现代施工技术(10)----大体积混凝土施工1

大体积混凝土施工现代施工技术系列讲座大体积混凝土特点：尺寸较大（最小断面尺寸大于1m以上），施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差值，合理解决温度裂缝问题。产生裂缝的原因：混凝土浇筑初期——内外温差过大；混凝土浇筑后期——混凝土整体温度下降，不能自由收缩。主要出现部位：大基础底板、转换梁、转换板等。主要一些体积不大，但具有“大体积”性质的构件。温度裂缝机理水化热水泥与水的作用为放热反应，随着硬化过程的进行，不断放出热量，这种热量称为水化热。水泥水化热的大小学放热的快慢，除了决定于水泥成分外，还与水泥的细度、水泥中掺混合材料及外加剂的品种、数量等有关。细度大的水泥放热量较多，放热速度也较快。水泥的水化热对施工应用有很大的影响。对于小断面小体积的混凝土构件的低温施工，水化热可加快其硬化速度。温度裂缝机理水化热对混凝土施工的主要影响：加快混凝土强度增长的早期发展；（有利）加快混凝土收缩的早期发展（对自身或相邻其他构件）；（有害）产生温度应力。（有害）温度作用的影响：随时间变化的温度作用；同一时刻，相邻不同构件之间的温度作用；同一时刻，同一构件不同部位的温度作用。温度裂缝机理温度裂缝机理矿物组成硅酸三钙(C3S)硅酸二钙(C2S)铝酸三钙(C3A)铁铝酸四钙(C3AF)与水反应速度中慢快中水化热中低高中对强度的作用早期良差良良后期良优中中耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小水化活性高最低最高低温度裂缝机理温度裂缝机理Ⅰ．初始水解期：加水后即发生急剧反应，但反应时间很短，在15min内结束，又称诱导前期。Ⅱ．诱导期：反应及其缓慢，又称静止期，一般持续2~4小时，是硅酸盐水泥浆体能在加水后几小时内保持塑性的原因。初凝时间相当于诱导期的结束。Ⅲ．加速期：反应重新加快，反应速率随时间而增长，出现第二个放热峰。终凝已过，开始硬化。Ⅳ．衰退期：反应速率随时间而下降，又称减速期，持续12~24小时。Ⅴ．稳定期：反应速率很低、基本稳定的阶段。温度裂缝图平均的整浇长度〔Lcp〕按下式计算：式中a―混凝土的线膨胀系数；T―结构计算温差；εp―混凝土的极限拉伸值；E―混凝土的弹性模量；H―混凝土结构的厚度；Cx―阻力系数。混凝土的极限拉伸值εp，由瞬时极限拉伸值和徐变变形两部分组成：εp=εpa+εn式中εp―混凝土的极限拉伸值；εpa―混凝土的瞬时极限拉伸值；εn―混凝土的徐变变形温度裂缝图温度裂缝图浇筑方案全面分层：在整个结构内全面分层浇筑混凝土，要求每一层的混凝土浇筑必须在下层混凝土初凝前完成。适用于平面尺寸不太大的结构，施工时宜从短边开始，顺着长边方向推进，有时也可从中间开始向两端进行或从两端向中间推进。浇筑方案分段分层：全面分层浇筑方案混凝土的浇筑强度太高，施工难以满足时，则可采用分段分层浇筑方案。它是将结构从平面上分成几个施工段，厚度上分成几个施工层,混凝土从底层开始浇筑，进行一定距离后就回头浇筑第二层凝土，如此依次浇筑以上各层。施工时要求在第一层第一段末端混凝土初凝前，开始第二段的施工，以保证混凝土接触面结合良好。该方案适用于厚度不大而面积或长度较大的结构。浇筑方案斜面分层：当结构的长度超过厚度的三倍，宜采用斜面分层浇筑方案。要求斜面坡度不小于1/3。施工时，混凝土的振捣需从浇筑层下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的施工质量。大坍落度混凝土流淌示意图大坍落度混凝土流淌示意图大坍落度混凝土流淌示意图防治温度裂缝的措施从原材料及配合比、施工工艺（包括养护）、环境条件、结构设计等方面进行控制。①宜选用水化热较低的水泥，如矿渣水泥、火山灰质水泥或粉煤灰水泥；防治温度裂缝的措施②在保证混凝土强度的条件下，尽量减少水泥用量和每立方米混凝土的用水量；《高规》相关规定：③粗骨料宜选用粒径较大的卵石，应尽量降低砂石的含泥量，以减少混凝土的收缩量；防治温度裂缝的措施④尽量降低混凝土的入模温度，在气温较高时，可在砂、石堆场、运输设备上搭设简易遮装置，采用低温水或冰水拌制混凝土；⑤必要时可在混凝土内部埋设冷却水管，利用循环水来降低混凝土温度；⑥扩大浇筑面和散热面，减少浇筑层厚度和延长混凝土的浇筑时间，以便在浇筑过程中尽量多地释放出水化热，可在混凝土中掺加缓凝剂；防治温度裂缝的措施⑦掺入适量的矿物掺料，如粉煤灰等，也可采用减水剂；⑧加强混凝土保温、保湿养护措施，严格控制大体积混凝土的内外温差：采用草包、炉渣、砂、锯末等保温材料，以减少表层混凝土热量的散失，降低内外温差；⑨从混凝土表层到内部设置若干个温度观测点，加强观测，一旦出现温差过大的情况，便于及时处理。