東沙大橋承臺(tái)大體積混凝土溫控方案（060406修改版）

1、PAGE PAGE 10 東沙特大橋主塔承臺(tái)大體積砼溫度控制方案武漢理工大學(xué)廣東省長大公路工程有限公司二六年三月東沙特大橋主塔承臺(tái)大體積砼溫度控制概況東沙特大橋主塔承臺(tái)長28m、寬19m、厚6m，砼標(biāo)號(hào)為C30，共3092m3，屬于典型的大體積砼施工。大體積混凝土施工時(shí)遇到的普遍問題是溫度裂縫。由于混凝土中水泥水化放熱作用，混凝土澆筑后將經(jīng)歷升溫期，降溫期和穩(wěn)定期三個(gè)階段，在這個(gè)過程中混凝土的體積在溫度變化影響下亦隨之伸縮，若各塊混凝土體積變化受到約束就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，如果該應(yīng)力超過混凝土的抗裂能力將導(dǎo)致混凝土開裂；因此為了提高混凝土施工質(zhì)量，保證大橋長期安全地使用，必須采取溫控措施以防止溫度

2、裂縫的產(chǎn)生, 大體積混凝土施工中的溫度監(jiān)控是控制裂縫產(chǎn)生的關(guān)鍵步驟。為此本單位特制定主塔承臺(tái)大體積混凝土溫控方案及實(shí)施細(xì)則。承臺(tái)部位C30強(qiáng)度等級(jí)大體積混凝土配合比根據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JGJ55-2000、普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法GBJ50080-2002、普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法GBJ50081-2002、普通混凝土耐久性能試驗(yàn)方法GBJ82-85進(jìn)行了大量的混凝土配比及耐久性能實(shí)驗(yàn)，選定如下配合比，建議使用第2組配合比。表1 C30大體積混凝土配合比編號(hào)各組分用量（kg/m3）初凝時(shí)間（h）坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPa）抗?jié)B等級(jí)水水泥粉煤灰礦粉砂石減水劑0h1h7d28d1

3、16525515574811227.792022.01828.041.2P16217016014014073811078.342522.01926.042.8表2 C30大體積混凝土的收縮率（10-4）編號(hào)3d7d14d28d56d90d180d10.420.541.322.013.063.634.0120.150.431.271.962.833.433.86表3 C30大體積混凝土耐久性能測試編號(hào)Cl-滲透系數(shù)（10-13m2/s）鋼筋銹蝕失重率碳化深度111.50023mm28.8001%2mm原材料：1）水泥：選用粵秀P.O42.5水泥，摻礦粉S95級(jí)和粉煤灰，優(yōu)化混凝土配合比，在滿足設(shè)

4、計(jì)強(qiáng)度要求的前提下，盡可能的減少水泥用量，其用量控制在160（kg/m3），以減少水泥的水化熱產(chǎn)生，降低混凝土的溫升；雖然P.O42.5水泥用量較低，但是在混凝土中摻入S95級(jí)礦粉140（kg/m3），實(shí)際上等同于使用P.S32.5礦渣水泥300（kg/m3），滿足公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-2000要求，并能提高混凝土的耐久性。2）砂：中砂，細(xì)度模數(shù)2.43.0。3）碎石：5-25mm連續(xù)級(jí)配，針片狀含量8%，壓碎值9%，含泥量0.4%。4）粉煤灰：廣州電廠II級(jí)灰，需水量比102。5）減水劑：廣州建標(biāo)外加劑廠生產(chǎn)的FDN-440，減水率為18。溫控計(jì)算1 計(jì)算條件施工時(shí)間：06年4月

5、澆筑進(jìn)度：承臺(tái)分兩層澆筑，每層3m，每層澆筑時(shí)間12d，兩層澆筑時(shí)間間隔5-7d。冷卻水管采用管徑42.25mm的薄壁鋼管，其水平間距為1m；每層（3m）承臺(tái)埋設(shè)兩層冷卻水管，分別位于距底面1m、2m處； 通水方式及時(shí)間：混凝土澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高后即開始通水，通水流量應(yīng)大于30L/min，通水時(shí)間根據(jù)測溫結(jié)果確定。澆筑溫度取28，冷卻水管初期通水溫度為25?；浶鉖.O 42.5水泥3天水化熱230KJ/Kg，7天水化熱為255KJ/Kg?；炷寥葜?2450kg/m3混凝土絕熱溫升：(1-e)混凝土彈性模量：混凝土徐變度：氣溫： ，另外加3輻射熱。 2 計(jì)算結(jié)果溫控計(jì)算采用武漢理工大學(xué)大體

