大體積混凝土施工裂縫控制技術

1、大體積混凝土施工裂縫控制技術前言大體積混凝土施工中， 由于水泥水化熱引起混凝土澆注內(nèi)部溫度和溫度應力劇烈變化，由此而產(chǎn)生的溫度應力,是導致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因 .裂縫會影響混凝土的整體性、防水性和使用的耐久性. 為此在大體積混凝土施工中，如何控制裂縫是混凝土施工成敗的關鍵。工程概況贛龍鐵路芋子英特大橋全橋有混凝土38405m3 。一次性灌注的混凝土量超過1000m 3 的承臺有三個。其中10 墩 1095m 3 ，11 墩 1510m 3 ，12# 墩 2571m 3 ，如何控制好這些大方量承臺的施工是一個難點問題 ,在實際施工中通過澆注前詳細計算，控制原材料，減少水泥用量， 施工過程及施

2、工后溫度監(jiān)控等措施。較好的解決了這一難題,現(xiàn)將 10 墩的施工做一介紹， 供以后大體積混凝土施工的參考。施工思路3。1 一般措施材料使用高效減水劑和粉煤灰增加混凝土的和易性，從而減少水化熱，石子選用 5 40mm ，可減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少.砂子用中粗砂，細度模數(shù)在3。15 左右,可使每平方米減少用水量 20 25kg ，水泥相應也減少2835kg，從而降低混凝土的干縮。3。2 其他措施采取混凝土內(nèi)部埋設循環(huán)水管措施,可帶走部分混凝土水化熱;埋測溫管，能及時控測混凝土內(nèi)外溫差,控制混凝土入模溫度；澆注完 成后及時養(yǎng)護，做好保溫保濕工作。配合比的選定配合比通過試配最后選定配合比為

3、:水泥：砂：石子：減水劑：粉煤灰=1 ： 2.08 ： 3 。00 ： 0 。005 ： 0.15 。水膠比 =0 。47. 水泥選用強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥.28天水化熱為377J/kg.水泥用量363kg/m3，坍落度 160 180mm.全部泵送入倉。外加劑和摻和料為了滿足泵送要求 ,坍落度需控制在160 180之間，如只增加用水量，水泥用量也將相應增加，還會加劇混凝土的干燥收縮，水化熱增 加，容易出現(xiàn)早期干縮裂縫.因此在施工時摻入了水泥重量0.5 的FS-R 型高效減水劑，不僅使混凝土的工作性能有了明顯改善,同時又減少了 10 拌合用水，同時節(jié)約10 左右的水泥，從而降低了水化

4、熱。每 1m 3 混凝土中摻占水泥用量15% 的級粉煤灰等量代替15%的水泥。根據(jù)國外大量資料說明， 混凝土中摻入粉煤灰后不僅能代替部分水泥， 而且由于粉煤灰顆粒量球形起潤滑作用，可大大改善混凝土工作性和可泵性，且可明顯降低混凝土水化熱,降低徐變，干縮性和熱膨脹系數(shù)， 提高混凝土抗泌水性和離析，還可提高混凝土抗?jié)B性能，對抗硫酸侵蝕和抑制堿骨料反映也有效果。粗細骨料粗骨料。根據(jù)承臺鋼筋間距1500mm和泵管 150mm的實際情況，選用上杭森坑石場540mm的石子,由于增大了粗骨料的粒徑， 減少了用水量 ,混凝土的收縮和泌水隨之減少,同時由于減少了水泥用量，水泥的水化熱減少,降低了混凝土的溫升 .

5、一些資料表明 :采用 5 40mm石子比采用 525mm石子每立方混凝土減少用水量15kg左右,水泥可減少用量20kg左右.細骨料 .采用中粗砂 ,其細度模數(shù)為 3。15. 采用中粗砂每立方的用水量和水泥用量減少，對控制裂縫有利.控制混凝土的出機溫度及澆注溫度對混凝土出機溫度影響最大的是石子和水的溫度，其次是砂子溫度，水泥溫度影響最小。因此降低石子溫度是最有效的辦法。施工中 在大堆料場搭舍涼棚， 不使太陽直曬砂、 石子，對石子進行灑水降溫?？刂茲沧囟?:由于澆注時間在4 月份，室外溫度為平均20 由澆注溫度計算式 :Tp=T o + （Ta To ）（1+ 2+ 3+ n）可知：Tp- 混凝

