，正確選用砂石料對保證混凝土質量、節(jié)約水泥用量、降低 水化熱數量

13、、降低工程成本是非常重要的。骨料的選用應根據就 地取材的原則，首先考慮選用生產成本低、質量優(yōu)良的天然砂石 料。1）、粗骨料的選擇為了達到預定的要求，同時又要發(fā)揮水泥最有效的作用，粗 骨料有一個最佳的最大粒徑。但對于結構工程的大體積混凝土， 粗骨料的規(guī)格往往與結構物的配筋間距、模板形狀以及混凝土的 澆筑工藝等因素有關。結構工程的大體積混凝土，宜優(yōu)先采用以自然連續(xù)級配的粗 骨料配制。這種用連續(xù)級配粗骨料配制的混凝土，具有較好的和 易性、較少的用水量和水泥用量，以及較高的抗壓強度。在選擇 粗骨料粒徑時，可根據施工條件，盡量選用粒徑較大、級配良好的石子。根據有關試驗結果證明，采用540mm石子比采用5

14、25石子，每立方米混凝土可減少水量15kg左右，在相同水灰比的情況下，水泥用量可節(jié)約20kg左右，混凝土溫升可降低2C。2）、2、細骨料的選擇大體積混凝土中的細骨料，以采用中、粗砂為宜，細度模數宜在2.62.9范圍內。根據有關試驗資料證明，當采用細度模數為2.79 ;平均粒徑為0.381的中粗砂，比采用細度模數為2.12、 平均粒徑為0.336的細砂，每立方米混凝土可減少水泥用量2835kg，減少用水量2025kg，這樣就降低了混凝土的溫升和減 小了混凝土的收縮。泵送混凝土的輸送管道形式較多，既有直管又有錐形管、彎管和軟管；當通過錐形管和彎管時，混凝土顆粒間的相對位置就會發(fā)生變化；此時如果混凝

15、土中的砂漿量不足，便會產生堵管現(xiàn)象。所以，在級配設計時可適當提高砂率；但若砂率過大，將對 混凝土的強度產生不利影響。因此，在滿足可泵性的前提下，盡可能降低砂率。3）、骨料質量的要求骨料的質量如何，直接關系到混凝土的質量，所以，骨 料中不應含有超量的粘土、 淤泥、粉屑、有機物及其他有害物質， 其含量不能超過規(guī)定的數值?；炷猎囼灡砻?，骨料中的含泥量是影響混凝土質量的最主要因素，它對混凝土的強度、 干縮、徐變、抗?jié)B、抗凍融、抗磨損及和易性等性能都產生不利的影響， 尤其會增加混凝土的收縮，引起混凝土的抗拉強度的降低，對混凝土的抗裂更是十分不利。因此，在大體積混凝土施工中， 石子的含泥量控制在不大于

16、1 %，砂的含泥量控制在不大于 2 %。2、外部環(huán)境的影響1）、加強混凝土澆筑與振搗改進混凝土的攪拌工藝對改善混凝土的配合比、減少水化熱、提高極限拉伸有著重要的意義。為了進一步提高混凝土質 量，采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石攪拌新工藝，可有效地 防止水分向石子與水泥砂漿的界面集中，使硬化后界面過渡層的 結構致密，粘結加強，從而使混凝土的強度提高10%左右，也提高了混凝土的抗拉強度和極限拉伸值；當混凝土的強度基本相同 時，可減少7%左右的水泥用量?；炷炼握駬v的恰當時間是指混凝土經振搗后還能恢復到塑性狀態(tài)的時間，一般稱為振動界限，在實際工程中應由試驗 確定。2）控制混凝土澆筑溫度混凝土從攪拌

17、機出料后，經過運輸、泵送、澆筑、振搗等工 序后的溫度稱為混凝土的澆筑溫度。由于澆筑溫度過高會引起較 大的干縮，因此應適當地限制混凝土的澆筑溫度，一般情況下， 建議混凝土的最高澆筑溫度應控制在40 C以下。3）、控制混凝土出機溫度為了降低大體積混凝土總溫升和減小結構的內外溫差，控制出機溫度是很重要的。在混凝土的原材料中，石子的比熱較小，但其在每立方米混凝土中所占的質量較大。水的比熱最大，但它在混凝土中占的質量卻最小。 因此，對混凝土的出機溫度影響最 大的是石子和水的溫度，砂的溫度次之，水泥的溫度影響最小。針對以上的情況，在施工中，為了降低混凝土的出機溫度， 應采 取有效的方法降低石子的溫度。在氣