6、積砼施工期溫度場及溫度應(yīng)力場計(jì)算程序進(jìn)行。2. 1承臺(tái)大體積混凝土溫控計(jì)算2.1.1 溫度 計(jì)算結(jié)果承臺(tái)內(nèi)最高溫度48.9。溫度場歷時(shí)圖如圖1所示。網(wǎng)格剖分圖承臺(tái)混凝土第一層第3天出現(xiàn)溫峰承臺(tái)混凝土第二層第3天出現(xiàn)溫峰承臺(tái)混凝土內(nèi)部最高溫度包絡(luò)圖承臺(tái)混凝土基礎(chǔ)溫差圖1 承臺(tái)混凝土溫度場表4承臺(tái)各層最高溫度第一層第二層溫度/42.148.92.1.2 溫度應(yīng)力第一層最大溫度主拉應(yīng)力 齡期（d）3714284565應(yīng)力（MPa）0761.071.702.132.242.38第二層最大溫度主拉應(yīng)力齡期（d）3714284868應(yīng)力（MPa）0901.161.732.322.632.69承臺(tái)C30混凝

7、土劈裂抗拉強(qiáng)度齡期（d）371428Rpl（MPa）1451.963.153.82根據(jù)混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度測試結(jié)果可知承臺(tái)大體積砼在施工期內(nèi)C30混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度高于大體積混凝土內(nèi)溫度主拉應(yīng)力,有1.6的抗裂安全系數(shù)，在采取有效的溫控措施并合理施工后，可以防止承臺(tái)砼產(chǎn)生有害溫度裂縫。四、溫度控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)計(jì)算成果，為保證承臺(tái)在施工期內(nèi)不出現(xiàn)有害溫度裂縫，應(yīng)采取如下溫控標(biāo)準(zhǔn)：混凝土澆筑溫度不超過28；混凝土內(nèi)表溫差不超過25；混凝土降溫速率不超過2.0/d。五、溫控措施1.混凝土原材料及質(zhì)量控制：（1）水泥：采用粵秀P.O42.5水泥。水泥散袋或袋裝入場，水泥使用溫度不得超過55，否則須采取措施降

8、低水泥溫度，如可要求水泥生產(chǎn)廠家放置一段時(shí)間后發(fā)貨。袋裝水泥入場后應(yīng)按品種、標(biāo)號(hào)、出廠日期分別存放，同時(shí)應(yīng)采取措施防止受潮。水泥應(yīng)分批檢驗(yàn)，質(zhì)量應(yīng)穩(wěn)定。若存放期超過3個(gè)月應(yīng)重新檢驗(yàn)。（2）粉煤灰：采用廣州電廠II級(jí)灰，質(zhì)量應(yīng)符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB159691）的規(guī)定。（3）砂：河砂，細(xì)度模數(shù)2.43.0，其它指標(biāo)必須符合規(guī)范規(guī)定。砂來源必須穩(wěn)定，砂入場后應(yīng)分批檢驗(yàn)。（4）石：5-25mm連續(xù)級(jí)配碎石，品質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定。石子必須分批檢驗(yàn)并嚴(yán)格控制其含泥量不超過1.0%。如果達(dá)不到要求，必須用水沖洗合格后才能使用，其他指示標(biāo)必須符合規(guī)范要求。（5）外加劑：應(yīng)采用緩凝型高效減水劑。外加劑應(yīng)分

9、批檢驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)報(bào)告。（6）水：拌和用水的水質(zhì)需通過嚴(yán)格檢驗(yàn)并符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定。2.混凝土澆筑溫度的控制混凝土出攪拌機(jī)后，經(jīng)泵送、平倉、振搗等過程后距離表面510cm處的溫度為澆筑溫度，應(yīng)控制混凝土澆筑溫度不超過280C。若澆筑溫度超出控制要求，則應(yīng)采取如下措施：混凝土泵管受日照時(shí)應(yīng)用草袋覆蓋，必要時(shí)灑江水降溫；砂、石料避免太陽曝曬，必要時(shí)吹風(fēng)冷卻；提高混凝土澆筑強(qiáng)度，盡量縮短已澆混凝土的暴露時(shí)間；3.埋設(shè)冷卻水管及其要求冷卻水管及其布設(shè)根據(jù)承臺(tái)內(nèi)部溫度分布特征，冷卻水管采用冷卻水管采用管徑42mm的薄壁鋼管，其水平間距為1m，每根冷卻水管長度不宜超過150m，冷卻水管進(jìn)、出水口應(yīng)集中

10、布置，以利于統(tǒng)一管理（冷卻水管的布置見附圖）。冷卻水管使用及其控制冷卻水管使用前應(yīng)壓水試驗(yàn)，防止管道漏水、阻水；砼澆筑到各層冷卻水管標(biāo)高后即開始通水，可直接采用江水冷卻，通水流量應(yīng)大于30L/min；冷卻水進(jìn)水口水溫與大體積混凝土內(nèi)部最高溫度之差值不得超過25。為保證冷卻水的初期降溫效果，項(xiàng)目部應(yīng)提前成立專門班子，專人負(fù)責(zé)，優(yōu)化冷卻水管的管路布置，合理選擇水泵，并配備檢修人員，準(zhǔn)備12臺(tái)備用水泵，若管路出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)排除，保證冷卻系統(tǒng)正常工作，施工時(shí)，操作人員要聽從指揮，及時(shí)開啟和關(guān)閉閥門。4.承臺(tái)的保溫和養(yǎng)護(hù)承臺(tái)大體積混凝土表面整平后應(yīng)立即覆蓋塑料薄膜或麻袋進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，待混凝土初凝后

