大体积砼温控措施

大体积砼温控措施（共7篇）

大体积砼温控措施 篇1

一、工程概况……………………………………………………....3

1、工程概况……………………………………………………3

2、施工概况………………………………………………...….3

3、工程质量情况………………………………………….……4

二、超长大体积砼温控措施……………………………………….4

1、砼最高温升及内外温差计算……………………………..4（1）砼块中心最高温升计算……………………… …….….4（2）内外温差计算………………………………… ………..6

2、控制砼最高温升………………………………… ………..6（1）优化配合比，减少水化热温升措施…………………….7（2）采取降温措施，尽量降低砼出机温度和浇灌温度……..7

3、砼中掺加微膨胀剂（UEA）……………………………….8

4、蓄热保温，控制内外温差………………………………….8

三、温度监测系统及成果……………………………………… 10

1、测温点位置………………………………………………..10

2、测温系统…………………………………………………...10

3、温度监测成果…………………………………………… 11

四、几个问题的探测…………………………… ………………12

1、砼最高温升的计算………………… ……………………12

2、降温速率的控制………………………………………… 12

3、蓄热保温…………………………………………………..13

4、关于“超长钢筋砼结构无缝设计”……………………….13

附件：

1、4#测点测温曲线图…………………………………………15 2、8#测点测温曲线图…………………………………………15 3、9#测点测温曲线图…………………………………………16

4、公寓楼底板砼温差控制情况表……………………………17

5、测温点平面布置图…………………………………………18

6、测温点系统图………………………………………………19

7、砼级配单……………………………………………………20

8、水化热检测表………………………………………………21

一、工程概况

1、基础底板设计：某工程地下室底板，在二幢公寓楼，二幢写字楼基础部分，设计采用2 m厚钢筋砼筏板结构。公寓楼底板设计宽38.6 m、长52.4 m，二幢连在一起长104.8 m。底板上下各配双层双向Φ25间距120钢筋，砼设计标号为C45S8。

公寓楼基础筏板设计要求连在一起浇灌，中间不设施工缝与后浇缝。采用中国建材科学院“超长钢筋砼结构无缝设计”专利技术。为防止超长基础厚底板开裂，设计规定砼中掺加微膨胀剂（UEA），并在块长度中间设计一条2 m宽微膨胀加强带（掺加15%UEA）。即在底板砼收缩拉应力最大部位，用微膨胀加强带进行补偿收缩，防止产生结构性裂缝。

2、施工情况：公寓楼底板大体积砼施工正赶上六月份高温季节。基坑开控四月底完成，五月开始施工基础垫层砼及底板浇灌准备工作。底板外侧模板采用24 cm厚砖模，块中心电梯井坑及集水坑均采用木模板。与裙房分开的后浇带使用永久不拆模板。钢筋数量较大，面层钢筋绑扎采用L50×5的钢支架支撑。砼使用省构生产的商品砼，用12-15台6 m3/次搅拌车运送工地，三台砼泵输送下仓。

仓内布置三条ø125砼导管（每条间距10 m左右）顺块长方向布置，从北侧短边方向开始平行向南浇灌。仓内用斜面薄层浇灌法进行。砼浇灌从五月二十九日开始至六月一日结束，历时100个小时，浇灌砼7100 m3。由于省构商品砼厂基本上按浇灌方案配置搅拌车和砼泵，砼供应强度达到了70-100 m3/小时，保证了仓内连续浇灌。整个浇灌方案是正确的，组织也是好的，虽然砼浇灌时日气温达400C，但仓内没有出现初凝冷缝。浇灌质量是好的。

3、质量情况：该基础底板厚2m超长大体积砼，又正值高温季节浇灌，加上施工采用泵送商品砼，设计砼标号也高，因此温控难度较大。施工前各方面都很重视，在建设、设计、监理等单位指导下，我们认真编制了温控方案，并请有关专家进行了咨询论证。最后确定的温控方案是正确可行的。达到了尽量降低砼最高温升、控制好内外温差（<250C）的目的。大底板砼浇灌完28天后，对其进行了初步检查，除有表面干缩裂缝和个别几条表面裂缝外，没有发现深层对结构有害的裂缝。在武汉夏季高温期浇灌超长大体积砼筏板“温控”取得了成功。

二、2m超长大体积砼温控措施

1、砼最高温升和内外温差计算：

根据TBJ224-91技术规程要求，应对大体积砼的温度、温差、温度应力进行计算，确定控制指标，制定相应的技术措施。（1）砼块体中心最高温升计算：

计算数据按照经优化后的砼配合比、水泥用量、粉煤灰用量及经长办试验测定的水化热值。主要用了三种计算公式： a、理论计算公式： △T（t）=WcQ(t)/cρ

式中：△T（t）—不同天数的最高温升值，0C； Wc—砼级配中水泥用量：（Kg）取380 Kg； Q(t)—不同时间的水化热值，Kj/Kg，三天取224； c—砼质量密度（Kg），取2400 Kg/m3;ρ—砼热比，取0.96j/KgK。△T（3）= 380×224/2400×0.96 =36.9 0C b、经验公式： △Tmax= Wc /10+FA/50

式中：FA—粉煤灰重量（Kg），以100Kg计算； 则： △Tmax =380/10+100/50 =400C

C、按王铁梦《工程结构裂缝控制》书中，根据最近几年来的现场实测数据，经统计整理水化热温升状态，直接应用类似工程进行计算。

查表3.3.91，当块体厚2m，夏季施工（30~350C）时，水化热温升值为200C； 查表3.3.92，计算各项调整系数： K1=1.13（水泥标号修正系数）K2=1.0（水泥品种修正系数）

K3=380/275=1.38（水泥用量修正系数）K4=1.4（木模板修正系数）

则： △Tmax =20×1.13×1.0×1.38×1.4 =43.60C 作温控方案时，取用了较大值：43.60C(2)内外温差计算：砼内外温差指块体中心最高温度和砼表面温度之差，表面温度无保温措施时，可按外气温计算。

本底板浇灌砼期间（6月上旬）日平均气温300C左右，日平均高气温（指白天）350C，低气温（夜间）250C左右。

内外温差计算应取日平均低气温值250C。

砼入模温度按250C-350C计算，计算砼最高温度应取350C，则砼最高温度Tmax(t)= △Tmax×ξ+T0

式中：△Tmax(t)—不同龄期水化热最高温升值； ξ—2m厚砼筏板散热系数，取0.84； T0—砼入模温度，取350C。砼最高温度Tmax =43.6×0.84+35 =71.60C 内外温差为：砼最高温度-日平均低气温。=71.60C-250C =46.60C 以上计算均为三天龄期时温差，砼三天时达到最高温度。

经过以上计算，内外温差大大超过了允许标准值250C。因此必须采取温控措施。

2、尽量降低砼最高温度

（1）优化砼配合比，尽量减少砼最高温升： 温控计算表明，温控的关键问题是严格控制砼在硬化过程中，由于水泥水化热而引起的内部温升过大，以减少内外温差。因此，首先要优化砼配合比，选用低热水泥，减少水泥用量并在砼中掺加粉煤灰及减水剂（双掺）。

A、筏板砼设计标号为C45S8，为尽量减少水泥用量，设计标准强度采用60天龄期。使用525#低水化热矿渣水泥（3天水化热为224Kj/Kg），水化热比普硅低10%左右（普硅三天水化热251 Kj/Kg）

B、掺加粉煤灰：砼中掺加粉煤灰可以提高砼密实度和增加砼流动度利于泵送砼施工。同时由于它们早期不参与水化反应，因此可降低水泥早期的水化热。本工程要求掺入10~15%粉煤灰。

C、掺加高效减水剂：砼中要求掺加萘系高效减水剂MF-5R，掺量为水泥用量的1.5~2%。减水剂标准应符合GB8076-97标准。加入减水剂减水率可达到15%左右，并可延长砼凝结时间。

