大体积混凝土论文参考Word格式.docx
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(1)表面裂缝
大体积混凝土浇筑后,水泥水化热很大,使混凝土的温度上升。
由于混凝土体积大,聚积在内部的水泥水化热不易散发,混凝土的内部温度将显著升高。
混凝土表面则散热较快,这样形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当这个应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就会产生表面裂缝。
(2)贯穿裂缝
大体积混凝土降温时,由于逐渐降温产生降温差引起的变形,加上混凝土多余水分蒸发时引起的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束时,会产生很大的收缩应力(拉应力),当该应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝,成为结构性裂缝,带来很大的危害。
表面裂缝与贯穿裂缝两者有其内在的联系,表面裂缝是不属于结构性裂缝,但是,在混凝土收缩时,由于表面裂缝处断面削弱而产生应力集中,促使混凝土收缩裂缝的开展。
为此,我们编制了较为完整的施工方案。
1、C40大体积混凝土配合比设计及试配。
为降低C40大体积混凝土的最高温度,最主要的措施是降低混凝土的水化热。
因此,必须做好混凝土配合比设计及试配工作。
原材料技术要求:
①选用中热或低热的水泥品种,可减少水化热,选用425号普通硅酸盐水泥。
为减少水泥用量,降低水化热,利用混凝土后期强度,要求搅拌站进行混凝土配合比设计时可采用60d强度代替28d设计强度,这样可使混凝土的水泥用量减少40-70kg/m3,温度降低4-70C。
②粗细骨料选择:
细骨料采用中砂,粗骨料采用自然连续级配石子,增大其和易性,减少水泥用量及用水量,优先选用粒径25mm石子,减少混凝土收缩。
含泥量:
在大体积混凝土中,粗细骨料的含泥量是要害问题,若骨料中含泥量偏多,不仅增加了混凝土的收缩变形,又严重降低了混凝土的抗拉强度,对抗裂的危害性很大。
因此骨料必须现场取样实测,石子的含泥量控制在1%以内,骨料中针状和片状颗粒含量小于15%。
砂的含泥量控制在2%以内,且泥块含量不大于1.0%;
③外加剂:
在混凝土配合比设计中选用复合型低碱外加剂和粉煤灰,以减少水泥用量。
④掺合料:
应用添加粉煤灰技术。
在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥,降低水化热,增加混凝土和易性,而且能够大幅度提高混凝土后期强度,并且混凝土的28天强度基本能接近混凝土标准强度值。
故本工程采用60天龄期的混凝土强度来代替28天龄期强度,控制温升速率,推移温升峰值出现时间。
⑤原材做碱集料反应试验,要求进场的原材碱含量符合规范规定,且砼内碱含量符合规范要求。
砼出机和入模温度控制:
①控制混凝土的出机温度。
由于本工程大体积混凝土浇筑时间在7月份前后,气候炎热,因此要求混凝土搅拌站严格控制混凝土的出机温度,砂石场采取一定的遮阳降温措施,以降低温度。
②控制浇筑的入模温度。
为保证后期混凝土养护顺利进行,因此要控制浇筑的入模温度,最高不超过400C,在施工现场地泵设置遮阳棚降温,混凝土输送管覆盖草帘浇水降温。
优化配合比设计:
采用集料泵送混凝土,技术参数应符合如下要求:
①砂率控制在40%-50%之间,在满足可泵性的前提下,尽量降低砂率。
②水灰比控制在0.5左右。
③塌落度控制在12±
2cm。
④混凝土初凝控制在4小时以上,终凝在10小时以上。
2、混凝土试块制作和坍落度测定:
①底板混凝土强度等级C40S8,混凝土采用连续浇注,按«
建筑工程资料管理规程»
DBJ01-51-2003中的相应规定,留置试块组数。
混凝土试块制作统计见下表:
混凝土试块制作统计表
序号
施工部位
混凝土方量
试块组数
抗渗试块
见证取样组数
1
B一段
1200m3
6
3
2
B二段
9400m3
47
19
16
B三段
1600m3
15
5
4
B四段
1300
A一段
1100m3
A二段
②混凝土坍落度测定:
每隔1h分别对每台泵车泵送的混凝土测定坍落度,严格控制在12±