6、土澆注溫度To- 混凝土攪拌溫度Ta-混凝土運輸和澆注時的室外溫度1+ 2+ 3 + n溫度損失系數(shù) ,按以下規(guī)定 :混凝土裝卸和運轉，每次=0 。032混凝土運輸時，=Att 為運輸時間攪拌運輸 A 取 0。0042澆注過程中，=0 。003tt 為澆注時間出機溫度和澆注溫度相差不大。 施工中只需對混凝土泵管外包麻袋并經(jīng)常澆水，降低因泵管溫度升高對混凝土溫度的影響?；炷潦┕こ信_澆注均采用泵送， 在能保證泵送前提下， 盡可能降低坍落度。因此坍落度控制在晴天高溫時150170mm,陰雨或夜間130 150mm。澆注時泵管接至承臺鋼筋頂面，用軟串筒直接下料，兩臺 輸送泵從兩邊向中間層層推進，分層

7、厚度30cm ，搗固隨澆筑逐排進行，注意漏搗。降溫及測溫設備布置施工前在承臺內(nèi)布設混凝土冷卻水管，冷卻水管的布設可削減混凝土澆注初期水化熱升溫， 有利于控制混凝土內(nèi)部最高溫度，減小基礎溫差和內(nèi)外溫差。冷卻水管采用直徑25mm的鋼管 ,水平間距1.5m ，垂直間距1.5m. 架設在承臺內(nèi)的鋼管架上,布置如圖：錯誤！鏈接無效。冷卻水管長度一般控制在200m以內(nèi)才能更好的發(fā)揮冷卻作用， 每天冷卻水流向互換一次， 以達到均衡冷卻的效果。 通水時間不能少于 14 天。冷卻水含泥砂量應盡量小。其流量流速應保證在管內(nèi)形成紊流。直徑 2。5mm的冷卻管 ,每分鐘流量以 16L 為宜。在每層管出水口裝設流量計，

8、定期測定流量測溫管的布設：測溫點布置圖：承臺布設三組測溫管，每組三根管。第一組因承臺施工完成5天后要施工墩身，不能測溫一個月；第二組布設在墩身邊緣，盡可能 的接近承臺中心，但不能影響墩身施工。測溫管用40鋼管，加工完成后在管底焊鋼板封住,以免漏漿，固定好測溫管后應把上口用木 塞塞住，避免雜物進入。測溫：要求在澆注完成后15d每 2h測溫一次 ,6 30d每 4h測溫一次。測溫記錄如下表：6。2 混凝土的養(yǎng)護大體積混凝土的養(yǎng)護是一項關鍵工作，必須切實做好。 養(yǎng)護主要是保持適宜溫度和濕度條件.混凝土的保溫措施，常常也起保濕的效 果.從溫度應力的觀點出發(fā)，保溫的目的有兩個:其一是減少混凝土表面的熱擴

9、散 ,減小混凝土表面的溫度梯度,防止產(chǎn)生表面裂縫。其二是延長散熱時間 ,充分發(fā)揮混凝土強度的潛力和材料松弛特性，使平均總溫差對混凝土產(chǎn)生的應力小于混凝土抗拉強度，防止產(chǎn)生貫穿性裂縫。保溫的作用是使剛澆完的混凝土不脫水而產(chǎn)生干縮性裂縫.在實際施工中，混凝土澆注完成后，在側模外嚴密的掛兩層草袋,并經(jīng)常澆水，使草袋濕潤，在混凝土表面鋪塑料布一層,再在塑料布上鋪一層草袋,并經(jīng)常灑水保濕 .測溫結果表明 ,用兩層草袋覆蓋后，草袋內(nèi)外溫差可達到 7.5 12.5 ，混凝土表面塑料布內(nèi)外溫差可達8 14 。對防止混凝土開裂起到了較為滿意的效果。6.3 拆模時間一般認為 ,混凝土終凝后即可拆模，對于厚度較大的