按以上要求配制的砼，称“双掺”砼，有利于泵送施工，减少水泥用量，亦有利于大体积砼的温控。

（2）采取降温措施，尽量降低砼出机温度和浇灌温度。

商品砼厂生产的砼，要采取粗骨料遮阳及淋水，以降低骨料温度。拌和时用冷水（深井地下水）或冰水拌和，以降低砼出机温度。砂、石、水、水泥每升10C会使砼出现温度升高0.250C、0.340C、0.310C、0.080C。石子比热较小，但占的比例较大，水的重量虽只占8%左右，但比热大，二者都是影响内部温升的主要因素。所以采取对石子进行喷水降温，拌和加冰水的办法，能有效降低砼的出机温度。要求砼出机温度不得大于300C。

3、砼中掺加UEA膨胀剂，制成补偿收缩砼。本基础筏板设计要求砼中掺加12%微膨胀剂UEA（水泥重12%内掺）是有利于裂缝控制的，砼中掺加微膨胀剂UEA后生成膨胀性结晶水化物（钙矾石），使砼产生微量膨胀。膨胀砼在钢筋及邻部约束下，在结构中产生0.2~0.7Mpa予压应力。该压应力可抵消砼在硬化过程中产生的收缩拉应力，从而防止或减少砼收缩开裂。

在大体积砼施工中，由于砼中心温度与外温差较大，引起的温度收缩应力大，加入UEA后砼的微膨胀对温差收缩进行补偿，减少砼由于温差引起的开裂。理论上讲，掺加UEA的砼，可以适当放宽内外温差控制的标准。但本工程由于属于超长大体积砼，温控仍按不大于250C为标准，亦不计算利用补偿温差。

4、蓄热保温，控制内外温差：

采取上述措施后，内外温差仍大于250C，最后一个措施是，蓄热保温，控制内外温差。即砼浇灌完成后（终凝）在砼表面覆盖一层塑料薄膜，上部盖二层麻袋（或二层草袋），顶上再盖一层塑料膜。对砼块进行蓄热保温，达到控制砼表面温度，控制降温速率，减少温度梯度（温度梯度控制，按JBJ224-91规程规定，砼浇灌块体的降温速度不宜大于1.50C/d。因为砼总体降温缓慢，可充分发挥砼徐变特性，减低温度应力）。使砼表面温度与砼中心温度差始终控制在250C以内。为达此目的，要及时对砼温度进行测量，随时测量内外温差，以调整覆盖保温层厚度。当内外温差少于250C时，则可以逐步拆除保温层。（1）覆盖保温材料厚度计算： δ=0.5λH（Ta-Tb）K/λ1(Tmax-Ta)式中：δ—保温层厚度（m）;λ—保温材料的导热系数（W/MK）草袋为0.14;λ1—砼导热系数（W/MK）取2.3;Tmax—砼最高温度，取72.10C；

Ta—砼与保温材料接触面的温度，取470C； Tb—大气温度（可以按平均气温）取250C； K—传导系数修正值，取1.3； H—砼板厚度（m）δ=0.5×2×0.14×(47-25)×1.3/2.3×(72.1-47)=4.004/57.7 =0.06m =6cm 采用二层塑料布，二层麻袋可以。（2）蓄热保温时间计算：

按砼最高温度72.10C计算，砼浇灌好后半个月内日平均低气温（夜）250C计算，拆除保温层时间以砼块中心温度与外气温差小于250C标准。则：块体中心最高温度应降到：250C +250C =500C以内 最高温度降低数为：72.10C-500C =22.10C 按平均日降温1.50C计，则22.1 /1.5 =14.6天

故保温时间不得少于14天，具体应以实测温度计算温差后决定。

鉴于本工程的重要性，底板超长体积厚大，又正值高温季节浇灌。因此建设、设计、监理、施工等单位都对温控方案十分重视。曾经考虑过埋设冷却水管、搭保温棚、通蒸汽和电热、及砼面上蓄水保温等几个方案。经过技术可行性、节省投资、现实性比较，最后决定选用覆盖蓄热保温，基本上达到了温控目标。覆盖层按温度监控数据，还可按实际温差进行调整，易操作和花费少。取得了一定的经验，是成功的。

三、温度监测及测温成果：

1、测温点布置：

（1）在整个底板砼中埋设9根测温电缆。每根测温电缆配有三个温度传感器（测温点），块体中心一只，距表面200mm处一只、距底部500mm处一只，总共27个测温点。（2）在砼表面放置三根测温电缆，每根设一个温度传感器，用于量测砼表面温度（放在覆盖保温层下面）。

2、温度监测系统：

（1）用三个CWS-901A控制器对12根测温电缆进行检测。用一台CWS-901网络控制器和一台KD电源进行网络通讯。用一台PⅡ计算机带485通讯卡配合自动温度检测软件对砼进行24小时不间断的自动测控。

（2）系统的温度传感器是采用进口传感器与集成电路为一体的器件。它将传感器与放大器合二为一，其传输的信号电压无须经过中间环节，便可直接进入控制器。因此各传感器之间互不影响。不会因为一个传感器损坏而影响其它传感器正常工作。系统的精度和可靠性高，误差小，线性度好，而且不需要校正。

CWS-901控制器是一个标准的密封型金属外壳，外部接线采用密封接头，达到IEC529标准中的IP68等级，不仅便于安装和拆卸，而且具有防水、防腐、防粉尘功能，适宜于室外安装。系统采用模块化设计，其内部可以根据需要安装不同性能模块，实现不同精度要求的温度测量。

详见测温系统方案框图（附后）。

3、温度监测及成果：

测温从底板砼浇灌开始，24小时连续不断监测，每间隔10分钟计算机自动打印一次各测点温度。总共连续测温21天，积累了大量的测量数据，随时提供各点最高温度与砼表面温度值，为作好温控工作提供了非常有用的数据。

从4#、8#、9#三个测点整理出的测温曲线分析，砼中心最高温度内外温差基本上与温控计算接近。砼表面温度线基本居中，温差控制比较理想。只有6月3-4日降大雨气温骤降5-80C，保温层没及时加厚，造成局部温差超过250C，但对砼结构没造成影响。详见附录：三点测温曲线图。

四、几个问题的探讨：

1、砼最高温升计算：砼最高温升受砼强度等级、平面尺寸、浇灌厚度、散热条件、浇灌气温等多种影响。最高温升计算，现在一般使用理论及经验公式。

（1）当使用理论公式时，块体最高温升须乘以散热系数（ξ）。砼厚度、砼平面尺寸、砼散热条件及浇灌温度均对散热系数有直接影响。因此取散热系数比较困难。如当采用覆盖蓄热保温时，事实上控制了散热速度。因此现用的散热系数不适用。因此当用理论公式计算最高温升时，会产生差异。

（2）经验公式中，没有考虑到块体各种砼厚度及散热等条件，属只能参考性数据。重大工程作温控方案时，只宜作参考。

（3）我们的经验认为：王铁梦“工程结构裂缝控制”书中堆荐计算最高温升式，基础是统计了大量实际资料，计算出成果更符合实际温度值。是值得推荐的实用公式。本工程温控实测温度再次证明了这一点。

2、降温速率控制：按JBJ7224-1规程规定，砼浇灌块体的降温速度不宜大于1.50C/d。因为砼总体降温缓慢，可充分发挥砼徐变特性，减低温度应力。事实上控制降温速率比控制内外温差不大于250C更困难些。尤其是在高温季节浇灌的砼，温升很高开始降温前几天，降温快，容易大于1.50C /日。本工程6月2日砼温度达到峰值，3月开始降温前五天平均2.10C/日。统计15天平均日降温1.770C。详见下表：当降温速率在20C 左右。早期强度较高的砼不会开裂。

日期 6月 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 日降温数（0C）

1.7 2.4 2.6 2.7 1.5 3.5 1.2 1.6 2.3 1.2 0.9 1.3 1.2 1.3 1.2

3、覆盖型蓄热保温：

蓄热保温通常有二种型式，一是搭设保温棚，在棚内设置电热（如大碘弧灯）或通热蒸汽，提高棚内养护温度（按内外温差不大于250C进行控制）但费用较大。像本工程块体面积3500m2，搭保温棚费用较大，加温费用也较高。面覆盖蓄热保温则省钱。只要有测温设施，能及时掌握内外温差则可以及时调整保护层厚度，可以取得同样效果，是个省钱易行的好办法。须要注意的一个问题就是要注意蓄热保温和浇水养护的关系。当养护水温较低时，养护浇水必须在白日气温较高时，掀开覆盖层淋水后及时覆盖好。

