大體積混凝土2010.4.26

1、1.大體積混凝土的定義2.大體積混凝土存在的問(wèn)題3.大體積混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)4.大體積混凝土施工控制5.應(yīng)用實(shí)例大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)與施工穩(wěn)控技術(shù)美國(guó)ACI C 116標(biāo)準(zhǔn)中將大體積混凝土定義為“任何大體積的現(xiàn)澆混凝土，其尺寸足夠大以致要求處理混凝土所放出的熱量和伴隨的體積變化以減少開(kāi)裂”日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）的定義：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在800mm以上，水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差超過(guò)25C的混凝土，稱為大體積混凝土” 我國(guó)大體積混凝土施工規(guī)范GB50496-2009中定義：“實(shí)體最小尺寸大于或等于1m ，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂

2、縫產(chǎn)生的混凝土.”沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的、嚴(yán)格的定義，但都強(qiáng)調(diào)砼的水化放熱及引起的溫差！大體積混凝土定義大體積混凝土的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)厚，體積大，鋼筋密，一次澆筑量大。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(zhǎng)，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(zhǎng)，不離析、泌水）.水化熱高，溫度場(chǎng)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(guò)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(guò)大干縮是施工和管

3、理質(zhì)量控制工作的重點(diǎn).大體積混凝土存在的問(wèn)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(guò)高，產(chǎn)生溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂；混凝土澆注后的保溫和降溫技術(shù)沒(méi)有很好掌握，從而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂；混凝土養(yǎng)護(hù)不到位，脫模時(shí)間過(guò)早，造成大體積混凝土表面出現(xiàn)微裂紋；大體積混凝土的水化放熱與開(kāi)裂水泥水化放熱混凝土內(nèi)部溫升混凝土表層散熱降溫溫度梯度溫度應(yīng)力拉應(yīng)力外部約束溫度裂縫淺表裂縫深層裂縫貫穿裂縫為侵蝕介質(zhì)進(jìn)入提供了便利條件，易造成耐久性問(wèn)題直接危及結(jié)構(gòu)安全！大體積混凝土的配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的大體積混凝土較低的水化溫升良好的施工性能較低的經(jīng)濟(jì)成本合格的強(qiáng)度性能降低水泥用量使用優(yōu)質(zhì)礦物摻和料優(yōu)選高效減水劑優(yōu)選

4、水泥品種大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)原材料選擇：水泥：適合選用中熱或低熱水泥粉煤灰：使用II級(jí)以上粉煤灰砂：宜用天然中砂，控制含泥量和細(xì)度模數(shù)石：宜用連續(xù)級(jí)配碎石減水劑：采用緩凝型高效減水劑采用ANSYS進(jìn)行的大體積混凝土的溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)仿真計(jì)算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(guò)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

5、39%41%；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；大體積混凝土的配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)大體積混凝土施工控制控制混凝土入倉(cāng)溫度控制混凝土溫升、溫差控制混凝土澆筑質(zhì)量溫度及應(yīng)力監(jiān)測(cè)大體積混凝土施工控制原材料冷卻加冰攪拌泵管冷卻遮陽(yáng)澆注控制水泥入庫(kù)溫度，用涼水沖洗或用風(fēng)扇冷卻砂石料，避免原材料受陽(yáng)光直射。在泵管上搭蓋濕麻袋或噴灑涼水降溫冰大體積混凝土施工控制通冷卻水控制混凝土入倉(cāng)溫度控制混凝土溫升、溫差控制混凝土澆筑質(zhì)量溫度及應(yīng)力監(jiān)測(cè)大體積混凝土施工控制保溫養(yǎng)護(hù)冷卻水管平面布置圖冷卻水管立面布置圖在大體積混凝土側(cè)面披掛濕麻袋或彩條布，在上表面蓄水養(yǎng)護(hù)。大體積混凝土施工控制

