冬夏季與大體積混凝土工程

1、第七章第七章 混凝土與鋼筋混凝混凝土與鋼筋混凝土工程土工程第四節(jié)第四節(jié) 混凝土的冬夏混凝土的冬夏季施工季施工 一、混凝土冬季施工一、混凝土冬季施工 （一）定義（一）定義 現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定：寒冷地區(qū)的現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定：寒冷地區(qū)的日平均氣溫穩(wěn)定（連續(xù)日平均氣溫穩(wěn)定（連續(xù)5 5天）在天）在55以下或最低氣溫穩(wěn)定在以下或最低氣溫穩(wěn)定在-3-3以下時(shí)，以下時(shí)，溫和地區(qū)的日平均氣溫穩(wěn)定在溫和地區(qū)的日平均氣溫穩(wěn)定在33以以下時(shí)，均屬于低溫季節(jié)，這就需要下時(shí)，均屬于低溫季節(jié)，這就需要采取相應(yīng)的防寒保溫措施，避免混采取相應(yīng)的防寒保溫措施，避免混凝土受到凍害。凝土受到凍害。 （二）低溫施工的危害（二）低溫施工的危

2、害 混凝土在低溫條件下，水化凝固速混凝土在低溫條件下，水化凝固速度大為降低，強(qiáng)度增長(zhǎng)受到阻礙。當(dāng)氣度大為降低，強(qiáng)度增長(zhǎng)受到阻礙。當(dāng)氣溫在溫在-2-2時(shí)，混凝土內(nèi)部水分結(jié)冰，不時(shí)，混凝土內(nèi)部水分結(jié)冰，不僅水化作用完全停止，而且結(jié)冰后由于僅水化作用完全停止，而且結(jié)冰后由于水的體積膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)受到損害，水的體積膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)受到損害，當(dāng)冰融化后，水化作用雖將恢復(fù)，混凝當(dāng)冰融化后，水化作用雖將恢復(fù)，混凝土強(qiáng)度也可繼續(xù)增長(zhǎng)，但最終強(qiáng)度必然土強(qiáng)度也可繼續(xù)增長(zhǎng)，但最終強(qiáng)度必然降低。降低。 （三）冬季施工的措施（三）冬季施工的措施 低溫季節(jié)混凝土施工可以采用低溫季節(jié)混凝土施工可以采用人工加熱、保溫蓄

3、熱及加速凝固等人工加熱、保溫蓄熱及加速凝固等措施，使混凝土入倉(cāng)澆筑溫度不低措施，使混凝土入倉(cāng)澆筑溫度不低于于55；同時(shí)保證混凝土澆筑后的；同時(shí)保證混凝土澆筑后的正溫養(yǎng)護(hù)條件，在未達(dá)到允許受凍正溫養(yǎng)護(hù)條件，在未達(dá)到允許受凍臨界強(qiáng)度以前不遭受凍結(jié)。臨界強(qiáng)度以前不遭受凍結(jié)。 （1 1）調(diào)整配合比和摻外加劑）調(diào)整配合比和摻外加劑 對(duì)非大體積混凝土，采用發(fā)熱對(duì)非大體積混凝土，采用發(fā)熱量較高的快凝水泥；量較高的快凝水泥； 提高混凝土的配制強(qiáng)度；提高混凝土的配制強(qiáng)度； 摻早強(qiáng)劑或早強(qiáng)型減水劑；摻早強(qiáng)劑或早強(qiáng)型減水劑； 采用較低的水灰比；采用較低的水灰比； 摻加氣劑摻加氣劑。 （2 2）原材料加熱法）原材料加