4、关于“超长钢筋砼结构无缝设计”

二幢公寓楼底板总长104.8m，设计采用“超长钢筋砼结构无缝设计”专利技术。整个底板砼掺加12%UEA。取消底板后浇带，用UEA膨胀加强带代替后浇带。即在结构收缩应力最大的地方，多掺加UEA产生相应较大的微膨胀（膨胀率4-6×10-4）来补偿结构的收缩。加强带位置设计在浇灌块中间部位（原设计后浇带位置上）宽度2m，加强带增加4Ф20间距200温度筋。加强带设计要求掺加15%UEA。施工时底板连续浇灌，先浇带外侧砼，浇到加强带时改换成掺加15%UEA配合比砼，为防止不同砼混淆，在加强带二侧，用ф6钢筋 网分隔。

采用“超长钢筋砼结构无缝设计”专利技术，对砼的温度控制、设计要求保证砼内外温差控制在250C之内。确保砼施工养护时间不少于14天，以保证超长钢筋砼结构的安全和使用功能。

大体积砼温控措施 篇2

新河大桥位于德州市城区新河路跨漳卫新河处, 大桥主体为90m+90m的斜拉桥, 其中斜拉桥的主塔高88.8m, 主塔下承台尺寸为45m×14.5m×4m, 砼体积为2162m3, 且为哑铃型, 砼设计强度为25MPa。

1. 大体积砼的配合比设计技术

由于水泥用量直接影响砼水化热大小, 也直接影响砼温升速度, 故优化砼配合比设计就非常重要;同时砼对和易性、坍落度和凝结时间有较高要求, 这就必须选择合适的水泥品种和强度等级以及掺加砼理想活性的材料 (粉煤灰和外加剂) 。

1.1 材料选用

水泥:选用水化热低和凝结时间长的水泥, 采用山东水泥厂生产的P.O42.5水泥。

粗骨料:选用规格为5—31.5mm的连续级配碎石, 采用济南产的石灰岩碎石, 级配碎石为5—10mm:10—31.5mm=40:60。

细骨料:选用中砂, 采用泰安汶河产的河砂。

粉煤灰:选用符合水泥砼用的粉煤灰, 采用邹县电厂生产的I级灰。

外加剂:选用淄博华伟NOF-B3型高效泵送剂。

1.2 大体积砼配合比设计计算

根据《普通砼配合比设计规程》 (JGJ55-2000) , 综合考虑大体积砼的设计强度 (C25) 、工作性 (包括流动性、凝结时间、坍落度损失、施工可操作性) 、耐久性、经济性的要求, 同时考虑水化热温升等因素, 进行配合比设计, 设计结果见表1。

1.3 砼水化热计算

混凝土的绝热温升是在绝热条件下, 即砼既不失热又不吸热条件下, 由水化热产生温度升高值。水泥砼水化热绝热温升必须满足规范要求的60℃。

混凝土某个龄期的绝热温升由下式计算:

式中:T (t) —t龄期混凝土的绝热温升 (℃)

mc—砼的水泥用量 (kg/m3)

Q—水泥的水化热 (k J/kg)

C—砼比热, 一般取0.96k J/ (kg.℃)

ρ—砼的毛体积密度 (kg/m3)

m—随水泥品种及浇筑温度而变化系数

t—龄期 (天)

按公式T (t) =mc Q (1-e-mt) /CP分别计算1、2、3……10天的该砼水化热绝热温度及最高绝热温度, 计算结果见表2。

2. 大体积混凝土的温控技术

2.1 大体积混凝土的温控标准

为了避免或减少大体积混凝土水化热产生的危害, 根据《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041—2000) 和施工的具体情况, 一般采取以下温度控制:

1) 控制砼浇注温度Tr≤30℃, 砼浇注温度是指混凝土入仓、平仓、振捣后, 距离混凝土表面5—10cm处的温度值。目的是降低砼入模温度, 使其初始温度降低;

2) 控制砼内部最高温度Tmax≤60℃, 砼内部最高温度是指砼施工期和养护期内的最高温度值;

3) 控制砼内表温度△T≤25℃, 砼内表温度是指砼内部断面平均温度与砼表面5cm处的温度之差;

4) 控制砼降温速率:△n≤2℃/d。

2.2 降温措施

1) 安装温度控制装置

为及时掌握大体积砼内部水化热温升实际情况, 以便及时采取相应措施, 在砼内埋设温度传感器, 在砼外连接自动数显测温仪, 其温度控制有a、b、c、d、e5个断面, 共15个测点, 分布在砼内部具有代表性位置, 以能在砼养护过程中时刻测出砼内部温升情况, 测点分布见图1、图2 (单位为cm) 。

2) 埋设冷却钢管

分4层布置冷却管, 严格按设计要求铺设。

3) 降低入模温度

砼所用材料应避免曝晒, 并适当延长搅拌时间, 提高砼均质性, 降低裂缝出现的机率。

4) 砼应分层连续浇筑

每层严格控制浇筑厚度不超过30cm, 并严格按照规范及工艺要求执行, 确保砼浇筑质量, 有利于早期水化热的散温。

5) 砼表面采用保温养护

砼表面先盖一层塑料薄膜, 再盖一层草包作保温养护, 既可控制砼表面温度与内部温度或气温的差值, 防止开裂, 又可达到对砼侧面的保温养护, 可以有效防止砼表面发生龟裂。

6) 严格控制好冷却水

在灌注开始时, 即通水冷却, 每天不间断连续通水, 并做好出入水管的测温工作, 以控制好冷水的温度, 直至砼内外温差低于20℃时才停止通水。停止通水后应继续测温, 当砼内部温度升高超过25℃时, 应再次通水冷却。

3. 大体积砼配合比在施工生产中验证

3.1 在配合比中采用普通硅酸盐水泥 (P.O42.5) 和增加粉煤灰, 在保证强度和工作性的情况下, 可降低水泥用量, 可以降低砼水化热和延缓凝结时间。

3.2 粗骨料采用连续级配, 并掺加砼的活性材料 (粉煤灰和高效泵送剂) 并控制坍落度为16cm。可提高砼的和易性、流动性及施工的可操作性。

3.3 砼拌和站紧靠砼承台施工, 生产运输方便, 可大大降低坍落度损失。

3.4 由于采用冷却循环水和外部采用保温措施, 采用6进6出, 更快带走砼内部热量, 实际测量内外温差始终小于规定温度25℃。

3.5承台砼温度检测综合成果

1) 砼温度测点a2、b2、c2、d2、e2位于承台中间水平断面上, 具有代表性和典型性, 其测点温度与时间关系见图3

2) 承台砼温度检测综合成果见表3

3) 综合成果分析

大体积混凝土施工的温控措施 篇3

关键词:高层建筑;大体积混凝土;温控措施

中图分类号:TU746.1文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)17-0008-02

大体积混凝土结构在降温阶段由于降温和水分蒸发等原因产生收缩,再加上存在外约束不能自由变形而产生温度应力的。因此,控制水泥水化热引起的温升,即减小了降温温差,这对降低温度应力、防止产生温度裂缝能起釜底抽薪的作用。在高层建筑的大体积混凝土施工过程中,控制因水泥水化热而产生的温升,必须采取多种合理措施。

1 选用中低热的水泥品种,充分利用混凝土的后期强度

混凝土升温的热源是水泥水化热,在施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量。为此,施工大体积混凝土结构多用325#、425#矿渣硅酸盐水泥。如425#矿渣硅酸盐水泥其3天的水化热为180 kJ/kg,而普通425#硅酸盐水泥则为250 kJ/kg,水化热量减少将近30%。试验统计数据表明,1 m3的混凝土水泥用量,每增减10 kg,水泥水化热将使混凝土温度相应升降1℃。因此,为控制混凝土温升,降低温度应力,减少产生温度裂缝的可能性,根据结构实际承受荷载情况,可采用f45、f60、f90替代f28作为混凝土设计强度,这样可使1 m3混凝土水泥用量减少 40kg/m3~70 kg/m3,混凝土的水化热温升相应减少4℃~7℃。由于高层建筑基础底板大体积混凝土结构承受的计算荷载要在较长时间之后才施加其上,所以只要能保证混凝土的强度在28 d之后继续增长,且在预计的时间(45、60或90 d)能达到或超过设计强度即可。利用混凝土后期强度,要专门进行混凝土配合比设计,并通过试验证明28 d之后混凝土强度能继续增长。

