大体积混凝土温控措施和效果.pptx

南京市政工程行业协会施工专业委员会 (一分部)会议交流 锦润建设集团有限公司 高天下在文中引用了—— YG先生在网上 发表的《大体积混凝土施工》的部分 课件，在此表示感谢高天下2013.11.29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与收 缩而导致有害裂缝产生的混凝土  近几年来，工程规模日趋扩大，结构形式 日益复杂，市政工程中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与收缩变 形裂缝，影响结构安全与正常使用，所以必须 从根本上分析它，来保证施工的质量 规范认为： 大体积混凝土的设计强度等级宜在C25 ～C40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3.0.3 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3.0.4 温控指标宜符合下列规定： 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 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 混凝土浇筑体的降温速率不宜大于 2.0℃/d 4 混凝土浇筑体表面与大气温差不宜 大于20℃规范4.2.1 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 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 ； 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 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 所用水泥在搅拌站的入机温度不应大于60℃规范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 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 粗骨料宜选用粒径5～31.5mm，并连续 级配，含泥量不大于1%； 3 应选用非碱活性的粗骨料； 4 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， 拌与水用 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：(1)表面裂缝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 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 条件较差，热量不易散发，其温度上升较 多混凝土内部温度高、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作为施工人员的主要目的是控制裂缝 ，可见裂缝有三类：（2）贯穿裂缝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 所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不 计 •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 常使用应当采取一切措施控制贯穿裂缝的 开展3）深层裂缝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，则极 有可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂 缝 深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的 危害性，施工中是不允许出现的。

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，基本上可避免出现深 层裂缝与贯穿裂缝控制大体积 混凝土裂缝 的措施设计方面设计方面材料选用材料选用施工工艺施工工艺 （技术方案）（技术方案）施工质量施工质量 （模板、浇筑）（模板、浇筑）保温保湿养护保温保湿养护大体积混凝土产生裂缝的原因大体积混凝土产生裂缝的原因设 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）忽视配置控制温度与收缩变形 的构造钢筋 （温度应力与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与监控不完善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60d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 )设计方面设计方面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 φl2—φl6，间距宜为100— 150mm为防止大承台水 平裂缝，四周宜加设暗梁 4Ø16~4 Ø 222.2 为了避免结构突变 或断面突变产生应力 集中，转角与孔洞处 应增设构造加强筋 构造钢筋构造钢筋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）材料选用方面材料选用方面3、合理 选用 外加剂尽量选用粒径较大、级配良好的 石子，以减少用水量与水泥用 量、混凝土的收缩与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7．37公里； 其中高架桥长3．43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 低单位用水量与水胶比，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 施工期温度应力及防裂措施采用诱导缝， 增加了防裂可靠性 采用低热水泥、低水泥用量、限制浇筑 厚度与短间歇期、人工冷却混凝土、预埋冷 却水管，保护混凝土暴露面，仍是有效温控 与防裂措施。

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 ，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100座 碾压混凝土重力坝达到200m级高度的有广西龙 滩（216.5m，碾压混凝土量500万m3）、贵州 光照（200.5m）碾压混凝土拱坝最高为沙牌 （132m，碾压混凝土量50万m3）厚高比最 小为甘肃高80m的龙首碾压混凝土双曲拱坝（ 厚高比0.17）三峡工程三期碾压混凝土围堰 高121m，混凝土量121万㎡，仓面积1.9万㎡， 月最大浇筑强度47.6万㎡，一个枯水期建成1）高掺粉煤灰，掺用外加剂，少用水泥，以 减少水化热，缩小温差，有利于防裂我国胶凝材 料用量一个般为140～160kg/ m3,其中粉煤在90～ 100kg/ m3百色水泥用量仅50kg/ m3 （2）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 落度4+cm的变态混凝土（每㎡碾压混凝土面浇水 泥浆5～10kg（合50～60l/ m3）,用插入式振捣器 振密 （3）增设诱导缝当坝宽大于25m时，宜在坝 段中部迎水面3m范围内增设1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4）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14h 以上高温缓凝剂在35℃以上高气温，缓 凝时间延长到4～6h以上通过加大引气剂 掺量克服粉煤灰吸附作用，可达F300高抗 冻融要求 （5）适当提高粒径小于0.15mm的石粉 含量至18%～20%，具有较好抗分离性能 ，有利于碾压混凝土层间结合271、控制混凝土 出机温度与浇 筑温度2、预埋水管， 降低最高温升施工方面施工方面3、改进混凝土 搅拌与振捣工 艺可采取加冰拌与，砂石料遮阳 覆盖，泵送管道用草袋包裹洒 水降温等技术措施4、合理选择 混凝土浇筑方 案冷却水管大多采用直径为25mm的 薄壁钢管，按照中心距1.5~3.0m 交错排列,水管上下间距一般也为 1.5~3.0m，并通过立管相连接采用二次投料与二次振捣的新 工艺，提高混凝土的强度可采用分层连续浇筑或分段分层踏 步式推进的浇筑方法 一般情况下，应尽量采用分层连续 浇筑对于工程量较大，浇筑面积 也大，一次连续浇筑层厚度不大， 且浇筑能力不足时的混凝土工程， 宜采用分段分层踏步式推进的浇筑 方法合理选择 混凝土浇 筑方案整体分层 连续浇筑 （全面分层）斜面分层阶梯状分层推移式 连续 浇筑4、做好混凝土 的泌水处理5、混凝土的 表面处理施工方面施工方面6、加强混凝土的养护应采取在侧模留设孔洞等措施 将浇筑混凝土过程中形成的泌 水排出坑外。

7、温度监测先用长刮尺刮平，在初凝前用 铁滚筒碾压数遍，再用木抹子 打磨压实，以闭合收水裂缝应对混凝土的内表温度、顶面及底 面温度，室外温度进行监测，根据 监测结果对养护措施作出相应的调 整，确保温控指标的要求可采用在每个测温点上埋设测温片， 常用的有铜热电阻或铜-康铜热电偶测 温或采用埋设钢管的简易测温方 法可采用薄膜加草袋或蓄水的养 护方法及早回填是最好的养护方法大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段：一是混 凝土浇捣后的温升阶段,因混凝土内部与表面温差过 大,致使表面产生较大拉应力,使混凝土表面开裂；二 是在混凝土降温阶段，因混凝土内部降温速率过快， 使混凝土内部产生较大拉应力，从而在混凝土内部产 生贯穿性裂缝 施工段的划分及浇筑顺序不合理，组织安排不周 密，模板使用不当，钢筋锈蚀严重或运输过程严重变 形，以及混凝土浇筑过程中配合比、水灰比过大、养 护不当等等，都可能引起大体积混凝土结构的变形裂 缝 施工企业应从下列几项作手： 一、商品混凝土厂家选择 由于混凝土使用都有不同程度质量要求，此 时要求混凝土颜色统一，外表及质量稳定，必需 对商品混凝土厂家进行选择，与业主、监理一起 ，选择满意厂家。

1、企业规模及生产能力，要于工程相。