18、溫較高時，為了防止太陽的直接照射，可在砂、石子堆場搭設簡易遮陽裝置，必要時，須向 骨料噴射水霧或使用冷水沖洗骨料。4）、加強混凝土養(yǎng)護地下室外墻澆筑以后，為了減少升溫階段的內外溫差， 防止因混凝土表面脫水而產生干縮裂縫，應對混凝土進行適當的潮濕養(yǎng)護；為了使水泥順利進行水化， 提高混凝土的極限拉伸和 延緩混凝土的水化熱降溫速度，防止產生過大的溫度應力和溫度 裂縫，應加強對混凝土進行保濕和保溫養(yǎng)護。另外，施工中采取合理的技術措施很重要， 例如采用帶模養(yǎng)護、推遲拆模時間等方 法都對控制裂縫起很大的作用。潮濕養(yǎng)護是在混凝土澆筑后，在其表面不斷地補給水分，其 方法有淋水，鋪設濕砂層、濕麻袋或草袋等，并最

19、好在表面蓋一 層塑料薄膜。潮濕養(yǎng)護的時間是越長越好，但考慮到工期因素， 一般不少于半個月，重要結構不少于1個月?；炷翝仓髷翟聝?，即使養(yǎng)護完畢，也不宜長期直接暴露在風吹日曬的條件下。 對地下室墻體這一類的結構，也可采用自動噴淋管（塑料管帶有細孔）進行自動給水養(yǎng)護，用長墻上的水平淋水管長期連續(xù)對墻體進行淋水養(yǎng)護，效果是比較好的。如使用養(yǎng)護劑涂層進行養(yǎng)護 時，必須注意養(yǎng)護劑的質量及必要的涂層厚度，同時還應提供一定的潮濕養(yǎng)護條件，覆蓋一層塑料薄膜。保溫養(yǎng)護時，可采用 23層的草袋或草墊之類的保溫材料 進行覆蓋養(yǎng)護。四、大體積混凝土施工中控制裂縫的綜合措施大體積混凝土結構在土木工程中常見，如工業(yè)建筑

20、中的設備基礎；在高層建筑中地下室底板、結構轉換層；各類結構的厚大樁承臺或基礎底板以及橋梁的墩臺等。其上有巨大的荷載，整體性要求高，往往不允許留施工縫，要求一切連續(xù)澆筑完畢。另外， 大體積混凝土結構在澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚積在內部不易散發(fā)，澆筑初期混凝土內部溫度顯著升高， 而表面散熱較快，這樣形成較大的內外溫差， 混凝土內部產生壓 應力，而表面產生拉應力，如溫差過大則易于在混凝土表面產生 裂紋。一般混凝土的硬化過程會產生體積收縮，而且在澆筑后期，混凝土內部逐漸冷卻也產生收縮，由于受到基底或已澆筑的混凝土的約束，接觸處將產生很大的剪應力，在混凝土正截面形成拉 應力。當拉應力超

21、過混凝土當時齡期的極限抗拉強度時，便會產生裂縫，甚至會貫穿整個混凝土斷面，由此帶來嚴重的危害。 在大體積混凝土結構的澆筑中，上述兩種裂縫都應設法防止。1、大體積混凝土產生裂縫的種類、形態(tài)1）、表面裂縫這種裂縫在混凝土升溫階段和降溫階段都有可能發(fā)生，在混凝土熱量通過表面向周圍環(huán)境散發(fā)過程中，表面溫度低于內部溫度，形成內外溫差。當這種溫差沿著厚度方向呈非線性分布時， 引起混凝土的非均勻變形。 起初混凝土處于塑性狀態(tài)， 凝結硬化 過程中，其彈性模量隨強度不斷增長， 當溫差產生的拉應力超過 當時混凝土的極限抗拉強度時，就會在混凝土表面產生裂縫。2）、貫穿裂縫這種裂縫一般發(fā)生在降溫階段， 大體積混凝土基