2 掺加外加剂

为了满足送到现场的混凝土具有一定坍落度,如单纯增加单位水泥用量,不仅多用水泥,加剧混凝土收缩,而且会使水化热增大,容易引起开裂,因此,应选择适当的外加剂。木质素磺酸钙属阴离子表面活性剂,对水泥颗粒有明显的分散效应,并能使水的表面张力降低而引起加气作用。因此,在混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂(即木质素磺酸钙),它不仅能使混凝土和易性有明显的改善,同时又减少了10%左右的拌和水,节约10%左右的水泥,从而降低了水化热。

目前,有一种新型“减低收缩剂”,常用的有UEA、AEA,是掺入后可使砼空隙中水分表面张力下降,从而减少收缩的新材料,它可减少收缩40%~60%,但是能否起到有效地控制收缩裂缝的作用,还应注重其条件和后期收缩。试验资料表明,在混凝土内掺入一定数量的粉煤灰,由于粉煤灰具有一定活性,不但可代替部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球形,具有“滚珠效应”而起润滑作用,能改善混凝土的黏塑性,并可增加泵送混凝土(大体积混凝土多用泵送施工)要求的0.315 mm以下细粒的含量,改善混凝土可泵性,降低混凝土水化热。另外,根据大体积混凝土的强度特性,初期处于高温条件下,强度增长较快、较高,但后期强度就增长缓慢,这是由于高温条件下水化作用迅速,随着混凝土的龄期增长,水化作用慢慢停止的缘故。掺加粉煤灰后可改善混凝土的后期强度,但其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。

3 粗细骨料选择

为了达到预定的要求,同时又要发挥水泥最有效的作用,粗骨料应达到最佳的最大粒径。对于土建工程的大体积钢筋混凝土,粗骨料的规格往往与结构物的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等因素有关,宜优先采用以自然连续级配的粗骨料配制混凝土。因为用连续级配粗骨料配制的混凝上具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。在石子规格上可根据施工条件,尽量选用粒径较大、级配良好的石子。因为增大骨料粒径,可减少用水量,而使混凝土的收缩和泌水随之减少。同时亦可减少水泥用量,从而使水泥水化热减小,最终降低混凝土的温升。当骨料粒径增大后,容易引起混凝土的离析,因此必须优化级配设计,施工时加强搅拌、浇筑和振捣工作。

根据有关试验结果表明,采用5 mm~25 mm石子,1 m3混凝土可减少用水量15 kg左右,在相同水灰比的情况下,水泥用量可减少20 kg左右。粗骨料颗粒的形状对混凝上的和易性和用水量也有较大的影响。因此,粗骨料中的针、片状颗粒按重量计应不大于15%,细骨料以采用中、粗砂为宜。根据有关试验资料表明,当采用细度模数为2.79、平均粒径为0.38的中、粗砂,它比采用细度模数为2.12、平均粒径为0.336的细砂,1 m3混凝土可减少用水量20 kg~2 kg,水泥用量可相应减少28 kg~35 kg。这样就降低了混凝土的温升和减小了混凝土的收缩。泵送混凝上的输送管道除直管外,还有锥形管、弯管和软管等。当混凝土通过锥形管和弯管时,混凝土颗粒间的相对位置就会发生变化,此时如混凝上的砂浆量不足,便会严生堵管现象。所以在级配设计时适当提高一些砂率是完全必要的,但是砂率过大,将对混凝土的强度产生不利影响。因此在满足可泵性的前提下应尽可能使砂率降低。

另外,砂、石的含泥量必须严格控制。根据国内经验,砂、石的含泥量超过规定,不仅会增加混凝土的收缩,同时也会引起混凝土抗拉强度的降低,对混凝土的抗裂是十分不利的。因此,在大体积混凝土施工中建议将石子的含泥量控制在小于1%,砂的含泥量控制在小于2%。

4 控制混凝土的出机温度和浇筑温度

为了减低大体积混凝土总温升和减少结构的内外温差,控制出机温度和浇筑温度同样重要。对于出机温度的控制,根据搅拌前混凝土原材料总的热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理,得到的混凝土出机温度的理论计算公式可以得知,混凝土的原材料中石子的比热较小,但其在1 m3混凝上中所占的重量较大;水的比热最大,但它的重量在1 m3混凝土中只占一小部分。因此,对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响很小。为了进一步降低混凝土的出机温度,其最有效的办法就是降低石子的温度。在气温较高时,为防止太阳的直接照射,可在砂、石堆场搭设简易遮阳装置,必要时须向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料。混凝土从搅拌机出料后,经搅拌运输车运输、卸料、泵送、浇筑、振捣、平仓等工序后的混凝土温度称为浇筑温度。关于浇筑温度的控制,我国有些规范提出不得超过25℃,否则必须采取特殊的技术措施。在土建工程的大体积钢筋混凝土施工中,浇筑温度对结构物的内外温差影响不大,因此对主要受早期温度应力影响的结构物,没有必要对浇筑温度控制过严,但是考虑到温度过高会引起较大的干缩以及给混凝土的浇筑带来不利影响,适当限制浇筑温度是合理的。建议最高浇筑温度控制在40℃以下为宜,这就要求在常规施工情况下合理选择浇筑时间,完善浇筑工艺以及加强养护工作。

大体积混凝土浇筑后,对混凝土进行保湿和保温养护是重要的,进行蓄水养护也是一种很好的方法,混凝土终凝后,在其表面蓄存一定深度的水,具有一定的隔热保温效果,这样可延缓混凝土内部水化热的降温速率,缩小混凝土中心和混凝土表面的温差值,从而可控制混凝土的裂缝开展。此外,在大体积混凝土结构拆模后,宜尽快回填土,用土体保温避免气温骤变时产生有害影响,亦可延缓降温速率,避免产生裂缝。为了进一步了解大体积混凝土水化热的大小以及不同深度处温度场升降的变化规律,可在混凝土内不同部位埋设钢热传感器,用混凝土温度测定记录仪,进行施工全过程的跟踪和监测,这样在施工过程中,对大体积混凝土内部各部位的温度变化可跟踪监测,做到信息化施工确保工程质量。

Construction of Mass Concrete Temperature Control Measures

Song Jianjun

Abstract:For mass concrete construction, cement caused by hydration heat of concrete pouring temperature and internal stress of dramatic changes in temperature, is the main reason for cracks in concrete occur. According to the structure of mass concrete construction experience, in order to prevent temperature cracks in the concrete should be focused on in the control of temperature rise. Slow cooling rate of concrete. To reduce shrinkage. To enhance the value of ultimate tensile concrete. To improve the binding and improve the structure design, so as to take measures to , and the concrete temperature control is particularly important, the paper highlights the covenant.

大体积砼温控措施 篇4

关键词：大体积砼，裂缝控制，对策

一、裂缝控制的设计措施

(一)大体积砼的强度等级宜在C20～C35范围内选用，随着高层和超高层建筑物不断出现，大体积砼的强度等级日趋增高，出现C40～C55等高强砼，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成砼水化热过高，砼块体内部温度高，砼内外温差超过30℃以上，温度应力容易超过砼的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强砼减小截面，而对于大体积砼底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C20～C35的砼，避免设计上“强度越高越好”的错误概念。

(二)大体积砼基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。论文检测，大体积砼。采用直径8～14mm的钢筋和100～150mm间距比较合理。截面的配筋率不小于0.3%，应在0.3%～0.5%之间。

(三)大体积砼工程施工前，应对施工阶段大体积砼浇筑块体的温度、温度应力及收缩力进行验算，确定施工阶段大体积砼浇筑块体的升温峰值、内外温差不超过30℃，降温速度不超过1.5℃/d的控制指标，制订温控施工的技术措施。

二、裂缝控制的材料措施

(一)为了减少水泥用量，降低砼浇筑块体的温度升高。经设计单位同意，可利用砼60d后期强度作为砼强度评定、工程交工验收及砼配合比设计的依据。

(二)采用降低水泥用量的方法来降低砼的绝对温升值，可以使砼浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用，这是大体积砼配合比选择的特殊性。强度等级在C20～C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg/m。

