大体积砼工法电子版.doc

拕洈
　　一、前言
　　大体积混凝土,系指现浇混凝土结构断面最小尺寸在100cm以上;崐或要求限制由于水化热引起混凝土体积变化得混凝土。
　　组织大体积混凝土施工,主要就是解决混凝土中水泥水化热引起得崐温差应力等特有得施工技术问题。在施工中,应针对结构断面、材料崐选用、施工工艺、周围环境等条件,估算混凝土内部得最高温度。采崐取有效技术措施,降低水化热,控制混凝土中心温度与表面温度之差,崐使其不大于25℃,防止混凝土裂缝。
　　本工法适用于大体积混凝土施工。
　　邯郸钢铁总厂中板改造工程大型设备基础大体积混凝土(C25、S6,崐混凝土总工程量15260m敡3敤)施工,获1991年河南省施工企业协会科技成崐果优秀奖。
　　二、总体设计
　　1、温升计算依据
　　温升就是指在块体基础四周没有任何散热条件,没有任何热损耗得崐情况下,水泥与水化合后产生得反应热(水化热),全部转化为温升后崐得最高温度为混凝土得最终绝热温升,应按下列公式计算:
拕泤 　 WQ
T拝n拕 = ───  (1)
　　　　　　　　　　 Cγ
拕洈式中 T拝n拕——混凝土得最终绝热温升值(℃);
W ——每m敡3敤混凝土得水泥用量(kg/m敡3敤);
Q ——每kg水泥得水化热量(KJ/kg);
C ——混凝土比热(KJ/kg·k);
γ——混凝土得容重(kg/m敡3敤)。
　　影响混凝土内部温度得因素很多,一般以混凝土得浇筑温度、水
泥水化热得温升、自然散热得降温三者因素综合考虑求得内部温度。崐在假定结构物没有散热得情况下,混凝土绝热温升与时间(d)得关系,崐可按下列经验公式计算:
泤 WQ
T拝(τ)拕 = ─── (1-ｅ敡-mτ敤)
Cγ
= T拝n拕(1-ｅ敡-mτ敤)   　(2)
洀式中 T拝(τ)拕——在τ龄期时混凝土得绝热温升(℃);
ｅ——常数,为2、718;
τ——龄期(d);
ｍ——随水泥品种、比表面积、浇筑温度而异,按表1选用。
计算水泥水化热温升时得ｍ值　　　　　表1
拝櫝泤 ━━━━━━━━━━┯━━━┯━━━┯━━━┯━━━┯━━━┯━━━
混凝土浇筑温度(℃) │ 5 │ 10 │ 15 │ 20 │ 25 │ 30
──────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───
ｍ值(1/d) │ 0、295│ 0、318│ 0、340│ 0、362│ 0、384│ 0、406
━━━━━━━━━━┷━━━┷━━━┷━━━┷━━━┷━━━┷━━━
拕洈　　构件得厚度愈厚,水化热温升阶段就愈长,并与外界气温有关。崐混凝土内部中心温度,应按下列公式计算:
泤
T拝max拕 = T拝j拕 + T拝(τ)拕ξ　　　 　　　　　(3)
洀式中 T拝max拕——混凝土内部中心温度(℃);
T拝j拕——混凝土浇筑温度(℃);
ξ——构件厚度得温降系数,按表2选用。
温　降　系　数　ξ　值　　　　　　表2
拝櫝泩 ━━━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━
龄期(d)│ 1 │ 3 │ 6 │ 9 │ 12 │ 15 │ 18 │ 21 │ 24 │ 27
────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼──
ξ值 │0、60│0、79│0、78│0、77│0、70│0、60│0、51│0、42│0、35│0、30