4、熱法 當(dāng)日平均氣溫為當(dāng)日平均氣溫為-2-2-5-5時(shí)，應(yīng)加熱時(shí)，應(yīng)加熱水拌和；當(dāng)氣溫再低時(shí)，可考慮加熱骨料。水拌和；當(dāng)氣溫再低時(shí)，可考慮加熱骨料。水泥不能加熱，但應(yīng)保持正溫。水泥不能加熱，但應(yīng)保持正溫。 （3 3）蓄熱法）蓄熱法 蓄熱法是將澆筑法的混凝土在養(yǎng)蓄熱法是將澆筑法的混凝土在養(yǎng)護(hù)期間用保溫材料加以覆蓋，盡可能護(hù)期間用保溫材料加以覆蓋，盡可能把混凝土在澆筑時(shí)所包含的熱量和凝把混凝土在澆筑時(shí)所包含的熱量和凝固過(guò)程中產(chǎn)生的水化熱蓄積起來(lái)，以固過(guò)程中產(chǎn)生的水化熱蓄積起來(lái)，以延緩混凝土的冷卻速度，使混凝土在延緩混凝土的冷卻速度，使混凝土在達(dá)到抗冰凍強(qiáng)度以前，始終保證正溫。達(dá)到抗冰凍強(qiáng)度以前，始終

5、保證正溫。適用：日平均溫度適用：日平均溫度-10-10；澆筑塊；澆筑塊表面率小于表面率小于5 5。 （4 4）加熱養(yǎng)護(hù)法）加熱養(yǎng)護(hù)法 當(dāng)采用蓄熱法不能滿足要求時(shí)可當(dāng)采用蓄熱法不能滿足要求時(shí)可以采用加熱養(yǎng)護(hù)法，即利用外部熱源以采用加熱養(yǎng)護(hù)法，即利用外部熱源對(duì)混凝土加熱養(yǎng)護(hù)，包括暖棚法、蒸對(duì)混凝土加熱養(yǎng)護(hù)，包括暖棚法、蒸氣加熱法和電熱法等。氣加熱法和電熱法等。 1 1）暖棚法。即在混凝土結(jié)構(gòu)周）暖棚法。即在混凝土結(jié)構(gòu)周?chē)帽夭牧洗畛膳?，在棚?nèi)安設(shè)圍用保溫材料搭成暖棚，在棚內(nèi)安設(shè)熱風(fēng)機(jī)、蒸氣排管、電爐或火爐進(jìn)行熱風(fēng)機(jī)、蒸氣排管、電爐或火爐進(jìn)行采暖，使棚內(nèi)溫度保持在采暖，使棚內(nèi)溫度保持在15152

6、020以以上，保證混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)處于正溫上，保證混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)處于正溫條件下。暖棚法費(fèi)用較高，但此法適條件下。暖棚法費(fèi)用較高，但此法適用于寒冷地區(qū)的混凝土施工用于寒冷地區(qū)的混凝土施工, , 及建筑及建筑物體積不大的場(chǎng)合。物體積不大的場(chǎng)合。 2 2）蒸氣加熱法。利用蒸氣加熱養(yǎng)護(hù)）蒸氣加熱法。利用蒸氣加熱養(yǎng)護(hù)混凝土，不僅使新澆混凝土得到較高的混凝土，不僅使新澆混凝土得到較高的溫度，而且還可以得到足夠的濕度，促溫度，而且還可以得到足夠的濕度，促進(jìn)水化凝固作用，使混凝土強(qiáng)度迅速增進(jìn)水化凝固作用，使混凝土強(qiáng)度迅速增長(zhǎng)。長(zhǎng)。 3 3）電熱法。是用鋼筋或薄鐵片作）電熱法。是用鋼筋或薄鐵片作為電極，插入混

7、凝土內(nèi)部或貼附于混為電極，插入混凝土內(nèi)部或貼附于混凝土表面，利用新澆混凝土的導(dǎo)電性凝土表面，利用新澆混凝土的導(dǎo)電性和電阻大的特點(diǎn)，通以和電阻大的特點(diǎn)，通以5050100V100V的低的低壓電，直接對(duì)混凝土加熱，使其盡快壓電，直接對(duì)混凝土加熱，使其盡快達(dá)到抗凍強(qiáng)度。由于耗電量大，大體達(dá)到抗凍強(qiáng)度。由于耗電量大，大體積混凝土較少采用。積混凝土較少采用。 二、混凝土夏季施工二、混凝土夏季施工 溫度溫度3232，水化作用加劇，水化作用加劇，內(nèi)部溫度急劇上升，等混凝土冷卻內(nèi)部溫度急劇上升，等混凝土冷卻收縮時(shí)，產(chǎn)生裂縫，一般正常溫度收縮時(shí)，產(chǎn)生裂縫，一般正常溫度超過(guò)超過(guò)3030，應(yīng)采取如下措施降溫。，應(yīng)采