(三)应优先采用水化热低的矿渣水泥、5～40mm颗粒级配的石子(含泥量小于1.5%)和中、粗砂(含泥量小于1.5%)来配制大体积砼。

(四)掺合料及外加剂的使用。国内当前用的掺合料主要是粉煤灰，可以提高砼的和易性、降低水化热，掺加量为水泥用量的15%，降低水化热15%左右。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。砼中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，不仅使砼工作性能有了明显的改善，同时又减少10%拌和用水，节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送砼为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响砼浇筑面的`粘结，易出现层间缝隙，使砼防水、抗裂和整体强度下降。为了防止砼的初始裂缝，要加膨胀剂。国内常用的膨胀剂有UEA，EAS、特密斯等型号。

三、裂缝控制的施工措施

(一)砼的浇筑方法可用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得留施工缝，并应符合下列规定：

①砼的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及砼的和易性确定，当采用泵送砼时，砼的摊铺厚度不大于600mm;当采用非泵送砼时，砼的摊铺厚度不大于400mm。

②分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层砼初凝之前，将其次层砼浇筑完毕。论文检测，大体积砼。论文检测，大体积砼。层间最长的时间间隔不大于砼的初凝时间。当层间间隔时间超过砼的初凝时间。层面应按施工缝处理。论文检测，大体积砼。

(二)大体积砼施工采取分层浇筑砼时，水平施工缝的处理应符合下列规定：

①清除浇筑表面的浮浆、软弱砼层及松动的石子，并均匀露出粗骨料;

②在上层砼浇筑前，应用压力水冲洗砼表面的污物，充分湿润，但不得有水;

③对非泵送及低流动度砼，在浇筑上层砼时，应采取接浆措施。

(三)砼的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低砼出罐温度等方面的要求，并应符合下列规定：

①当炎热季节浇筑大体积砼时，砼搅拌场站宜对砂、石骨料采取遮阳、降温措施;

②当采用泵送砼施工时，砼的运输宜采用砼搅拌运输车，砼搅拌运输车的数量应满足砼连续浇筑的要求。

(四)在砼浇筑过程中，应及时清除砼表面的泌水。泵送砼的水灰比一般较大，泌水现象也较严重，不及时清除，将会降低结构砼的质量。

(五)砼浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合下列规定：

①保温养护措施，应使砼浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求;

②保温养护的持续时间，应根据温度应力(包括砼收缩产生的应力)加以控制、确定，但不得少于15d，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;

③在保温养护过程中，应保持砼表面的湿润。保温养护是大体积砼施工的关键环节，其目的主要是降低大体积砼浇筑块体的内外温差值以降低砼块体的自约束应力;其次是降低大体积砼浇筑块体的降温速度，充分利用砼的抗拉强度，以提高砼块体承受外约束应力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。同时，在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件，使砼在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标要求，来确定大体积砼浇筑后的养护措施。

(六)塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖砼和模板，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。

(七)对标高位于±0.0以下的部位，应及时回填土;±0.0以上的部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。

四、大体积砼的温控施工现场监测工作

(一)大体积砼的温控施工中，除应进行水泥水化热的测定外，在砼浇筑过程中还应进行砼浇筑温度的监测，在养护过程中应进行砼浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。监测的规模可根据所施工工程的重要性和施工经验确定，测温的方法可采用先进的测温方法，如有经验也可采用简易测温方法。

(二)砼的浇筑温度系指砼振捣后，位于砼上表面以下50～l00mm深处的温度。论文检测，大体积砼。砼浇筑温度的测试每工作班(8h)应不少于2次。

(三)大体积砼浇筑块体内外温差、降温速度及环境温度的测试，每昼夜应不少于2次。论文检测，大体积砼。

(四)大体积砼浇筑块体温度监测点的布置，以能真实反映出砼块体的内外温差、降温速度及环境温度为原则，一般可按下列方式布置：

①温度监测的布置范围以所选砼浇筑块体平面图对称轴线的半条轴线为测温区(对长方体可取较短的对称轴线)，在测温区内温度测点呈平面布置;

②在测温区内，温度监测的位置可根据砼浇筑块体内温度场的分布情况及温控的要求确定;

③在基础平面半条对称轴线上，温度监测点的点位宜不少于4处;

④沿砼浇筑块体厚度方向，每一点位的测点数量，宜不少于5点;

⑤保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定。

参考文献：

大体积混凝土的温度裂缝控制措施 篇5

河南省第五建筑安装（集团）有限公司450000龚凯辉[1] 毕超[3] 张笑康[2] 摘要：在现代建筑中如：高层建筑基础、大型设备基础、水利大坝等时常涉及到大体积混凝土施工。混凝土的温度裂缝问题日显突出，既是困扰建筑业多年的质量通病，也是一个很重要的研究课题。温度裂缝危及结构的整体性和稳定性，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，采取控制措施并保证施工时期的工程质量。

关键词：大体积混凝土 温度裂缝 控制措施 工程质量

1.温度裂缝产生机理

大体积混凝土是指混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m，或预计因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。混凝土量大、结构厚实、工程条件复杂，施工技术要求高是它的主要特征。大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内外矛盾发展的结果，首先是内外温差过大产生温度应力和温度变形；其次结构的自身约束阻止了变形，升温产生热胀，降温产生冷缩，一旦温度应力超过了混凝土所能承受的拉伸极限值时，裂缝就会出现。综合考虑，影响裂缝开展的温度由浇筑温度、水泥水化热温度和散热温度三部分组成。因此我们要控制大体积混凝土的温度变形裂缝，那么就要从材料、工法和管理等方面入手。

1.合理地选用材料（1）水泥的选用

水泥水化热是大体积混凝土中的主要温度因素，水泥水化热在建筑工程中一般会引起20-30。C的温升。温度上升与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并在浇筑后3-5d时内部温度达到峰值。水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，不管是夏热还是冬寒，混凝土表面的温度总是低于内部温度，当混凝土内外温差较大时，倘若温度控制措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时则易产生裂缝。在结构施工过程中，结构设计的硬性规定极大地制约了材料的选择，混凝土强度不可能因为考虑到施工工作性能的优劣而有所增减，因此在足够的强度、满足设计要求的前提下，尽量减少混凝土中的水泥用量，尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用低热矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，混凝土的强度等级宜保持在C20-C35的范围。

例如，优先选用等级为32.5、42.5的矿渣硅酸盐水泥，与其同等级的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热可减少约28%。

（2）集料的选用

大体积混凝土砂石料一般称为粗细骨料，重量约占混凝土总重量的85％左右，正确选用砂石料对保证混凝土质量、节约水泥用量、降低水化热、降低工程成本是非常重要的。大体积混凝土宜优先采用粒径较大、以自然连续级配的粗骨料配制。这种用连续级配粗骨料配制的混凝土，具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量，以及较高的抗压强度。而细集料以采用级配良好的中砂为宜。

此外，骨料中超量的粘土、淤泥、粉屑、有机物及其他有害物质最大的危害是增加混凝土的收缩，引起混凝土的抗拉强度的降低，对混凝土的抗裂十分不利。因此，在大体积混凝土施工中，石子的含泥量控制在不大于1％，砂的含泥量控制在不大于3％。

2.混凝土外加料的选用（1）外加剂

大体积混凝土外加剂主要是指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。

掺加减水剂主要是降低水泥水化速度，延迟水化热峰值的来临时间。通常在混凝土中掺入约水泥重量0.25%的木质素磺酸钙，木质素磺酸钙对水泥颗粒有明显的分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用，这样既使混凝土工作性能有明显的改善，又减少10%拌和用水且节约了10%左右的水泥。

目前建筑市场，泵送混凝土技术应用极为广泛。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间要加适量的缓凝剂，这不仅保证混凝土的流动性，而且降低了水化热的释放速度，混凝土便于浇筑振捣，密实度更有所保障。

普通硅酸盐水泥配制的砂浆或混凝土在干燥时会产生收缩。实验证明，砂浆的收缩率为 0.1%～0.2%，混凝土的收缩率为 0.04%～0.06%，而一般混凝土的极限拉伸仅为 0.0l%～0.02%，差距如此大，混凝土硬化后易导致混凝土开裂。为了防止混凝土的初始裂缝，掺加膨胀剂，配置成补偿收缩型混凝土。

