大體積混凝土配合比設(shè)計

1、南昌生米大橋大體積混凝土配合比設(shè)計、澆筑及養(yǎng)護(hù)中鐵一局南昌生米大橋第三合同段項目經(jīng)理部 2005.2.5 大體積混凝土的配合比設(shè)計首先要分析大體積混凝 土問題所在，才能更好的進(jìn)行下一步工作。一、大體積混凝土最大的難題是開裂，即貫穿開裂和表面開裂，治標(biāo)先要治本，所以首先要談混凝土的開裂。混凝土的開裂有三種，自身收縮、干燥收縮和塑性收縮。自身收縮和干燥收縮都是水的遷移造成的，但自身收縮不是水份蒸發(fā)了，是水泥水化時消耗了水份，產(chǎn)生自干燥作用，混凝土的相對濕度降低，體積減小。水灰比對自身收縮和干燥收縮的影響正相反，水灰比減小干燥收縮減小，自身收縮增大，但水灰比減小到一定程度時，對干燥收縮和自身收縮的影

2、響就各半了。自身收縮和干燥收縮在混凝土內(nèi)部是均勻發(fā)生的，低水灰比的混凝土自身收縮集中發(fā)生在混凝土澆注后的初齡期，因為在這以后，由于混凝土體內(nèi)的自干燥作用，水化就基本停止，也就是說在拆模前，混凝土的自身收縮就已經(jīng)大部分完成，不象干燥收縮，除了未覆蓋且暴露面積很大的地方外，許多構(gòu)件干縮都發(fā)生在拆模以后。塑性收縮是混凝土水灰比較小，外界環(huán)境溫度較高，混凝土表面蒸發(fā)的水分得不到補充，受到外力的情況下，產(chǎn)生裂縫，混凝土內(nèi)部水份蒸發(fā)加快，于是裂縫迅速擴展。從以上可以得知混凝土的養(yǎng)護(hù)很關(guān)鍵，尤其是干燥收縮和塑性，養(yǎng)護(hù)是關(guān)鍵。這三種收縮中干燥收縮和自身收縮是混凝土開裂的主要因素。但在大體積混凝土的施工中，自身

3、收縮和干燥收縮，它們和溫度疊加時就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力和約束應(yīng)力，它才是產(chǎn)生裂縫的元兇。大體積混凝土的最高溫度是由水泥水化熱、混凝土澆注溫度和混凝土的散熱速度決定的。在這三部分中水泥水化熱而引起的的絕熱溫升是主要因素，我們要降低絕熱溫生，實際就是降減小大體積混凝土內(nèi)脹外縮的應(yīng)力，我們所要做的只能是降低絕熱溫升，并且控制內(nèi)外溫差不大于25度。而控制溫度又有不利因素存在，混凝土超厚；因承臺標(biāo)號高，不得不采用42.5級水泥。在這些不利因素綜合作用下，存在產(chǎn)生裂縫的危險，我們就要降低溫度應(yīng)力和提高混凝土早期抗拉強度入手，以下各項措施都圍繞這兩點來完成的。二、大體積混凝土配合比的設(shè)計及材料的選擇及設(shè)計 在進(jìn)行

4、配合比時應(yīng)以以下幾個方面考慮：用中低熱水泥。盡量減低水泥用量/降低水灰比及單位用水量降低砂率選用優(yōu)質(zhì)緩凝減水劑摻入粉煤灰盡可能選擇粒徑大一些的骨料。水泥水化熱雖然可以迅速提高混凝土早期的強度，但它是造成大體積混凝土絕熱溫升和溫度應(yīng)力的主要因素，所以我們要推遲溫峰的出現(xiàn)，并且要降低水化熱。配合比的設(shè)計首先要考慮的是降低溫度，所以首先要有一個較低的水灰比，降低水灰比最佳途徑就是一個好的減水劑，考慮推遲溫峰的出現(xiàn)，應(yīng)該采用緩凝高效減水劑。 水泥要采用低熱水泥，首選無疑是礦渣水泥。為了最大限度的降低水泥水化熱影響，在合理的范圍內(nèi)，最大限度的摻入粉煤灰。考慮混凝土的可泵性、保證強度還有提高混凝土的抗拉強

5、度，粗集料應(yīng)該采用碎石?；炷翐饺敕勖夯液螅鸵仔哉尘坌詴蠓忍岣?，而且粉煤灰混凝土的塌落度在T=15cm時，完全可以滿足施工的需要，并且可以達(dá)到良好的可泵性，這樣既降低水灰比，又可以降低混凝土的泌水問題。由于南昌沒有碎石及低熱水泥，如果從外地運輸必將大幅度提高成本，我們本著質(zhì)量、經(jīng)濟的原則，在數(shù)家采石場精挑細(xì)選，以數(shù)據(jù)指標(biāo)為準(zhǔn)則，最后選定一家531.5連續(xù)繼配的卵石，水泥確定為洋房42.5。經(jīng)過多次試配，強度、緩凝時間的驗證，最終確定浙江虎強HQ303超緩泵送劑，水泥用量降低為310kg的配比。混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)1、混凝土的澆筑方法可采用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑（如圖1所示，圖中的數(shù)字