2cm,如有变化及时同搅拌站联系。
3、大体积混凝土的施工
大体积砼施工工艺流程
混凝土的供应:
①混凝土搅拌站选用一家,同时考虑一家备用。
②B二段和A二段大体积混凝土浇筑时,采用整体浇筑法,即一次连续浇筑。
混凝土总方量9400m3(B二段),现场配备五台HBT60型混凝土输送泵(其中一台为柴油泵),一台备用汽车泵。
要求搅拌站供灰量在120m3/h以上,混凝土搅拌运输车50辆。
混凝土的浇筑顺序:
现场地泵编号为a#、b#、c#、d#、e#,依次在现场门口附近排开,浇筑顺序原则为由南向北推进,先深后浅。
c#地泵专设浇筑积水坑的混凝土,待达到一个平面时,与整体一同推进。
浇筑顺序设置:
具体见附图。
混凝土的浇筑方法:
混凝土振捣共配5组振捣器,每组两台。
分别延斜面上下各配1台,一台在出料口处,另一台在破交出。
振捣器进行同步振捣,每层振捣时,上下层振捣搭接50-100mm,每点振捣时间30s左右。
混凝土自然流淌的坡度约1:
5左右,采用分段分层踏步式推进的浇筑方法,共分五层,第一层600mm,第二层至第四层500mm,最后400mm。
浇筑原则:
一个坡度、薄层浇筑、循序渐进、一次到顶。
考虑到混凝土浇筑点较高,混凝土流动性大,根据以往工程实践经验:
当混凝土浇筑高度超过2000mm时,插入振捣棒,混凝土斜面流淌达13至15m,踏步无法形成。
因此,当混凝土浇筑第三层时改变浇筑原则即:
分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序渐进、一次到顶。
让混凝土自然流淌形成斜坡,避免混凝土管道拆除、冲洗和接长提高混凝土泵送效率。
4、大体积混凝土温控监测
根据施工规范要求,混凝土表面和内部温差应控制在250C,为及时了解混凝土内外温差的变化,基础底板需要布置测温区,测温区布置原则:
整体浇筑混凝土块体内均匀分布,10m左右设一测温点,每个测温点在500-800mm处设一监测点。
见附图(A二区为例)。
同时进行大气测温,在基坑外侧设置大气测温点一处。
①测温点的布置:
边缘点距底板边缘5m,其他点间距10m,每点设五到六层,即底部、中部、中上部及上部。
见附图,a、b、c、d、e等点,为不同深度测温位置。
②测温时间
第1天~第5天每2h测温一次
第6天~第25天每4h测温一次
第26天~第30天每8h测温一次
第31天~第37天每12h测温一次
第38天~第60天每24h测温一次
5、混凝土的表面处理及养护
混凝土表面处理在浇筑后2-3h左右进行,进行两次表面处理,第一次按标高用刮尺刮平,滚筒碾压数遍,用木蟹打磨;
待混凝土收水后,二次木蟹搓平,以闭合收水裂缝。
10-12h覆盖浇水养护。
混凝土表面搓平后,立即进行覆盖保温,采用塑料布和草包进行养护(覆盖层数及数量见计算书)。
养护时间不少于14d。
(1)混凝土绝热温升及最高温升值的计算
本工程采用PO42.5#普通硅酸盐水泥,砼浇注层厚度为2.5m。
查表可知:
425#普通硅酸盐水泥水化热Q=377KJ/Kg,砼的比热取C=0.96KJ/(Kg.k),砼的密度取2400Kg/m3。
浇注温度在20OC左右,龄为1d,则1-e-mτ=0.259,龄为3d,则1-e-mτ=0.662,龄为7d,则1-e-mτ=0.921;
由此,砼的绝热温升为:
TMax=WQ(1-e-mτ)/(C.ρ)
=370*377*1/(0.96*2400)=60.54OC
计算实际最高温升值,预计第三天温升至最高。
T3=0.65TMax=39.35OC
T3-6=TMax(0.65-0.62)=1.180OC
T6-9=TMax(0.62-0.59)=1.180OC
T12-9=TMax(0.59-0.48)=6.659OC
T15-12=TMax(0.48-0.38)=6.654OC
T18-15=TMax(0.38-0.29)=5.988OC
T21-18=TMax(0.29-0.23)=3.992OC
(2)、各龄期混凝土收缩变形值计算:
εy(t)=εy0(1-e-0.01t)*M1*M2*M3*Mn
已知本工程采用普通硅酸盐水泥、水泥细度取3000,骨料选用花岗岩,水灰比0.5,水泥浆量,养护条件等条件查表可知:
M1=1.25、M2=1.0、M3=1.0、M4=1.21、M5=1.0,M6=0.96、M7=1.0…….