（2）外加掺合料

粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分，它含有大量的硅铝氧化物，这些氧化物能够与水泥的水化产生二次反应，减少水泥用量，降低混凝土的热胀，并且可以使混凝土密实度增加，有效地提高混凝土的抗渗性能。

3.科学的施工工艺

综上所述，在浇筑时的大体积混凝土内部热量聚集而导致体积膨胀是产生温度裂缝的根本原因。那么，在施工阶段，我们怎么去处理好因温度变形而引起的混凝土开裂问题呢？这需要注意以下几个方面。

（1）合理的浇筑与振捣

采取合理的分层连续浇筑或推移式连续浇筑，以加快混凝土散热速度。大体积混凝土结构的浇筑方案应根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、混凝土供应等具体情况，选用如下三种方式：

全面分层：在第一层全面浇筑完毕回来浇筑第二层时，第一层浇筑的混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑好。这种方案适用于结构和平面尺寸大的场合，施工时从短边开始、沿长边进行较适宜。必要时也可分两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行。

分段分层：此法适用于厚度不太大而面积或长度较大的结构。混凝土先浇筑底层，进行至一定距离后折回，再浇筑第二层，如此依次向前浇筑以上各分层。

斜面分层：此法适用于长度超过厚度3倍的结构。将混凝土从底连续浇筑到顶，使其自然流淌形成斜面。振捣工作应从浇筑层的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的施工质量。

振捣方式及要求：应尽量避免高温下施工，采用大功率插入式振捣器进行大面振捣，随浇随振，振捣时间以表面泛浆不再下沉为宜，间距要均匀，以振捣范围重叠二分之一为宜，深度一般为200-300mm。保证上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑完成，表面抹平，压实，防止表面裂缝。

（2）控制混凝土浇筑温度

混凝土从搅拌机出料后，经过运输、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温度。应适当地限制混凝土的浇筑温度，避免集料在烈日下暴晒，可采取对冲水、覆盖降温等方法予以控制。一般情况下，混凝土的最高浇筑温度应控制在40℃以下。

（3）加强混凝土养护

大体积浇筑混凝土养护常用的可分为两类。降温法，在浇筑成型后通过冷却水进行循环降温，来调整内外温差；保温法，则是通过保温材料对成型表面的覆盖进行蓄热，以提高混凝土表面和四周的温度。一般应在完成浇筑混凝土后的

12-18h内洒水，混凝土的养护时间主要根据水泥品种而定，一般规定养护时间为14-21d后方可拆模，内外温差控制在25℃以内。

（4）后浇带的设置

后浇带是人为地断开混凝土使其产生应力收缩的释放空间，一般正常情况下由计算确定，其间距为20～30m。

后浇带的构造有平接式、T 字式、企口式等三种，后浇带的宽度应考虑施工方便，避免应力集中，宽度可取800～1200mm。后浇带的保留时间一般不宜少于40d，在填筑混凝土之前，必须将整个混凝土表面的原浆凿清形成毛面，清除垃圾及杂物，并隔夜浇水浸润。填筑的混凝土可采用膨胀混凝土，要求混凝土强度比原结构提高5～l0N/mm2，并保持不少于14d的潮湿养护。

（5）做好温度检测

为有效掌握和控制混凝土的内部与外部温度的变化值，应在大体积混凝土内埋设若干个测温点。可采用埋设锡热传感器，用混凝土温度测定记录仪对不同时间和深度下的温度进行施工全过程的跟踪和监测，及时绘制出混凝土内部温度变化曲线，随时对照理论计算值，可有的放矢地采取相应的技术措施。

4结论

在结构工程的设计与施工中，对于大体积混凝土结构，为防止其产生温度裂缝的技术措施均不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，施工中必须结合实际、并加强组织管理，建立健全质量保证体系，制定各项工作制度，合理采用、全面考虑，才能收到良好的效果。

参考文献

［1］刘津明.混凝土结构施工技术.北京:机械工业出版社,2009 ［2］姚谨英.混凝土结构工程施工.北京:机械工业出版社,2005 ［3］孙加保.高层建筑施工.北京:化学工业出版社，2005 ［4］GB50496-2009 《大体积混凝土施工规范》.北京：中国计划出版社 作者简介：

大体积混凝土施工的温控措施 篇6

1 水化热温升控制措施

混凝土升温时间较短, 根据以往工程实践, 一般在浇筑后的二至三天内, 其间混凝土弹性模量低、基本处于塑性与弹塑性状态, 约束应力很低, 当水化热温升至峰值后, 水化热能耗尽, 继续散热引起温度下降, 随着时间逐渐衰减, 延续十余天至三十余天。

混凝土降温阶段, 弹性模量迅速增加, 约束拉应力也随时间增加, 在某时刻如超过混凝土抗拉强度便出现贯穿性裂缝。因此控制降温曲线对保证大体积混凝土施工质量尤为关键, 但该问题属于热传导的混合边值问题, 理论求解相当冗繁, 且由于许多施工条件难以预测, 理论结果亦很难严格确定。现国内施工界普遍采用王铁梦于《工程结构裂缝控制》专著中根据多年现场实测数据统计而成的经验公式, 偏于安全地以截面中部最高温度降温曲线代替平均降温曲线, 求解近似值。因该公式经多年施工实践证明与实际情况基本吻合, 因此工程施工亦按此选取近似计算, 作为工程预控指标, 并借此提出保温与降温措施。

1.1 标准水化热温升值T (于一般两层草包保温养护条件下)

按工程进度计划, 混凝土施工若进入高温天气, 应按表格中的夏季取初始值, 但根据以往施工经验, 如此厚度的大体积混凝土, 单靠后期保温措施无法控制内外温差。如排除浇灌后期的降温措施方案, 则只有于混凝土浇灌前降低入模温度, 为达到此目的, 必须由混凝土供应厂商提出切实可行的降低混凝土入模温度的措施, 具体如下: (1) 采用冰水配制混凝土, 或混凝土厂址配置有深水井, 采用冰凉的井水配置; (2) 粗细骨料均搭设遮阳棚, 避免日光曝晒。; (3) 选用低水化热的P.O.普硅水泥, 并利用掺合料减少水泥单方用量。

以上措施第 (2) 条所有厂商均可实施;第 (3) 条可通过优化配比与原材实施, 已有以往成功经验;而第 (1) 条对降低入模温度最为关键, 在对混凝土供应商考察时作为重点考虑, 并要求其提出详尽的专项大体积混凝土供应质量保证措施与承诺书, 作为选择供应商的依据。如混凝土厂商对于大面积应用冰水或深井水配比有困难时, 可只配相应电梯井厚大承台部位, 混凝土浇灌前厂商应落实一切先期准备, 在混凝土浇灌时与施工现场紧密联系, 待现场发出电梯井浇灌用混凝土要求时及时进行配置, 并专车运至工地进行浇灌。同时, 施工时除浇灌操作流程时采取必要的措施外, 大体积混凝土的浇灌尽量避开中下午炎热天气, 最好是安排在晚9:00~晨8:00之间, 以最大限度地降低厚大混凝土入模温度。

通过以上措施, 将混凝土入模温度控制在20ºC, 根据王铁梦著作, 因无混凝土入模温度20ºC指标, 采用中间状态插入法计算确定:T=32ºC。

1.2 修正系数

(1) 水泥标号修正系数k 1=1.1 3 (52 5号) ; (2) 水泥品种修正系数k2=1.2 (普通硅酸盐水泥) ; (3) 水泥用量修正系数k3=W/275;W为实用水泥量 (kg/m3) , 根据以往已有成功经验, C30S8混凝土通过一级粉煤灰与高效复合防水剂“双掺”技术, 单方水泥用量可控制在310kg甚至更低, 现暂以3 1 0 k g/m3计, 则k 3=W/2 7 5=3 1 0/2 7 5=1.127; (4) 模板修正系数 (木模及其它保温模板) k4=1.4。