6、為澆筑先后次序），不得隨意留施工縫，并符合下列規(guī)格：混凝土的攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r，混凝土的攤鋪厚度宜不大于600mm；當(dāng)采用非泵送混凝土?xí)r，混凝土的攤鋪厚度不大于400mm；分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，其層間的間隔時間應(yīng)盡量縮短，必須在前層混凝土初凝之前，將其次層混凝土澆筑完畢。層間最長的時間間隔應(yīng)不大于混凝土的初凝時間?；炷恋某跄龝r間應(yīng)通過試驗確定。當(dāng)層間間隔時間超過混凝土的初凝時間時，層面應(yīng)按施工縫處理。（a） （b）圖1混凝土澆筑方法（a）分層連續(xù)澆筑；（b）推移式澆筑對于工程量較大、澆筑面積也大、一次連續(xù)澆筑層厚度不大（一般不超

7、過3m），且澆筑能力不足時的混凝土工程，宜采用推移式連續(xù)澆筑法。分層連續(xù)澆筑法是目前大體積混凝土施工中普遍采用的方法。分層連續(xù)澆筑一是便于振搗，易保證混凝土的澆筑質(zhì)量；二是可利用混凝土層面散熱。對降低大體積混凝土澆筑塊的溫升有利。另外。對分層澆筑的層面間隔時間作了規(guī)定，防止因間隔時間過長產(chǎn)生“冷縫”。層間的間隔時間是以混凝土的初凝時間為準(zhǔn)的。關(guān)于混凝土的初凝時間，在國際上是以貫入阻力法測定，以貫入阻力值為3.5MPa時為混凝土的初凝，所以應(yīng)經(jīng)試驗確定，試驗方法可見液壓滑動模板施工技術(shù)規(guī)范（GBJ113-87）附錄。同時考慮到與鋼筋混凝土施工及驗收規(guī)范（GBJ204-83）協(xié)調(diào)，故也允許按GBJ

8、204-83規(guī)定確定層面間隔時間。當(dāng)由于意外情況層面間隔時間超過混凝土初凝時間時，應(yīng)按施工縫處理。2、大體積混凝土施工采取分層澆筑混凝土?xí)r，水平施工縫的處理應(yīng)符合下列規(guī)定：清除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝土層及松動的石子，并均勻的露出粗骨料；在上層混凝土澆筑前，應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤，但不得有積水；對非泵送及低流動度混凝土，在澆筑上長層混凝土?xí)r，應(yīng)采取接漿措施。3、混凝土的拌制、運輸必須滿足連續(xù)澆筑施工以及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求，并應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)炎熱季節(jié)澆筑大體積混凝土?xí)r，混凝土攪拌場、站宜對砂、石骨料采取遮陽、降溫措施；當(dāng)采用自備攪拌站時，攪拌站應(yīng)盡量靠近混凝土

9、澆筑地點，以縮短水平運輸距離；當(dāng)采用在、泵送混凝土施工時，混凝土的運輸宜采用混凝土攪拌運輸車?；炷翑嚢柽\輸車的數(shù)量應(yīng)滿足混凝土連續(xù)澆筑的要求。4、在混凝土澆筑過程中，應(yīng)及時清除混凝土表面的泌水。在大體積混凝土澆筑過程中，由于混凝土表面泌水現(xiàn)象普遍存在，為保證混凝土的澆筑質(zhì)量，要及時清除混凝土表面泌水的清除工作，因為泵送混凝土的水灰比一般比較大，泌水現(xiàn)象也比較嚴(yán)重。不及時清除，將會降低結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量。5、在每次混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，并應(yīng)符合下列規(guī)定：保溫養(yǎng)護(hù)措施，應(yīng)使混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度滿足控制指標(biāo)的要求；保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間，應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力（

10、包括混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力）加以控制、確定，但不得少于15天。保溫覆蓋的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行。保溫養(yǎng)護(hù)識大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。保溫養(yǎng)護(hù)的目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的里外溫差值以降低混凝土塊體的自約束力，其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體承受外約束力時的抗裂能力，達(dá)到防止或控制溫度裂縫的目的，同時，在養(yǎng)護(hù)的過程中保持良好的濕度和防風(fēng)條件，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，施工人員應(yīng)根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施。6、塑料薄膜、草袋可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，在寒冷季節(jié)可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚，覆蓋層的厚度應(yīng)根據(jù)溫

11、控指標(biāo)的要求計算。 具有保溫性能良好的材料可以用于混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)中，在大體積混凝土施工時，可因地制宜地采用保溫性能好而又便宜的材料用作大體積混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)中。關(guān)于保溫養(yǎng)護(hù)的計算，一般是根據(jù)固體的放熱系數(shù)，保溫材料的熱阻系數(shù)，把保溫層厚度虛擬成混凝土的厚度進(jìn)行計算，以下給出了虛擬厚度的計算方法，可作為參考。 混凝土澆筑后46小時內(nèi)可能在表面出現(xiàn)塑性裂縫，可采取二次壓光或二次澆灌層處理。 7、在大體積混凝土保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)對混凝土澆筑塊體的里外溫差和降溫速度進(jìn)行監(jiān)測，現(xiàn)場實測在高爐大體積混凝土施工中是一重要環(huán)節(jié)，根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果可隨時掌握與溫控施工控制數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)（里外溫差、最高溫升及降溫速度等），可根據(jù)這些實測結(jié)果調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施以滿足溫控指標(biāo)的要求。8、在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，不得采用強制、不均勻的降溫措施。否則，易使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土施工時，主要采用兩種模板，即鋼模和木模。當(dāng)采用鋼模時，根據(jù)保溫養(yǎng)護(hù)的需要，鋼模外業(yè)應(yīng)采取保溫措施。而采用木模時，都把木模作為保溫材料考慮，無論鋼模、木模在模板拆除后，都應(yīng)根據(jù)大體積混凝土澆