大體積混凝土施工技術(shù)三

大體積混凝土施工技術(shù)更多資料請(qǐng)聯(lián)系QQ813517521更多資料請(qǐng)聯(lián)系QQ813517521大體積混凝土的定義美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)（ACI）規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題，以最大的限度減少開(kāi)裂。”日本建筑協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）中規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計(jì)超過(guò)25℃的混凝土，稱之為大體積混凝土?！?/p>

目前，較新的觀點(diǎn)指出：所謂大體積混凝土，是指其結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)技術(shù)措施、妥善處理內(nèi)外溫度差值、合理解決溫度應(yīng)力、并按裂縫開(kāi)展控制的混凝土。大體積混凝土的定義

建筑工程大體積砼常出現(xiàn)的部位：厚大的地下室底板（特別是電梯井筒部位）、樁頂承臺(tái)梁、轉(zhuǎn)換梁或板、內(nèi)筒外框架超高層的大截柱等。橋梁工程大體積砼常出現(xiàn)的部位：橋大直徑樁基礎(chǔ)、懸索橋的錨碇和橋塔的一些部位、斜拉橋橋塔的一些部位、連續(xù)梁橋的墩臺(tái)梁等。大體積混凝土的定義建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。裂縫分為表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，溫度外低內(nèi)高，形成了溫度梯度，是混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度而引起的。貫通裂縫是由于大體積混凝土在強(qiáng)度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個(gè)降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)引起的拉應(yīng)力，超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)所可能產(chǎn)生的貫通整個(gè)截面的裂縫。大體積混凝土的溫度裂縫大體積混凝土的溫度裂縫

故大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結(jié)果，一方面是混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，另一方面是結(jié)構(gòu)的外約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)約束阻止這種應(yīng)變，一旦溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土所能承受的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。引起溫度裂縫的原因可分為以下幾類：

水泥水化熱

水泥的水化熱是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來(lái)源，由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在混凝土內(nèi)部不易散失。

外界氣溫變化

大體積混凝土的溫度裂縫

約束條件結(jié)構(gòu)在變形時(shí)會(huì)受到一定的抑制而阻礙其自由變形，該抑制即稱“約束”，大體積混凝土由于溫度變化產(chǎn)生變形，這種變形受到約束才產(chǎn)生應(yīng)力。在全約束條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形：——混凝土收縮時(shí)的相對(duì)變形；——混凝土的溫度變化量；