1.3 修正水化热最高温升值

考虑混凝土入模温度为20ºC, 则混凝土中心最高温度达88.5ºC。根据近年工程经验, 混凝土最高温升值一般发生于浇灌后二至三天的白天, 估计室外温度约在30ºC, 则混凝土中心温度峰值与表面大气温差约在58.5ºC, 仍需采取相应的保温措施, 以保证从混凝土中心至大气的温差梯度及混凝土本身的降温梯度满足合理的预控指标。

2 延缓温差梯度与降温梯度的措施

(1) 厚大承台、桩帽均采用双层麻袋片浇水养护及保温措施, 专人负责, 覆盖于混凝土终凝后进行, 原则上维持五天湿润覆盖状态, 视测温结果而定, 如五天内混凝土中心温度与大气温度温差已小于10ºC, 可视情况提前撤除, 如五天仍达不到此标准, 则继续湿润覆盖, 但浇水养护期始终不少于14d。

(2) 对于厚大基础, 除按第1条覆盖之外, 另需采取以下措施。

(1) 该部位混凝土浇灌完毕并可上人后 (满足上述条件即可, 不必等至混凝土终凝) , 于集水坑内注满凉水 (可兼作降低混凝土初始温度之用途) , 初期蓄水时应避免直接冲刷强度仍很低的混凝土面层, 该部分水原则上不作它用, 该部分吊模可于保温养护期完全结束抽取井坑积水后再作拆除。

(2) 该部位混凝土终凝后于深坑周圈用M5水泥砂浆MU7.5粘土砖砌筑100高挡水檐, 内侧抹20厚1∶2.5水泥砂浆, 表面压光。

(3) 第 (2) 条挡水檐砂浆凝固后进行蓄水养护。因此时混凝土已明显处于升温阶段, 为避免凉水浇至混凝土表面造成骤冷表面混凝土开裂, 养护水需经热能交换平衡, 与混凝土温度基本一致, 将不存在骤冷突变情况。

(4) 如遇大风天气, 需采取搭设防风棚措施, 简易防风棚采用DN48*3.5标准钢管及雨布制作, 由架工与普工协同落实。加密测温时间间隙。

基础大体积砼裂缝的控制 篇7

关键词:基础大体积混凝土;裂缝控制

中图分类号:TU755 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2010)10-0125-03

1工程概况

厦门某工程总建筑面积102041 m2,地上建筑面积66651.43 m2,地下室建筑面积为35389 m2,三层地下室。片筏基础为抗渗砼C35P10,由1#楼50层,2#楼30层、3#楼30层、5#楼33层共4幢住宅楼组成。基础采用筏板基础,根据上部结构不同,基础板最厚为3000 mm,基底标高-13.65 m～-15.750 m不等。本工程基础砼属大体积砼,基础按后浇带分为4个区,砼总工程量约11980m3,1区最大砼量为4714 m3。浇筑时大气温度为15°~28°,为确保混凝土工程质量,严格控制超规范裂缝出现,我们采用综合控温防裂措施,取得较为理想的效果。

2主要控温防裂技术措施

2.1严格控制原材料质量

浇筑前所有原材料均按有关规范抽检其质量指标。浇筑过程中,由施工、监理单位不定期抽检商品混凝土搅拌站所用原材料质量,发现问题及时纠正。

2.2按低热混凝土确定配合比

该工程设计用42.5R普通硅酸盐水泥配制C35混凝土,在配合比设计中按最小水泥用量来配制混凝土。

①配合比(表1)。

②水泥水化热:q=334kJ/kg。

③混凝土计算容重:配合比各组成材料之和为2402.2=2402 kg/m3。

2.3采用补偿收缩混凝土技术

①外加剂。本工程筏板砼体积大,水化热较高,采用TK-2缓凝型聚羧酸高效减水剂,由聚羧酸减水剂母液、缓凝剂等复合而成,其掺量由实验确定为2.16%。同时使现场砼初凝时间推迟到10～12 h,可推迟大体积砼水化热峰值出现龄期,一般推迟1～2 d,可有效减小大体积砼内外温差。

②防水剂。采用高效抗渗防水剂UEA-E型,加入砼中能提高砼抗裂抗渗防水性能,对砼收缩有一定的补偿作用,提高砼的抗裂性能,掺量由实验确定为6%。搅拌时间比普通砼延长30～60 s,在砼浇灌终凝后2 h开始浇水养护。

2.4进行混凝土水化热温度计算

①在大体积砼施工前,根据基础砼的配合比及水泥水化热的测定报告,必须进行砼的温度变化,温度应力及收缩应力变化的估算,以确定养护措施、分层厚度、浇筑温度等施工措施,并制定温控施工的相应的技术措施。本工程1区厚度为3000,选1区作为砼温控计算,其他区段砼量较少,底板厚度较小,在采取1区同样的裂缝控制技术措施都能达到要求。

混凝土比热。

Cb=(186*0.20+160*1.00+766*0.17+1100*0.18+4.20*0.98+120*0.20+60*0.20)/2402=0.2359kCal/kg℃=0.986 kJ/kg.K。

混凝土拌合物温度。

To=(186*0.20*68+160*1.00*28+766*0.17*30+1100*0.18*32+4.20*0.98*28+120*0.20*28+66*0.20*80)/ (2400*0.2359)=33.7℃。

混凝土内部最高温度。

混凝土的最终绝热温升:Th=((186+(120+66)/2)*334)/(0.986*2402)=39.3℃。基础混凝土处于一维散热状态,影响系数取0.85,则温升为:Te=39.3 *0.85=33.4℃。砼中心部位温度:Tm= To+Te=33.7+33.4=67.1℃。

混凝土内外最大温差。

ΔT=67.1-28=39.1℃(取气温为28℃)。

从以上计算得知:在目前正常气候环境下,混凝土内外最大温差ΔT>25℃。故本工程部位的混凝土浇注施工尚需采取适当的保温保湿养护措施,覆盖于混凝土表面,保证混凝土表面与中心及外界环境的温差小于25℃。

保温材料厚度。保温材料厚度δ=0.5*h*λ*K(Ta-Tb)/λ1(Tm-Ta)。

式中,Ta为砼与保温材料接触面温度;Tb为平均气温,取28℃;Tm为混凝土中心最高温度;λ为麻袋保温传热系数,取0.14 w/mk;λ1为混凝土导热系数,取2.33w/mk;K为传热系数修正值,取1.3;H为砼有效厚度。

为了避免因内外温差而产生砼裂缝,则应控制混凝土与保温材料接触温度:Ta=Tm-25=67.1-25=42.1℃。

按最大底板厚为3.0 m计算。δ=0.5*1.5*0.14*1.3(42.1-28)/2.33(67.1-42.1)=0.033 m=33 mm

正常情况下,此时在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜,上面盖三层湿麻袋予以保温,即可达到防止温度应力产生的裂缝要求。

②砼的温度收缩应力计算及抗裂安全度验算。以基础厚度3000 mm为例,泵送砼坍落度为12 cm,砼水化热绝热温升值高达60℃。施工中必须采取有效措施预防结构裂缝产生,即由平均降温差和收缩差引起过大温度收缩应力造成的贯穿性或深进裂缝。围绕有害裂缝产生的根源,下面就砼因外约束引起的温度及温度(包括收缩)应力进行计算分析。

砼各龄期收缩变形值计算。

εy(t)=εy0(1-e-0.01t)*M1*M2*…*M10

式中,εy(t)为各龄期砼的收缩变形值;εy0为标准状态下的砼最终收缩值,3.24*10-4;t为从砼浇筑后至计算时的天数;e为常数2.718;M1、M2、…M10:各种非标准条件的修正系数。

查表得:M1=1.0,M2=1.35,M3、M5、M8、M9为1,M4=1.21,M7=0.7,M10=0.95,M6=1.11(1d)、1.09(3d)、1.0(7d)、0.93(15d) ,M10=0.9

则有:M1M2M3M4M5M7M8M9M10=110*1.35*1.21*0.7*0.9=1.14

3d收缩变形值:εy(3)=εy0*(1-e-0..03)*1.14*M6 =3.24*10-4*(1-e-0..03)*1.14*1.09=0.12*10-4

7d收缩变形值:εy(7)=εy0*(1-e-0..07)*1.14*M6=3.24*10-4*(1-e-0..07)*1.14*1.0=0.25*10-4

15d收缩变形值:εy(15)=εy0*(1-e-0.15)*1.14*M6 =3.24*10-4*(1-e-0..15)*1.14*0.93=0.48*10-4