10、混凝土體監(jiān)控的結果表明 ,混凝土中心在澆注后20 30 小時即可達到最高溫度， 如此時拆模 ,可能會使混凝土內(nèi)外溫差大于25 ，開裂的可能性大增， 應采取鋼模外保溫， 同時延長拆模時間到45d 。拆模后因混凝土曝露在空氣中 ,如出現(xiàn)急劇降溫，可能出現(xiàn)裂縫，因此決定在拆模后立即回填，以達到恒定保溫的效果。熱工計算砼土比熱計算：式中 C、CO 、CS、Cg 、CW - 分別為混凝土、水泥、砂、石子、水的比熱（ kj/kg.k） 可查得：比熱分別為： 0.536 、0。745 、0.708 、4。187計算得： C=1/100(15。2 0.536+31.430。745+45。25 0。708+8。

11、12 4.187 ）=0.98kj/kg.k絕熱溫升計算：試中 mc 為每立方混凝土中的水泥用量Q 為水泥水化熱C 為混凝土比熱P 為混凝土的容重考慮承臺一維散熱，散熱影響系數(shù)取0.6 。水化熱升溫 Tmax =0.6 58。18=34。9預測基礎中心最高溫度為20+34.9=54.9（ 20 為入模溫度） 實測最高溫度為52 ，與理論計算相接近。實測降溫曲線見圖 :7。3 計算混凝土的收縮變形值：式中y 0 為 3 。24 10 4e=2.718 t 為各齡期的計算時間錯誤！鏈接無效。7。4 計算水化平均溫度實測已知 3d 的 T1( 混凝土表面溫度） =39 T2（混凝土中心溫度)=53

12、由公式得：Tx（ 3）=T 1 +2/3（ T2-T 1 ）=39+2/3（53-39)=48。3 已知混凝土澆筑30d后，T1 =26 T2=30.5 TX(30) =26+2/3（ 30。5-26 ）=29 水化熱平均總降溫差 :TX=T X(3）-T X（ 30 ）=48.3 29=19。3 7.5 計算各齡期混凝土收縮值及收縮當量：其中m 1- 1.0m 2 - 1.35m 3 -1.0m 4 1.105m 5-1 。3m 6 0.93m 7 0。54m 8 1.006m 9 1.0m 10 0.5y(3) =3.24 10 4 （1 e-0.01t )1 。01。35 1.0 1 。

13、105 1。 30.93 0.54 1.006 1.00。5=0 。4719 10 53d 的收縮量為：同樣計算得 :y（ 9）=1.37 10 -5Ty（ 9) =1 。37 y（ 15 ） =2.2 10 -5Ty（ 15 ）=2 。2y（ 21 ） =3 。010 -5Ty（ 21 ）=3 。0y（ 27 ） =3 。25 10 5Ty(27 ） =3 。25 y(30 ） =4.11 10 -5Ty（ 30) =4 。11 降溫疊加：T9=7+0。9=7 。9T15 =8+0。81=8 。81 T21 =4+0.8=4。8T27 =2+0。75=2 。75 T30 =1.5+0.36=

14、1。86 總綜合溫差 : T(t ）=T （9 ） +T (15 ）+T (21 ） +T （ 27 ）+T (30 ）=7 。9+8 。81+4.8+2。75+1.86=26 。127。6 計算各齡期的混凝土彈性模量:Ec=2.8 10 4E（3 ）=0.66 10 4E（ 9 ）=1 。55 10 4E（15 ）=2 。07 104E（ 21 ） =2.37 10 4E(27 ）=2.55 10 4E（ 30 ） =2 。61 10 4各齡期混凝土的松弛系數(shù),根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)分別取 : S(3 ）=0.186S（ 9）=0.214S(15) =0.233S（ 21) =0 。301S（ 27 ）=0.570S（30 ） =17。7 最大拉應力計算：式中 :取 1 。0 10 5=0 。15Cx=0 。6n/mm3H=4500L=15 。6009d （第一階段）自3d到 9d溫差引起的應力 :根據(jù)雙曲余函數(shù)表可查得： 代入上式可得 :同理,可計算得：=0.085=0.0612=0 。06519=0 。0792總降溫產(chǎn)生的最大拉應力:=0.06565+0。085+0。0612+0。0652+0.0792=0 。3563 n/mm2混凝土抗拉強度取1.6n/mm2 ，則抗裂安全度：k=1.6/0.3563=4.49 1.15滿足抗裂條件，不會