——混凝土的溫度膨脹系數(shù)?；炷潦湛s變形

大體積混凝凝土的溫度度應(yīng)力混凝土的溫溫度取決于于它本身環(huán)環(huán)境有溫差差存在，而而結(jié)構(gòu)物四四周又不可可能做到完完全絕熱，，因此，在在新澆筑的的混凝土與與其四周環(huán)環(huán)境之間，，就會(huì)發(fā)生生熱能的交交換。模板板、外界氣氣候(包括溫度、、濕度和風(fēng)風(fēng)速)和養(yǎng)護(hù)條件等因因素，都會(huì)不斷斷改變混凝土所所貯備的熱能，，并促使混凝土土的溫度逐漸發(fā)發(fā)生變動(dòng)。因此此，混凝土內(nèi)部部的最高溫度，，實(shí)際上是由澆筑溫度、水泥水化熱引起起的絕對(duì)溫升和混凝土澆筑后的的散熱溫度三部分組成。大體積混凝土溫溫度應(yīng)力特點(diǎn)大體積混凝土溫溫度計(jì)算最大絕熱溫升（（二式取其一））Th——混凝土最大絕熱熱溫升(℃)mc——混凝土中水泥(包括膨脹劑)用量（kg/m3）F——混凝土活性摻合合料用量（kg/m3）K——摻合料折減系數(shù)數(shù)。粉煤灰取取0.25~0.30Q——水泥28d水化熱(kJ/kg)c——混凝土比熱，取取0.97[kJ/(kg·K)]ρ——混凝土密度(2400kg/m3)t——混凝土的齡期（（d）m——系數(shù)、隨澆筑溫溫度改變大體積混凝土土溫度計(jì)算水泥品種水泥強(qiáng)度等級(jí)水化熱Q(kJ/kg)3d7d28d硅酸鹽水泥42.531435437532.5250271334礦渣水泥32.5180256334表1不同品種、強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)水泥泥的水化熱澆筑溫度(℃)51015202530m(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406表2系數(shù)m大體積混凝土土溫度計(jì)算混凝土中心計(jì)計(jì)算溫度T1(t)——t齡期混凝土中中心計(jì)算溫度度（℃）Tj——混凝土澆筑溫溫度（℃）ξ(t)——t齡期降溫系數(shù)數(shù)大體積混凝土土溫度計(jì)算澆筑層厚度(m)齡期t(d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24齡期降溫系數(shù)數(shù)ξ(t)大體積混凝土土溫度計(jì)算混凝土表層（（表面下50~100mm處）溫度δ——保溫材料厚度度（m）T2——混凝土表面溫溫度（℃）保溫材料厚度度Tq——施工期大氣平平均溫度（℃℃）λ——混凝土導(dǎo)熱系系數(shù)，取2.33W/(m·K)Tmax——計(jì)算得混凝土土最高溫度（（℃）材料名稱密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)λ[W/(m·K)材料名稱密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)λ[W/(m·K)建筑鋼材780058礦棉，巖棉110～2000.031～0.065鋼筋混凝土24002.33瀝青礦棉氈100～1600.033～0.052水0.58泡沫塑料20～500.035～0.047木模板500～7000.23膨脹珍珠巖40～3000.019～0.065木屑0.17油氈0.05草袋1500.14膨脹聚苯板15～250.042瀝青蛭石板350～4000.081～0.105空氣0.03膨脹蛭石80～2000.047～0.07泡沫混凝土0.10大體積混凝土土溫度計(jì)算λx——所選保溫材料料導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m··K)]大體積混凝土土溫度計(jì)算Kb——傳熱系數(shù)修正正值，取1.3~2.0。保溫層種類K1K21僅由容易透風(fēng)的材料組成(如草袋、稻草板、鋸末、砂子)2.63.02由易透風(fēng)材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風(fēng)材料2.02.33在易透風(fēng)保溫材料上鋪一層不透風(fēng)材料1.61.94在易透風(fēng)保溫材料上下各鋪一層不易透風(fēng)材料1.31.55僅由不易透風(fēng)材料組成(如油布、帆布、棉麻氈、膠合板)1.31.5K1值為一般刮風(fēng)風(fēng)情況（風(fēng)速速<4m/s，結(jié)構(gòu)位置>25m）；K2值為刮大風(fēng)情情況；大體積混凝土土溫度計(jì)算Kb——傳熱系數(shù)修正正值，取1.3~2.0。