22、礎呈降漸收 縮狀態(tài)，降溫收縮受到基底及自身約束作用，產生很大的收縮應力（拉應力），當拉應力超過當時混凝土的極限抗拉強度時，就 會在混凝土中產生收縮裂縫。這種收縮裂縫有時會貫穿全斷面， 成為結構裂縫?；准白陨順嬙旒s束作用越強，平均溫度峰值越高，貫穿裂縫出現(xiàn)的可能性越大。降溫階段經歷時間較長， 大約從3d5d開始，延續(xù)1個月或更長時間。降溫收縮與混凝土硬 化收縮呈疊加趨勢，硬化收縮會大幅度加劇裂縫出現(xiàn)的可能性與 程度。3）、深層裂縫深層裂縫部分地切斷了結構斷面，也有一定危害性。2、大體積混凝土產生裂縫的原因1）、水泥水化熱引起的溫度應力和溫度變形2）、內外約束條件的影響3）、外界氣溫變化的影響3

23、、砼的收縮變形(1) 砼的塑性收縮變形塑性收縮裂縫發(fā)生在砼硬化之前，砼仍處于塑性狀態(tài)，它的產生主要是上部砼的均勻沉降受到了限制，如遇到鋼筋或大的砼骨料，或者平面面積較大的砼， 其水平方向的減縮比垂直方向更 難時，這樣會形成不規(guī)則的深裂縫。 這種裂縫不僅發(fā)生在大體積 砼之中，一般平面尺寸較大，厚度較薄的結構構件也會出現(xiàn)這種 裂縫，防止這種裂縫的最好辦法是，連續(xù)澆筑與修整抹面， 并立即養(yǎng)護，保護砼免受風吹日曬。(2) 砼的體積變形砼終凝以后會發(fā)生體積變化，既可能收縮也可能膨脹， 其變化幅度介于40X 10-6和100 X 10-6之間，溫度較高，水泥用量 較多，自身體積變形將趨于增大。(3) 干燥

24、收縮(4) 砼勻質性的影響3、質量控制要點1)、施工方案的編制應做到 科學合理，內容包括以下六個方 面措施：(1) 材料要求和配合比設計；(2) 分層分塊澆搗措施；(3) 混凝土的攪拌、運輸和澆筑方案；(4) 混凝土降溫措施；（5）混凝土的測溫措施；（6）養(yǎng)護措施4、商品混凝土的制備質量控制措施1、材料控制（1） 水泥：優(yōu)先采用低強度水泥， 水泥含堿量應小于 0.6%， 此外，應進行水化熱檢驗，7d水化熱不宜大于250KJ/Kg。（2）骨料：粗骨料應采取連續(xù)級配或合理的摻配比例，含 泥量不得大于1%泥塊含量不得大于 0.25%;細骨料選用粗砂或 中砂，含泥量不得大于 1%泥塊含量不得大于 0.

25、5%。（3）摻合料：優(yōu)先采用粉煤灰更具耐久性，更有效降低每 立方米砼中的水泥用量。（4）膨脹劑：摻入適量膨脹劑，它能對砼起補償收縮作用，減少砼的溫度應力，但含堿量不應大于0.75%。（5） 外加劑：選用低收縮率的外加劑，應有7d、28d收縮 率試驗報告，任何齡期砼的收縮率均不得大于基準砼的收縮率、外加劑每立方米砼帶入堿量不得超過1Kg，選用高效的緩凝劑和減水劑，減少水泥用量，推遲水化熱的峰值期。2、優(yōu)化混凝土配合比（1）現(xiàn)場砼坍落度：泵送宜為 80140mm坍落度允許偏 差土 15mm到達現(xiàn)場坍落度損失不應大于 30mm/h,總損失不應 大于60mm（2）盡可能降低砼的干縮與溫差收縮，由于砼最

26、高純熱值 溫升Tmax與每m3砼內的水泥用量成線性正比關系， 應根據選用 的原材料不同、水泥試驗的富余標號不同， 進行各種試配，最后 確定最佳配合比。3、澆筑與振搗（1）全面分層：即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑 第二層，此時應使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方法，適用于結構的平面尺寸不宜太大， 施工時從短邊開始，沿長邊推進比較合適。（2）分段分層：混凝土澆筑時，先從底層開始，澆筑至一 定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層 數較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初疑，又可 以從第二段依次分層澆筑。這種方法適用于單位時間內要求供應 的混凝土較少，結構物厚度不太大，面積或長度較大的工程。（3） 斜面分層：要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結構的 長度大大超過厚度3倍的情況?；炷翝仓酉露?/p>