6、防止離析泌水控制混凝土入倉(cāng)溫度控制混凝土溫升、溫差控制混凝土澆筑質(zhì)量溫度及應(yīng)力監(jiān)測(cè)大體積混凝土施工控制控制分層厚度少留施工冷縫落差不宜過(guò)大振搗適可而止指標(biāo)要求:(1)混凝土澆筑溫度不宜超過(guò)30;(2)混凝土絕熱溫升不宜超過(guò)30;(3)混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)25 ;(4)混凝土降溫速率不超過(guò)2.0 /d;(5)最高溫度與表面溫度之差一般不大于25 ;(6)新澆注混凝土與領(lǐng)接的已硬化混凝土或巖土介質(zhì)之間的溫差不大于25 ;(7)淋注于混凝土表面的養(yǎng)護(hù)水溫度低于混凝土表面溫度的差不大于15 ;(8)后澆帶混凝土的斷面平均溫度與環(huán)境溫度小于15 ;(9)大體混凝土分層施工時(shí),施工間隔一般為57d.大體積

7、混凝土施工控制控制混凝土入倉(cāng)溫度控制混凝土溫升、溫差控制混凝土澆筑質(zhì)量溫度及應(yīng)力監(jiān)測(cè)大體積混凝土施工控制測(cè)溫點(diǎn)平面布置圖反饋嘉紹大橋承臺(tái)大體積混凝土ANSYS模擬溫度云圖承臺(tái)第3天水化熱溫度云圖最大溫差 19.8 最高溫度 47.1 嘉紹大橋承臺(tái)大體積混凝土ANSYS模擬溫度云圖承臺(tái)第7天水化熱溫度云圖嘉紹大橋承臺(tái)大體積混凝土ANSYS模擬溫度云圖承臺(tái)第28天水化熱溫度云圖天興洲大橋 水灰比各材料用量（kg/m3）坍落度（mm）抗壓強(qiáng)度（MPa）氯離子擴(kuò)散系數(shù)10-12水水泥砂碎石粉煤灰7天28天0.45173231759114016520031.743.21.8C30承臺(tái)混凝土配合比 在承臺(tái)

8、混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，采用優(yōu)化后的混凝土以及合理的溫控措施，所控的承臺(tái)施工質(zhì)量良好，混凝土斷面最高溫度55，最大內(nèi)表溫差均小于25，溫控效果良好，沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫。 中鐵十二局天興洲大橋標(biāo)段橋墩承臺(tái)主要有三種尺寸類型，分別為：029-045、067-070墩承臺(tái)平面尺寸為21 m10.8m，高3.5 m，046-049承臺(tái)平面尺寸為21m11.6 m，高4 m，050061墩承臺(tái)平面尺寸為23.1m15.3m，高5 m，均屬于大體積混凝土。 工程實(shí)例東沙大橋 東沙特大橋主塔承臺(tái)長(zhǎng)28m、寬19m、厚6m，混凝土標(biāo)號(hào)為C30，共3092m3，屬于典型的大體積混凝土施工 。各組分用量（kg/m3

9、）初凝時(shí)間（h）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）氯離子擴(kuò)散系數(shù)水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d16013014014073811078.342522.01926.045.81.310-12混凝土斷面最高溫度49，最大內(nèi)表溫差均小于25，溫控效果良好，沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫 。陽(yáng)邏大橋 陽(yáng)邏長(zhǎng)江大橋北錨塊，長(zhǎng)70.5m，寬54.0m，高46.0m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別為C30，屬大體積混凝土結(jié)構(gòu)物，混凝土方量為80418.4m3 。水(kg/m3)礦渣水泥(kg/m3)粉煤灰(kg/m3)砂(kg/m3)石(kg/m3)減水劑(kg/m3)坍落度(cm)氯離子擴(kuò)散系數(shù)0h2h17027015