11、進(jìn)行蓄水保溫保濕養(yǎng)護(hù)。5.對(duì)混凝土施工的一般要求為確保大體積砼施工質(zhì)量，提高砼的均勻性和抗裂能力，必須加強(qiáng)對(duì)砼每一環(huán)節(jié)的施工控制，要求現(xiàn)場人員必須從砼拌和、運(yùn)輸、澆筑、振搗到養(yǎng)護(hù)、保溫整個(gè)過程實(shí)行有效監(jiān)控。砼施工應(yīng)嚴(yán)格按照公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）進(jìn)行，并特別注意以下方面：（1）砼拌制配料前，各種衡器應(yīng)請計(jì)量部門進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，稱料誤差應(yīng)符合規(guī)范要求。應(yīng)嚴(yán)格控制新拌砼質(zhì)量，使其和易性滿足施工要求。坍落度檢驗(yàn)應(yīng)在出機(jī)口進(jìn)行，每班2-3次，拒絕使用坍落度過大和過小的砼料。應(yīng)及時(shí)檢測粗、細(xì)骨料的含水離，遇陰雨天氣應(yīng)增加檢測頻率，隨時(shí)調(diào)整用水量。（2）澆筑砼前應(yīng)對(duì)模板、鋼筋、預(yù)埋件、

12、監(jiān)控元件及線路等進(jìn)行檢查，同時(shí)應(yīng)檢查倉面內(nèi)沖毛情況，及是否有碎碴異物等，檢驗(yàn)合格后才能開盤。（3）砼應(yīng)按規(guī)定厚度，順序和方向分層澆筑，必須在下層砼初凝前澆筑完畢上層砼。如因故停歇，時(shí)間超過初凝時(shí)間時(shí)，倉面砼應(yīng)按工作縫處理。砼分層澆筑厚度不宜超過0.3米，并保持從倉面一側(cè)向另一側(cè)澆筑的順序和方向。（4）澆筑砼時(shí)，應(yīng)采用振動(dòng)器振實(shí)：（1）使用插入式振動(dòng)器時(shí)，移動(dòng)間距不應(yīng)超過振動(dòng)器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模應(yīng)保持5-10cm距離，應(yīng)避開預(yù)埋件或監(jiān)控元件10-15cm，應(yīng)插入下層砼5-10cm；（2）對(duì)每一部位砼必須振動(dòng)到密實(shí)為止?；炷翜乜厥┕がF(xiàn)場監(jiān)測1.溫度測試內(nèi)容為做到信息化施工，真實(shí)反映各層混

13、凝土的溫控效果，以便出現(xiàn)異常情況及時(shí)調(diào)整溫控措施，應(yīng)在承臺(tái)混凝土中布設(shè)溫度測點(diǎn)。根據(jù)溫度計(jì)算成果和承臺(tái)結(jié)構(gòu)，承臺(tái)測溫點(diǎn)布置見附圖。在檢測混凝土溫度變化的同時(shí)，還應(yīng)監(jiān)測氣溫、冷卻水管進(jìn)出口水溫、砼澆筑溫度等。2.現(xiàn)場測試要求在混凝土澆筑完成傳感器的埋設(shè)及保護(hù)工作，并將電纜引到測試房。各項(xiàng)測試項(xiàng)目宜在混凝土澆筑后立即進(jìn)行，連續(xù)不斷?；炷恋臏囟葴y試，峰值以前每2h監(jiān)測一次，峰值出現(xiàn)后每4h監(jiān)測一次，持續(xù)5天，然后轉(zhuǎn)入每天測2次，直到溫度變化基本穩(wěn)定。3監(jiān)測所用儀器。溫度傳感器為PN結(jié)溫度傳感器，溫度檢測儀采用DJ218型數(shù)字多路自動(dòng)巡回檢測控制儀。溫度傳感器主要技術(shù)性能：測溫范圍-50+100；工作誤差+0.5；分辨率0.1；平均靈敏度-2.1（mv/）。附件1混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度一、混凝土的出機(jī)溫度T0T0=(0.2+Qs)WsTs+(0.2+Qg)WgTg+0.2WcTc+(Ww-QsWs-QgWg)Tw/0.2(Ws+Wg+Wc)+Ww式中：Qs、Qg分別為砂石的含水量，以%計(jì)；Ws、Wg、Wc、Ww分別為每方砼中砂、石、水泥和水的重量（粉煤灰計(jì)入水泥中）；Ts、Tg、Tc、Tw分別為砂、石、水泥和水的溫度。二、混凝土的澆筑溫度TpTpT0+(Ta-T0)(1+2+3