保溫層種類K1K21僅由容易透風(fēng)的材料組成(如草袋、稻草板、鋸末、砂子)2.63.02由易透風(fēng)材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風(fēng)材料2.02.33在易透風(fēng)保溫材料上鋪一層不透風(fēng)材料1.61.94在易透風(fēng)保溫材料上下各鋪一層不易透風(fēng)材料1.31.55僅由不易透風(fēng)材料組成(如油布、帆布、棉麻氈、膠合板)1.31.5K1值為一般刮風(fēng)風(fēng)情況（風(fēng)速速<4m/s，結(jié)構(gòu)位置>25m）；K2值為刮大風(fēng)情情況；大體積混凝土土溫度計(jì)算如采用蓄水養(yǎng)養(yǎng)護(hù)，蓄水養(yǎng)養(yǎng)護(hù)深度hw——養(yǎng)護(hù)水深度（（m）x——混凝土維持到到指定溫度的的延續(xù)時(shí)間，，即蓄水養(yǎng)護(hù)護(hù)時(shí)間（h）M——混凝土結(jié)構(gòu)表表面系數(shù)（1/m）,M=F/VF——與大氣接觸的的表面（m2）V——混凝土體積（（m3）700——折算系數(shù)[kJ/(m3·K)]λw——水的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)，取0.58大體積混凝土土溫度計(jì)算混凝土表面模模板及保溫層層的傳熱系數(shù)數(shù)β——混凝土表面模模板及保溫層層等的傳熱系系數(shù)[W/(m3·K)]δi——各保溫材料料厚度（m）λi——各保溫材料料導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)[W/(m3·K)]βq——空氣層的傳傳熱系數(shù)，，取23[W/(m3··K)]大體積混凝凝土溫度計(jì)計(jì)算混凝土虛厚厚度h’——混凝土虛厚厚度（m）k——折減系數(shù)，，取2/3λ——混凝土導(dǎo)熱熱系數(shù)，取取2.33[W/(m3·K)]大體積混凝凝土溫度計(jì)計(jì)算混凝土計(jì)算算厚度H——混凝土計(jì)算算厚度（m）h——混凝土實(shí)際際厚度（m）大體積混凝凝土溫度計(jì)計(jì)算混凝土表層層溫度T2(t)——混凝土表面面溫度（℃℃）Tq——施工期大氣氣平均溫度度（℃）h’———混凝土虛厚厚度（m）H———混凝土計(jì)算算厚度（m）T1(t)——混凝土中心心溫度（℃℃）大體積混凝凝土溫度計(jì)計(jì)算混凝土平均均溫度大體積混凝凝土應(yīng)力計(jì)計(jì)算地基約束系系數(shù)單純地基阻阻力系數(shù)Cx1（N/mm3）土質(zhì)名稱承載力(kN/m2)Cx1推薦值軟黏土80～1500.01～0.03砂質(zhì)黏土250～4000.03～0.06堅(jiān)硬黏土500～8000.06～0.10風(fēng)化巖石和低強(qiáng)度素混凝土5000～100000.60～1.00C10以上配筋混凝土5000～100001.00～1.50大體積混凝凝土應(yīng)力計(jì)計(jì)算樁的阻力系系數(shù)Cx2（N/mm3）Q——樁產(chǎn)生單位位位移所需需水平力(N/mm)當(dāng)樁與結(jié)構(gòu)構(gòu)鉸接時(shí)當(dāng)樁與結(jié)構(gòu)構(gòu)固接時(shí)E——樁混凝土的的彈性模量量（N/mm2）I——樁的慣性矩矩（mm4）Kn——地基水平側(cè)移移剛度，取1×10-2D——樁的直徑或邊邊長(zhǎng)（mm）F——每根樁分擔(dān)的的地基面積（（mm2）大體積混凝土土應(yīng)力計(jì)算大體積混凝土土瞬時(shí)彈性模模量E(t)——t齡期混凝土彈彈性模量（N/mm2）E0——28d混凝土彈性模模量（N/mm2）e——常數(shù)，取2.718t——齡期（d）大體積混凝土土應(yīng)力計(jì)算地基約束系數(shù)數(shù)E(t)——t齡期混凝土彈彈性模量（N/mm2）h——混凝土實