则:
M1M2M3…..Mn=1.452
εy0取3.25*10-4
e取2.718
εy
(1)=3.24*10-4*(1-e-0.01*1)*1.452=0.046*10-4
εy(3)=3.24*10-4*(1-e-0.01*3)*1.452=0.139*10-4
εy(6)=3.24*10-4*(1-e-0.01*6)*1.452=0.274*10-4
εy(9)=3.24*10-4*(1-e-0.01*9)*1.452=0.405*10-4
εy(12)=3.24*10-4*(1-e-0.01*12)*1.452=0.532*10-4
εy(15)=3.24*10-4*(1-e-0.01*15)*1.452=0.655*10-4
εy(18)=3.24*10-4*(1-e-0.01*18)*1.452=0.775*10-4
εy(21)=3.24*10-4*(1-e-0.01*21)*1.452=0.891*10-4
(3)、计算混凝土的收缩当量温差
按式Ty(t)=εy(t)/αα=1.0*10-5
Ty(3)=εy(3)/α=1.39OC
Ty(6)=εy(6)/α=2.74OC
Ty(9)=εy(9)/α=4.05OC
Ty(12)=εy(12)/α=5.32OC
Ty(15)=εy(12)/α=6.55OC
Ty(18)=εy(18)/α=7.75OC
Ty(21)=εy(21)/α=8.91OC
(4)、各龄期混凝土收缩当量温差
Ty(3-6)=Ty(6)-Ty(3)=1.35OC
Ty(6-9)=Ty(9)-Ty(6)=1.31OC
Ty(12-9)=Ty(12)-Ty(9)=1.27OC
Ty(15-12)=Ty(15)-Ty(12)=1.23OC
Ty(18-15)=Ty(18)-Ty(15)=1.20OC
Ty(21-18)=Ty(21)-Ty(18)=1.16OC
(5)、总综合温差
T=Ty(3-6)+Ty(6-9+Ty(12-9)+Ty(15-12)+Ty(18-15)+Ty(21-18)=7.52OC
(6)、各龄期混凝土弹性模量计算
按式E(t)=E0(1-e-0.09*t)E0=3.25*104
E(3)=E0(1-e-0.09*3)=0.769*104
E(6)=E0(1-e-0.09*6)=1.356*104
E(9)=E0(1-e-0.09*9)=1.804*104
E(12)=E0(1-e-0.09*12)=2.146*104
E(15)=E0(1-e-0.09*15)=2.407*104
E(18)=E0(1-e-0.09*18)=2.607*104
E(21)=E0(1-e-0.09*21)=2.759*104
(7)、结构计算温差
T(3-6)=T3-6+Ty(3-6)=1.180+1.35=2.530OC
T(6-9)=T6-9+Ty(6-9)=1.180+1.31=2.490OC
T(12-9)=T12-9+Ty(12-9)=1.27+6.659=7.929OC
T(15-12)=T15-12+Ty(15-12)=1.23+6.654=7.884OC
T(18-15)=T18-15+Ty(18-15)=1.20+5.988=7.188OC
T(21-18)=T21-18+Ty(21-18)=1.16+3.992=5.152OC
(8)、各龄期混凝土应力松弛系数
S(3)=0.186、S(6)=0.208、S(9)=0.214、S(12)=0.215
S(15)=0.233、S(18)=0.252、S(21)=0.301
(9)、混凝土温度收缩应力
а=-(E(t)αΔT)*S(t)*R/(1-vc)
а(3-6)=-1/4(E(3)+E(6))*104*1.0*10-5*2.53*(S(3)+S(6))*0.3/(1-0.15)