8、取如下措施降溫。 1 1）降低混凝土本身的發(fā)熱量）降低混凝土本身的發(fā)熱量 低熱水泥；低熱水泥； 降低水泥用量；降低水泥用量； 加冰塊拌制混凝土，用冰水或冷風(fēng)預(yù)加冰塊拌制混凝土，用冰水或冷風(fēng)預(yù)冷骨料；冷骨料； 摻外加劑；摻外加劑； 對(duì)大體積混凝土，預(yù)埋塊石。對(duì)大體積混凝土，預(yù)埋塊石。 2 2）防止太陽(yáng)輻射。）防止太陽(yáng)輻射。 3 3）降溫）降溫 加強(qiáng)灑水養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間；加強(qiáng)灑水養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間； 夜間澆筑；夜間澆筑； 內(nèi)部冷卻；內(nèi)部冷卻； 適當(dāng)減小澆筑層厚度，從而減少適當(dāng)減小澆筑層厚度，從而減少內(nèi)部溫差。內(nèi)部溫差。 劉山站防曬網(wǎng)劉山站防曬網(wǎng)第五節(jié)大體積混凝土裂縫的第五節(jié)大體積混凝土裂縫的 施

9、工控制措施施工控制措施Construction control measures of mass concrete crack 一、大體積混凝土的定義一、大體積混凝土的定義 日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(JASS5)(JASS5)規(guī)定：規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在最小厚度在80cm80cm以上，同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)以上，同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過(guò)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過(guò)2525的混的混凝土，稱(chēng)為大體積混凝土凝土，稱(chēng)為大體積混凝土”。 美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)(ACI)(ACI)規(guī)定：規(guī)定：“任何就地澆任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大

10、，必須要求解決筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題，以最大限度水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題，以最大限度減少開(kāi)裂減少開(kāi)裂”。 我國(guó)對(duì)大體積混凝土的定義為：我國(guó)對(duì)大體積混凝土的定義為：“混凝土結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸等于或大于構(gòu)物實(shí)體最小尺寸等于或大于1m1m，或預(yù)計(jì)會(huì)因水，或預(yù)計(jì)會(huì)因水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致裂縫的混凝化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致裂縫的混凝土土”。 二、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因二、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因 （一）收縮裂縫（一）收縮裂縫 混凝土凝結(jié)硬化時(shí)體積減小，這種混凝土的混凝土凝結(jié)硬化時(shí)體積減小，這種混凝土的自發(fā)變形，在受

11、到外部環(huán)境約束時(shí)，將使混凝土自發(fā)變形，在受到外部環(huán)境約束時(shí)，將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，致使混凝土開(kāi)裂。在硬化初期主中產(chǎn)生拉應(yīng)力，致使混凝土開(kāi)裂。在硬化初期主要是水泥石在水泥凝結(jié)硬化過(guò)程中產(chǎn)生的體積變要是水泥石在水泥凝結(jié)硬化過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。化，后期主要是自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。 （二）溫度裂縫（二）溫度裂縫 1 1混凝土升溫階段產(chǎn)生的裂縫混凝土升溫階段產(chǎn)生的裂縫 大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，澆筑后水泥的水化大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，澆筑后水泥的水化熱很大，且不易散出，混凝土的內(nèi)部溫度顯著升熱很大，且不易散出，混凝土的內(nèi)部溫度顯著升高，從而形成較大的內(nèi)外溫差

12、，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)高，從而形成較大的內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果在混凝土表面生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會(huì)引起較大的表面附近存在較大的溫度梯度，就會(huì)引起較大的表面拉應(yīng)力，而此時(shí)混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很拉應(yīng)力，而此時(shí)混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力超過(guò)此時(shí)混凝土極低，當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力超過(guò)此時(shí)混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。 2 2混凝土降溫階段產(chǎn)生的裂縫混凝土降溫階段產(chǎn)生的裂縫 當(dāng)混凝土降溫時(shí)，由于逐漸散熱而產(chǎn)生收縮，當(dāng)混凝土降溫時(shí)，由于逐漸散熱