(shí)際厚厚度（mm）Cx1——單純地基阻力力系數(shù)（N/mm3）Cx2——樁的阻力系數(shù)數(shù)（N/mm3）β(t)——t齡期地基約束束系數(shù)（l/mm）大體積混凝土土應(yīng)力計(jì)算混凝土干縮率率和收縮當(dāng)量量溫差混凝土干縮率率εY(t)——t齡期混凝土干干縮率ε0Y(t)——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混混凝土極限收收縮值，取3.24×10-4M1?M2???M10——各修正系數(shù)，，參考建筑施施工手冊(cè)第四四版表10-88大體積混凝土土應(yīng)力計(jì)算收縮當(dāng)量溫差差TY(t)——t齡期混凝土收收縮當(dāng)量溫差差（℃）α——混凝土線膨脹脹系數(shù)，取1×10-5（1/℃）大體積混凝土土應(yīng)力計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差差（一般3d劃分一區(qū)段））ΔTi——i區(qū)段結(jié)構(gòu)計(jì)算算溫差（℃）Tm(i)——i區(qū)段平均溫度度起始值（℃）Tm(i+3)——i區(qū)段平均溫度度終止值（℃）TY(i+3)——i區(qū)段收縮當(dāng)量量溫差終止值值（℃）TY(i)——i區(qū)段收縮當(dāng)量量溫差起始值值（℃）大體積混凝土土應(yīng)力計(jì)算各區(qū)段拉應(yīng)力力σi——i區(qū)段混凝土內(nèi)內(nèi)拉應(yīng)力（N/mm2）——i區(qū)段平均彈性性模量（N/mm2）——i區(qū)段平均應(yīng)力力松弛系數(shù)齡期t(d)369121518212427300.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327i區(qū)段平均地基基約束系數(shù)混凝土最大尺寸大體積混凝土土應(yīng)力計(jì)算到指定期混凝凝土內(nèi)最大應(yīng)應(yīng)力σmax——到指定期混凝凝土內(nèi)最大應(yīng)應(yīng)力（N/mm2）——泊松比，取0.15大體積混凝土土應(yīng)力計(jì)算安全系數(shù)ft——到指定期混凝土土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值（N/mm2）K——大體積混凝土抗抗裂安全系數(shù)，，應(yīng)≥1.15大體積混凝土平平均整澆長(zhǎng)度混凝土極限拉伸伸值ft——混凝土抗拉強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值（N/mm2）μ——配筋率（%），μ=Fa/Fcd——鋼筋直徑（mm）t——指定齡期（d）Fa——鋼筋截面面積（（m2）Fc——混凝土截面面積積（m2）大體積混凝土平平均整澆長(zhǎng)度平均整澆長(zhǎng)度（（伸縮縫間距））[Lcp]——平均整澆長(zhǎng)度（（伸縮縫間距））（mm）h——混凝土厚度（mm）E(t)——指定時(shí)刻混凝土土彈性模量（N/mm2）Cx——地基阻力系數(shù)（N/mm3）,Cx=Cx1+Cx2ΔT——指定時(shí)刻的累計(jì)結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差（℃℃）【例1】某工程現(xiàn)澆鋼筋混混凝土基礎(chǔ)底板，，厚度為0.8m，配置直徑16帶肋鋼筋，配筋率率0.35%，混凝土強(qiáng)度等級(jí)級(jí)采用C30，地基為堅(jiān)硬黏土土，施工條件正常常(材料符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、水灰比準(zhǔn)確、、機(jī)械振搗、混凝凝土養(yǎng)護(hù)良好)。試計(jì)算早期(15d)不出現(xiàn)貫穿性裂縫縫的允許間距。大體積混凝土計(jì)算算案例大體積混凝土計(jì)算算案例均取1.0M4=1.42，M6=0.93，M7=0.70，M10=0.42混凝土經(jīng)過(guò)15d的收縮變形混凝土收縮當(dāng)量溫溫差為大體積混凝土計(jì)算算案例混凝土上、下面溫溫升為15℃，由于時(shí)間短，養(yǎng)養(yǎng)護(hù)較好，氣溫差差忽略不計(jì)，混凝凝土的水化熱溫差差經(jīng)計(jì)算為25℃，則計(jì)算溫差為混凝土的極限拉伸伸值大體積混凝土計(jì)算算案例15d時(shí)混凝土的彈性模模量伸縮縫的最大允許許間距由計(jì)算知，板的最最大允許伸縮縫間間距為26m。