大体积混凝土浇筑难点.doc

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1、大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的20 % ，在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。混凝土干缩率大致在(2～10) ×10 - 4范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4 个月才能基本稳定下

2、来。干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀回复。值得注意的是早期潮湿养护对混凝土的后期收缩并无明显影响，大体积混凝土的保湿养护只是为了推迟干缩的发生，有利于表层混凝土强度的增长，以及发挥微膨胀剂的补偿收缩作用。大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3 d～5 d达到峰值，然后开始缓慢降温。温度变化产生体积胀缩，线胀缩值符合ΔL = L0 ·α·ΔT 的规律， 这里线胀缩值数取1 ×10 - 5(1/ ℃) 。因为混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土

3、弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。混凝土降温值= 温度+ 水化热温升值- 环境温度。其中温升值的影响因素主要有水泥品种和用量、用水量、大体积混凝土的散热条件(主要包括浇筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降温措施) 等。为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温

4、速度。一般规定，混凝土内外温差不大于25 ℃，降温速度不大于1. 5 ℃/ d。该项目大体积混凝土的特点是:1) 基础厚1. 2 m;2) 基础做了SBS 防水;3) 混凝土一次浇筑3 800 m3 ;4) 混凝土强度等级C40。1 　混凝土配合比设计对配合比设计的主要要求是:既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。1) 选用太原水泥厂生产的32. 5 MPa 矿渣水泥，水泥用量仅为340 kg/ m3 。2) 大掺量I 级粉煤灰(国外高达30 %) 。掺

5、量高达100 kg/ m3 ，占水泥用量的29 % ，占胶凝材料总量的21 %。在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。矿渣水泥本身就掺有20 %～70 %活性或惰性掺合料，再在矿渣水泥中掺近30 %的粉煤灰，而且要配制大坍落度的C40 混凝土，非常少见。这个掺量巳接近GBJ  粉煤灰混凝土应用技术规范的规定的上限。2 　预测温度、应力，设计养护方案在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值= 浇筑温度+水化热温升值- 环境温度。为了防止大体积混凝

6、土裂缝的产生，通过计算预测了混凝土的浇筑温度、混凝土温升值的可能产生应力，并据此制定了降低浇筑温度、控制温升值措施，预先制定减缓降温速率的方案和一旦出现意外情况的应急措施。2. 1 　计算混凝土内最大温升据资料介绍，有三种计算公式，其一为理论公式:ΔT( t) = Wc ×Q ×(1 - e - mt) ×ζ (1)另一个为经验公式:ΔTmax = Wc/ 10 + FA/ 50 (2)当混凝土厚度超过3 m 时，计算值与实测值偏差过大。建议把上述经验公式改为:ΔTmax = Wc ×Q ×0. 83/ Cб+ FA

7、/ 50 (3)公式(1) 可计算各个龄期混凝土中心温升，从而计算每个温度区段内产生的应力，还可找出达到温升峰值的龄期，从而推定采取养护措施的时间。但在介绍该公式的资料中并没有详细说明其适用范围。该公式似乎未能把大体积混凝土的散热条件和平面尺寸的影响因素充分考虑进去。如能根据不同情况调整m 和ζ的取值，可能会使计算值更接近实际。在该工程中，按公式(1) 计算的结果与后来的实测值偏差较大，升温峰值出现的时间也比实测值偏后。据了解，其它工程的计算也有类似情况。公式(2) 计算较简便，在该工程中计算值较实测值偏差较小，但无

8、法据此计算应力，也找不出升温峰值出现的时间。因该工程混凝土厚度是1. 2 m ，若按公式(3) 计算，计算值最接近实测值。三个公式，三种结果。在考虑施工、养护方案时，均按最不利的情况考虑，以求稳妥。2. 2 　混凝土中心温度值T1 = T2 +ΔT( t) ，因为ΔT( t) 计算值较高，夏季的浇筑温度T1 应采取措施降下来。如果不采取水中加冰