13、而產(chǎn)生收縮，在收縮時(shí)由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，會(huì)產(chǎn)在收縮時(shí)由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），如果產(chǎn)生的收縮生很大的收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，超過(guò)當(dāng)時(shí)混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混應(yīng)力，超過(guò)當(dāng)時(shí)混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫，這種收縮裂縫有時(shí)會(huì)貫穿凝土中產(chǎn)生收縮裂縫，這種收縮裂縫有時(shí)會(huì)貫穿全斷面，成為結(jié)構(gòu)性裂縫，帶來(lái)嚴(yán)重危害。全斷面，成為結(jié)構(gòu)性裂縫，帶來(lái)嚴(yán)重危害。 三、大體積混凝土裂縫的施工控制措施三、大體積混凝土裂縫的施工控制措施 采用施工技術(shù)措施應(yīng)從控制溫升，延緩降采用施工技術(shù)措施應(yīng)從控制溫升，延緩降溫速率，減少混凝土收縮，提高混凝

14、土極限拉溫速率，減少混凝土收縮，提高混凝土極限拉伸強(qiáng)度，改善約束程度等方面著手。伸強(qiáng)度，改善約束程度等方面著手。 （一）原材料控制（一）原材料控制 1.1.合理選擇材料品種合理選擇材料品種 2.2.確保材料的質(zhì)量確保材料的質(zhì)量 3.3.選用合適的外加劑選用合適的外加劑 （二）優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)（二）優(yōu)化配合比設(shè)計(jì) 1.1.盡量減少單位水泥用量。盡量減少單位水泥用量。 2.2.砂率不宜過(guò)大。砂率不宜過(guò)大。 3.3.水灰比不宜大于水灰比不宜大于0.50.5。 ( (三三) )適當(dāng)降低大體積混凝土的澆筑溫度適當(dāng)降低大體積混凝土的澆筑溫度 1.1.預(yù)冷骨料；預(yù)冷骨料； 2.2.加冰水拌和或送冷風(fēng)冷卻拌和物

15、；加冰水拌和或送冷風(fēng)冷卻拌和物； 3.3.運(yùn)輸過(guò)程中采取遮蓋措施，防止太陽(yáng)輻射；運(yùn)輸過(guò)程中采取遮蓋措施，防止太陽(yáng)輻射； 4.4.嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度；嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度； 5.5.合理安排澆筑時(shí)間。合理安排澆筑時(shí)間。 （四）改進(jìn)施工工藝，確保施工質(zhì)量（四）改進(jìn)施工工藝，確保施工質(zhì)量 采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石攪采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石攪拌新工藝；混凝土制備時(shí)，原材料稱(chēng)量要準(zhǔn)拌新工藝；混凝土制備時(shí)，原材料稱(chēng)量要準(zhǔn)確，拌和要均勻、透徹；保證振搗密實(shí)，嚴(yán)確，拌和要均勻、透徹；保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間、移動(dòng)距離和插入深度，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間、移動(dòng)距離和插入深度，嚴(yán)防漏振及過(guò)

16、振，對(duì)澆筑后的混凝土（尤其是防漏振及過(guò)振，對(duì)澆筑后的混凝土（尤其是混凝土表面）進(jìn)行二次振搗，增加混凝土密混凝土表面）進(jìn)行二次振搗，增加混凝土密實(shí)度，提高混凝土抗裂性。實(shí)度，提高混凝土抗裂性。 （五）加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)五）加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù) 1.1.覆蓋保溫和灑水養(yǎng)護(hù)；覆蓋保溫和灑水養(yǎng)護(hù)； 2.2.蓄水養(yǎng)護(hù)；蓄水養(yǎng)護(hù)； 3.3.盡快回填土；盡快回填土； 4.4.控制混凝土拆模時(shí)間?？刂苹炷敛鹉r(shí)間。 （六）減少外約束（六）減少外約束 1.1.上下層混凝土澆筑間隔時(shí)間控制在上下層混凝土澆筑間隔時(shí)間控制在7 710d10d為宜；為宜； 2.2.混凝土澆筑速度保持均衡，澆筑高度均衡混凝土澆筑速度保持均衡，澆筑高度均衡上升；上升； 3.3.控制新老混凝土結(jié)合面的溫差；控