當(dāng)板的縱向長(zhǎng)度度小于26m時(shí)，可以避免裂縫縫出現(xiàn)。否則則需需在中部設(shè)置伸縮縮縫或“后澆縫””。當(dāng)板下有樁基基礎(chǔ)時(shí)，計(jì)算阻力力系數(shù)Cx時(shí)，應(yīng)考慮樁基對(duì)對(duì)基礎(chǔ)底板的約束束阻力。大體積混凝土計(jì)算算案例【例2】大型設(shè)備基礎(chǔ)底板板長(zhǎng)90.8m、寬31.3m、厚2.5m，混凝土為C20，采用60d后期強(qiáng)度配合比，，用32.5礦渣水泥，水泥用用量mc=280kg/m3,混凝土澆筑入模溫溫度Tj=28℃，為25℃，結(jié)構(gòu)物周圍用鋼鋼模板，在模板和和混凝土上表面外外包兩層草袋保溫，混凝凝土比熱C=1.0kJ/kg?K混凝土密度ρ=2400kg/m3施工時(shí)平均氣溫試計(jì)算總降溫產(chǎn)生生的最大溫度拉應(yīng)應(yīng)力及安全系數(shù)。。大體積混凝土計(jì)算算案例解(1)計(jì)算絕熱溫升值，，按式為簡(jiǎn)單計(jì)只計(jì)算3d、7d、28d的值。(2)混凝土中心溫度計(jì)計(jì)算，按式計(jì)算如下大體積混凝土計(jì)算算案例(3)混凝土表層溫度。。兩層草袋保溫按60mm計(jì)，則保溫層傳熱熱系數(shù)混凝土虛厚度混凝土計(jì)算厚度混凝土表層溫度大體積混凝土計(jì)計(jì)算案例(5)混凝土干縮率和和當(dāng)量溫差，按按式則(6)結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差，，按式大體積混凝土計(jì)計(jì)算案例(7)計(jì)算各齡期的的混凝土彈性性模量，按式式(8)地基約束系數(shù)數(shù)，按式大體積混凝土土計(jì)算案例(9)各區(qū)段拉應(yīng)力力，按式各區(qū)段平均彈彈性模量大體積混凝土土計(jì)算案例各區(qū)段平均應(yīng)應(yīng)力松弛系數(shù)數(shù)各區(qū)段平均地地基約束系數(shù)數(shù)大體積混凝土土計(jì)算案例只計(jì)算拉應(yīng)力力(10)混凝土內(nèi)最大大應(yīng)力，按式式混凝土抗拉強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取取1.1N/mm2，則安全系數(shù)數(shù)滿足抗裂條件件，故知不會(huì)會(huì)出現(xiàn)裂縫。。大體積混凝土土計(jì)算案例1．合理的平面面立面設(shè)計(jì)，，避免截面的的突變，從而而減少約束應(yīng)應(yīng)力。2．合理的布置置分布鋼筋，，盡量采用小小直徑、密間間距，變截面面處加強(qiáng)分布布鋼筋3．避免用高強(qiáng)強(qiáng)混凝土，盡盡量選用中低低強(qiáng)度混凝土土，采用60天或90天強(qiáng)度4．采用滑動(dòng)層層減少基礎(chǔ)的的約束。5．混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)上下表面布布置螺紋鋼筋筋或冷軋扭鋼鋼筋網(wǎng)片。設(shè)計(jì)方面考慮慮的措施①．水泥品種:選用水化熱較較低的425或525礦渣水泥。②．水泥用量量：盡最大限限度減少水泥泥用量，同時(shí)時(shí)參照水泥廠廠的水泥強(qiáng)度度歷史資料。③．水膠比:0.25~0.40④．混合材：粉粉煤灰、礦渣渣、火山灰、、超細(xì)礦粉等等⑤．外加劑：：摻入高效復(fù)復(fù)合減水劑。⑥．砂石骨料料：骨料：選選用粒徑5～31.5mm的碎石，砂子的細(xì)度模模數(shù)在2.5以上的中、粗粗砂。⑦．微膨脹劑：混凝土水灰比比、脹劑的摻量、混凝土的養(yǎng)護(hù)護(hù)、混凝土的密實(shí)實(shí)程度、減水劑種類、膨脹劑的應(yīng)用用。配合比設(shè)計(jì)①.控制混凝土拌拌合料的出機(jī)機(jī)溫度和澆筑筑溫度。②.混凝土的拌制制1）保證混合材材的質(zhì)量，加