10、072810959.021.5171.4510-12 混凝土斷面最高溫度53，最大內(nèi)表溫差均小于25，溫控效果良好，沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫。 贛州贛江大橋承臺(tái)水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑15415017012077010863.96 贛州贛江公路大橋?yàn)樘卮髽?，全長(zhǎng)1073米，主跨為408米地錨式懸索橋，引橋?yàn)檫B續(xù)梁橋。該橋東、西兩岸承臺(tái)各自分上下游兩部分，承臺(tái)單個(gè)尺寸直徑為19.5m，高為5m，屬大體積混凝土結(jié)構(gòu)。采用C35大體積混凝土.抗壓強(qiáng)度(MPa)劈裂抗拉強(qiáng)度(MPa)坍落度/擴(kuò)展度(cm)抗?jié)B等級(jí)氯離子擴(kuò)散系數(shù)7d28d90d7d28d0h1h31.649.359.12.53.519.518

11、P181.010-12 混凝土最高溫度53，最大內(nèi)表溫差均小于20，在取消冷卻水管下, 沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫。 贛州贛江大橋錨錠 錨塊混凝土為C30強(qiáng)度等級(jí), 總計(jì)46700m3。強(qiáng)度等級(jí)各組分用量（kg/m3 ）坍落度（mm）抗壓強(qiáng)度MPa氯離子擴(kuò)散系數(shù)10-12水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28dC3015012015015079010903.5718516527.743.01.4 C30 混凝土斷面最高溫度51，最大內(nèi)表溫差均小于18，在取消冷卻水管條件下, 沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫, 僅冷卻水管就節(jié)約100多萬(wàn)元.黃埔大橋南錨錠底板 廣州珠江黃埔大橋南錨錠底板屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)物，基坑底

12、板為直徑65.6m、高5m的混凝土圓柱體，混凝土為C30微膨脹混凝土，混凝土總方量為19899m3 各組分用量（kg/m3）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）氯離子擴(kuò)散系數(shù)水水泥粉煤灰礦粉膨脹劑砂石減水劑0h1h7d28d60d1751401401203070810628.121.5182946681.010-12混凝土斷面最高溫度55，溫控效果良好，沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫。 黃埔大橋南錨錠基坑填芯 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0h1h7d28d1751001501007501009530211818.836.5P18混凝土斷

13、面最高溫度52，最大內(nèi)表溫差均小于25，溫控效果良好，沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫 廣州珠江黃埔大橋南錨錠基坑填芯混凝土為C20強(qiáng)度等級(jí)，澆筑總方量為44900m3 廣州珠江黃埔大橋南錨錠頂板 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）水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d116514014014073810628.12122.01928.543廣州珠江黃埔大橋南錨錠頂板屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)物，基坑頂板混凝土為C30強(qiáng)度等級(jí)，混凝土澆筑總方量17418m3 混凝土斷面最高溫度49，最大內(nèi)表溫差均小于25，溫控效果良好，沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫。 廣州珠江黃埔大橋后錨塊 廣州珠江黃

14、埔大橋后錨塊屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)物，錨塊最長(zhǎng)32.0m，寬26.25m，高31.17m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。錨塊混凝土總方量約為：C30混凝土41720m3 各組分用量（kg/m3）初凝時(shí)間（h）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）氯離子擴(kuò)散系數(shù)水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d16514014014073810628.12122.01928.5431.310-12混凝土斷面最高溫度49，最大內(nèi)表溫差均小于25，溫控效果良好，沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫。 廣州珠江黃埔大橋塔座 各組分用量（kg/m3）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d1752201101007651043720.5153655混凝土斷面最高溫度59，最大內(nèi)表溫差均小于25，溫控效果良好，沒(méi)有產(chǎn)生溫度裂縫。 廣州珠江黃埔大橋塔座屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)物，棱臺(tái)形底長(zhǎng)19m,寬19m,高5m。上、下游塔座混凝土方量都為582 m3，共計(jì)1164m3。雅西高速公路全線承臺(tái)大體積混凝土設(shè)計(jì) 雅西高速公路:例如黑石溝大橋2號(hào)承臺(tái)，臘八斤10號(hào)、11號(hào)承臺(tái)，承臺(tái)尺寸為：長(zhǎng)24.5m，寬20.5m，