砼收缩变形换算成当量温差。

3d T(y)(3)=-εy(3)/α=(-0.12*10-4)/(1.0*10-5)=-1.2℃

7d T(y)(7)=-εy(7)/α=(-0.25*10-4)/(1.0*10-5)=-2.5℃

15d T(y)(15)=-εy(15)/α=(-0.48*10-4)/(1.0*10-5)=-4.8℃

各龄期砼模量计算。

E(t)=Ec*(1-e-0..09t)

3d龄期 E(3)=3.0*104*(1-e-0..09*3)=7.455*103N/mm2

7d龄期 E(7)=3.0*104*(1-e-0..09*7)=1.47*104N/mm2

15d龄期 E(15)=3.0*104*(1-e-0..09*15)=2.33*104N/mm2

砼的温度收缩应力计算。

大体积砼裂缝主要是由平均降温差和收缩差引起过大的温度收缩应力而造成,外约束应力简化计算公式:

σx(t)=·△T·H(t)·R(t),ΔT= To+2/3T(t)+Ty(t)-Th

式中,σx(t)为砼因综合降温差,在外约束条件下产生的温度(包括收缩)拉应力(N/mm2);E(t) 为龄期为t时,砼的弹性模量(N/mm2);α为砼的线膨胀系数,取10×10-6(1/℃);△T(t)为计算区段内砼浇筑块体综合降温差(℃);μ为砼的泊松比,取0.15;H(t)为考虑砼徐变影响的松驰系数;R(t)为砼的外约束系数,取值为0.35; To为砼的入模温度温Th:砼浇筑完达到的稳定温度,平均气温,按21℃考虑;T(t)为砼浇筑一段时间t,砼的绝热温升值;Ty(t)为砼的收缩当量温差。

浇筑厚度为3000砼收缩应力计算。砼强度换算f (n)=f (28)*lgn/lg28,砼抗拉强度ft=0.23*f2/3cu对于C35砼f (28)=17.5 N/mm2

3d龄期温度收缩应力计算:

f (3)=f (28)*lg3/lg28=17.5* lg3/lg28=5.78 N/mm2

ft=0.23f2/3(3)=0.23*5.782/3=0.74 N/mm2

H(t)=0.57,R=0.35,V=0.15

ΔT= To+2/3T(t)+Ty(t)-Th=23.3+2/3*31+1.2-21=24.3 ℃

σ=-(7.455*103*10*10-6*24.3*0.57*0.35)/(1-0.15)

=0.425 N/mm2<(0.74/1.15)=0.64 N/mm2,满足要求,1.15为抗裂安全度。

7d龄期温度收缩应力计算:

f (7)=f (28)*lg7/lg28=17.5* lg7/lg28=10.22 N/mm2

ft=0.23f2/3(7)=0.23*10.222/3=1.09 N/mm2

H(t)=0.502,R=0.35,V=0.15

ΔT= 23.3+2/3*46.2+2.5-21=35.8 ℃

σ=-(1.47*104*10*10-6*35.8*0.502*0.35)/(1-0.15)

=1.09 N/mm2

抗裂安全系数:K=1.09/1.09=1<1.15,可能出现裂缝。

由计算知,基础在露天养护时砼将可能出现裂缝,在此期间砼表面应采取加强养护保温保湿措施,使养护温度Th加大;从各方面减小综合温差ΔT,使计算的σ(15)值小于1.09/1.15=0.95 N/mm2,便可控制不出现裂缝。

7d时能满足上述条件的Th值应为:

0.95=×1.47×104×(23.3+×46.2+2.5-Th)×0.502×0.35 求得:Th=25.6℃

即:用保温来创造一个暂时能满足不使砼表面因温差产生的拉应力大于砼抗拉强度值的温度环境,该环境的温度为Th=25.6℃时,便可防止裂缝的产生。采用2层薄膜上加盖3层湿麻袋。

2.5增设构造钢筋防裂抗裂

在混凝土中部1.5米处增设双向φ12@200温度钢筋,增强混凝土的抗裂,该底板周长很大,其收缩值将十分明显,因此仅靠混凝土本身抗裂是不够的。实践证明在构造上适当增加防裂抗裂钢筋,对防止裂缝的出现起到了不可忽视的作用。

2.6采取严格的养护措施

该工程采用了3项养护措施:混凝土表面收光后立即覆盖两层塑料薄膜,以防止早期失水出现塑性裂缝;根据测温结果,适时在塑料薄膜上覆盖2～3层湿麻袋保温;在塑料薄膜下适时补水,以保证水泥和膨胀剂发挥补偿收缩作用的充分条件。

3施工中重点注意的问题

3.1测温点布置

测温点布置的原则应使不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均能得到监控。该基础混凝土的施工方案为自南向北一次连续浇筑,混凝土的初凝时间控制在8～10 h,采用2台混凝土泵自北向南全断面推进,混凝土采用分层浇筑,每层厚度控制在40~60 cm。

该工程测温点布置采用“口”型布置,总计17个测温点,在混凝土断面上布置3～5个温度传感器,即1.5 m厚处为3个温度传感器,2.7 m厚处为5个温度传感器,保证不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均可在显示屏上得到反映,从而及时指导温控工作。

3.2混凝土内部的最高温升

影响混凝土内部最高温升的主要因素为:混凝土配合比中的水泥强度等级、品种和水泥用量;混凝土入模温度;混凝土厚度等。

以两个具有代表性的点测其温度:A点靠基础南侧(1.5 m厚)一个点;B点为基础中心面层(0.05 m厚)上一个点。浇筑该基础南侧(A点)时的气温为28℃,混凝土入模温度为23℃。混凝土浇筑顺序为从南向北连续浇筑,A点附近的混凝土最先完成浇筑。混凝土浇筑完第3天,A点中心最高温度达到67.7℃,B点0.05 m厚处最高温度为41.2℃。温差为27.5℃,比理论计算值略高。

3.3关于混凝土温差控制

大体积混凝土裂缝防治的关键在于控制混凝土温差小于25℃,最大不得超过30℃。该基础1.5 m厚A点处混凝土浇筑后26 h～36 h期间,混凝土中心与表面温差一度达到28.6℃,测温结束后检查该处混凝土未发现裂缝。但在混凝土降温阶段,温差必须控制在25℃以内,而且降温速率不能过快,否则很容易引发温度收缩裂缝。该基础1.5m厚处降温速率平均为1.5℃/d,2.7vm厚处降温速率平均为1.38℃/d。实践表明,养护温度越高,掺用活性矿物掺合料的结构内部混凝土强度越高。因此,该基础C35混凝土14天强度达到标准强度的80%,由温差引起的收缩应力远小于该龄期混凝土的抗拉强度,所以没有出现温度裂缝。

4结语

该基础采用“双掺”的补偿收缩混凝土,增设了水平抗裂钢筋,从材料和构造角度提高了混凝土抗裂能力。同时采用分层浇筑,一次连续完成4714m3混凝土的整体浇筑施工。在施工和养护期间,对全场混凝土进行了温度测控。混凝土拆模后,侧面平整光滑,表面未出现任何有害裂缝。该基础混凝土施工实践证明:①选用中低热的水泥品种:本工程采用普通硅酸盐水泥。②采用双掺技术和60d龄期强度验收,掺入粉煤灰和缓凝型减水剂,可减少水泥用量,从而达到降低水化热的目的。③进行混凝土水化热的计算,确定采取什么措施来减小混凝土中部与表面的温差;④增设抗裂构造钢筋,可有效减少混凝土表面裂缝;⑤在满足砼强度下,骨料尽量选用较大粒径,碎石为5～31.5连续级配;⑥混凝土施工采用分层浇筑,可延长水泥水化放热时间,减缓混凝土降温速率,减小温度应力,有利于控制混凝土内部收缩裂缝;⑦混凝土表面及时充分补水养护是充分发挥外加剂效能防止超规范裂缝出现的重要条件。

参考文献:

[1] 江正荣.建筑施工计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2] DBJ01-61-2002,混凝土外加剂应用技术规程[S].