=0.021Mpa
а(6-9)=1/4(E(6)+E(9))*104*1.0*10-5*2.49*(S(6)+S(9))*0.3/(1-0.15)
=0.034Mpa
а(9-12)=1/4(E(9)+E(12))*104*1.0*10-5*7.929*(S(12)+S(9))*0.3/(1-0.15)
=0.107Mpa
а(15-12)=1/4(E(15)+E(12))*104*1.0*10-5*7.884*(S(12)+S(15))*0.3/(1-0.15)
=0.119Mpa
а(18-15)=1/4(E(18)+E(15))*104*1.0*10-5*7.188*(S(18)+S(15))*0.3/(1-0.15)
=0.153Mpa
а(21-18)=1/4(E(21)+E(18))*104*1.0*10-5*5.152*(S(21)+S(18))*0.3/(1-0.15)
=0.115Mpa
аMax=а(3-6)+а(6-9)+а(9-12)+а(12-15)+а(18-15)+а(21-18)
=0.594
K=ft/аMax=1.8/0.594=3.03>
1.15满足要求
(10)、保温材料的选择计算
按下式计算
δ=1.25hλi(Tb-Ta)*K/(TMax-Tb)λ
δ——保温材料所需厚度
h——结构厚度
K——传热系数修正值,取2.2
λ——砼的导热系数,取2.3
λi——保温材料导热系数,取0.14
(考虑采用塑料薄膜加草包的保温形式)
Tb——混凝土表面温度
Ta——混凝土浇筑3-5d空气平均温度
考虑采用塑料薄膜加草包的保温形势
混凝土的入模温度,估计25OC,内外温差控制指标25OC,日平均气温20OC
=370*335*1/(0.96*2400)=53.79OC
考虑到散热条件,去影响系数0.85
即53.79*0.85=45.72OC
TMax=45.72+25=70.72
Ta=TMax-Tb=70.72-25=45.72OC>
25OC需进行保温
δ=0.5hλi(Tb-Ta)*K/(TMax-Tb)λ
=0.5*2.5*0.14(45.72-25)2.2/(70.72-20)=0.157=157mm
需铺157mm厚的草包,根据现场实际情况,混凝土表面铺两层塑料薄膜和四层草包,同时集水坑等较厚板处需加铺一层草包。
塑料薄膜和草包搭接铺设,上下层之间应相互错位,不得有混凝土露面的部位,另外后浇带等边缘位置需挂二层草包。
6、施工中应注意的问题:
(1)混凝土浇筑不应留冷缝,保证浇筑的交接时间,应控制在初凝前。
(2)保证振捣密实,严格控制振捣时间,移动距离和插入深度,严防漏振及过振。
(3)及时发出温控警报,做好覆盖保温及保湿工作,但覆盖层也不应过热,必要时应揭开保温层,以利于散热。
(4)保证混凝土供应,确保不留冷缝。
(5)做好现场协调、组织管理,要有充足的人力、物力、保证施工按计划顺利进行。
结束语:
经现场检查,本基础未发现温度变形裂缝。
实践证明,在优化配合比设计,改善施工工艺,提高施工质量,做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施,坚持严谨的施工组织管理,完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生,达到良好的自防水抗渗效果。
论大体积混凝土的施工技术
(申请高级工程师论文)
单位:
北京城建五公司
姓名:
焦一夫
2004年8月
- 配套讲稿:
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- 体积 混凝土 论文 参考