防治温度裂缝的措施⑩合理设置后浇带：间距按计算确定，一般20~30米一道，正常浇筑后一般不宜少于40天再浇筑后浇带，可用膨胀混凝土；另外：混凝土二次振捣，底部设置隔离层。施工监测施工监测施工监测施工监测施工监测施工监测施工监测水泥粉煤灰矿粉水砂石减水剂水胶比240909017572010858.80.42底板混凝土原材料性能及配合比（kg/m3）自来水；亚东普通硅酸盐水泥42.5，细度0.6%；Ⅱ级粉煤青山电厂，细度14%，需水比101%；矿粉：亚东，比表面积420m2/kg，需水比99%，活性90%（28天）；天然湖南砂，Ⅱ区中砂（细度模数2.6），空隙率37%；碎石，级配5～25，含泥量0.5%，施工监测1#和2#混凝土温度变化曲线（混凝土入模对应时间0）0.010.020.030.040.050.060.0024487296120144168192216240264288312336时间（h）温度（℃）1#（下）1#（中）1#（上）2#环境气温混凝土表面施工监测某体积不大的混凝土墙体（350mm厚）温升曲线水泥粉煤灰矿粉水砂石减水剂水胶比290909018071010809.90.38自来水；亚东，普通硅酸盐水泥42.5，细度0.6%；Ⅱ级粉煤灰：青山，比表面积445m2/kg，需水比99%，活性76%（28天）；矿粉：亚东，比表面积476m2/kg，需水比99%，活性90%（28天）；砂：天然湖南砂，Ⅱ区中砂（细度模数2.6），含泥量0.6%；石：碎石，连续粒级，含泥量0.4%；减水剂：中建三局，FDN—5R缓凝型，减水率23.1%。施工监测某体积不大的混凝土墙体（350mm厚）温升曲线0.010.020.030.040.050.060.0024487296120144168龄期（小时）温度（℃）T1T2T3T4T5T6T7T8T9环境墙内表面墙外表面参考墙体CCTV新址基础超厚超大体积砼基础底板砼量：120000m3基础局部最厚：10.9m一次浇筑砼量：塔楼一：39000m3塔楼二：33000m3【超厚超大底板施工】主楼于2005年4月28日正式开始桩基施工，于2006年春节前完成了主楼、裙楼、车库及部分基座的筏板施工466530753921650334245209底板施工总面积近50000m2；电梯井局部深度达10.9m；塔楼一浇注量为3.9万m3；塔楼二浇注量为3.3万m3；底板总浇注量超过12万m3。【超厚超大底板施工】主楼筏板纵向受力筋全部为III级50钢筋底铁2～7层网片上铁2～3层网片底板钢筋用量28000吨其中III级50钢筋18000吨【超厚超大底板施工】Ⅲ级50钢筋加工【超厚超大底板施工】底板钢筋支撑支撑型钢用量340吨【超厚超大底板施工】混凝土绝热温升测试测试配合比：水：160、水泥：200、粉煤灰：197、砂：719、石：1125、UNF-5AST：0.9%水胶比：0.4，砂率：0.39胶凝材料总用量：397Kg【超厚超大底板施工】测试绝热温升曲线：【超厚超大底板施工】ANSYS软件分析计算——28d温度分布【超厚超大底板施工】召开专家论证会，多方咨询后确定配合比【超厚超大底板施工】最终确定的混凝土供应站各搅拌站原材料储备能力统计【超厚超大底板施工】塔楼一混凝土浇筑现场平面布置【超厚超大底板施工】现场泵管布置图【超厚超大底板施工】现场振捣手布置图串筒布置图【超厚超大底板施工】塔楼1浇筑流程图【超厚超大底板施工】塔楼1浇筑流程图【超厚超大底板施工】塔楼1浇筑流程图【超厚超大底板施工】塔楼1浇筑流程图【超厚超大底板施工】塔楼一：2005年12月28日开始浇筑，历时54小时，平均浇筑速度720方/小时底板混凝土浇筑【超厚超大底板施工】塔楼二：2005年12月20日开始浇筑，历时52小时，平均浇筑速度630方/小时底板混凝土浇筑【超厚超大底板施工】底板测温方法塔楼一、塔楼二底板测温采用大体积砼电脑测温（一线通）系统，该系统实时性好、安装操作简便、产品较成熟。该系统测温间隔最短1秒、测温精度0.1℃，测温误差≤0.2℃。【超厚超大底板施工】底板测温点布置及温度曲线【超厚超大底板施工】底板保温养护采用一层塑料布、三层草帘被和一层帆布进行保温养护覆盖。【超厚超大底板施工】底板保温养护CCTV施工进展及相关技术问题【超厚超大底板施工】CCTV新址CCTV新址振捣CCTV新址CCTV新址