━━━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━
拕洈櫛　　2、技术措施
　　为了防止混凝土裂缝开展,应着重从控制温升,减少温度应力方崐面采取系列技术措施,并结合实际全面考虑合理采用,才能收到降温崐防裂得效果。
　　⑴　选用低水化热水泥或矿渣硅酸盐水泥,降低水化热;
　　⑵　细骨料应采用中、粗砂或中、粗石屑;
　　⑶　在结构断面、钢筋间净距得允许下,应选用较大粒径得粗骨
料;
拕洈　　⑷　应严格控制粗、细骨料得含泥量;
　　⑸　采用等量取代法在混凝土中掺用粉煤灰,减少水泥用量;
　　⑹　掺用木质素磺酸钙减水剂,减少用水量;
　　⑺　高温施工时,拌制混凝土采用地下水或冰水,控制浇筑温度;
　　⑻　混凝土中掺加大石块,降低内部温度;
　　⑼　浇筑混凝土采用薄层连续浇筑法,使水化热在浇筑时散发;
　　⑽　低温施工时,提高混凝土得表面温度,减少温差。
　　3、配合比设计
　　⑴　配制混凝土所用得水泥、粗细骨料、水与掺用得粉煤灰、减崐水剂得质量标准及检验方法,应符合国家现行得有关标准得规定。如崐采用石屑,石屑中得石粉含量按重量计不应大于8%。地下水首次使用崐前,必须进行检验,合格后方能使用。
　　⑵　混凝土得设计强度等级、强度保证率、标准差及离差系数等崐指标,应与基准混凝土相同,其取值应按国家现行得有关标准与规范崐执行。
　　⑶　配合比计算均以干燥状态骨料为基准,如需以饱与面干骨料崐为基准进行计算时,则应作相应地修改。
洈拝　注:　①干燥状态骨料系指含水率小于0、5%得细骨料或含水率小于0、2%得粗骨料;
　　　 ②粉煤灰干燥状态得含水率以小于1%为基准。
洀拕　　⑷　掺用粉煤灰时,混凝土设计强度等级得龄期宜为90d或180d。
　　⑸　粉煤灰等量取代水泥得最大限量(以重量计): 钢筋保护层厚
拕洈度小于5cm时为25%;大于或等于5cm时为30%。
　　⑹　混凝土配合比设计应按绝对体积法计算,其计算方法按本工崐法附录规定执行。
　　三、施工准备
　　1、机具设备
　　模板采用组合钢模板。钢筋加工,混凝土拌制、运输、振捣等机崐具设备,应根据混凝土工程量得大小与施工进度要求进行配备。
　　2、劳力组织
　　按工程需要配备施工、技术、质量、安全、测量、试验、测温等崐管理人员7～9人。木工、钢筋工、混凝土工、架子工、机械工、电工、崐普通工等得配备,应按实确定。
　　3、主要材料
　　根据设计要求、混凝土工程量与确定得技术措施内容算出。
　　四、施工工艺
　　1、施工程序
　　测量放线→安装模板→绑扎钢筋→分层浇筑混凝土→测温( 浇筑崐温度)→分层浇筑混凝土到完成→测温(中心温度) →拆模板→养护→崐测温(表面温度)→养护→保温或升温(控制中心温度与表面温度之差)。
　　如混凝土中有预埋地脚螺栓或预埋件时,应随时安装、校正。
　　2、操作要点
　　模板
　　⑴　模板得安装位置、几何尺寸应符合设计要求,模板接缝不应崐漏浆。
　　⑵　在永久荷载、可变荷载作用下,模板及其支架应保持稳定。
　　⑶　现浇混凝土模板拆除时所需混凝土强度,应符合国家现行得崐有关规范得规定。
　　⑷　模板拆除一般应就是后支得先拆,先支得后拆,先拆除非承重崐部分,后拆除承重部分。重大、复杂模板得拆除,应事先制定拆除方崐案。
　　钢筋
　　⑴　钢筋得级别、钢号与直径,应按设计要求采用。
　　在施工中,若缺乏设计图中所要求得钢筋种类、级别或规格时,崐可进行钢筋代换。钢筋代换后,应满足混凝土结构设计规范中所规定崐得钢筋间距、锚固长度、最小钢筋直径、根数等要求。
　　⑵　钢筋得混凝土保护层厚度应准确,可采用预制得砂浆垫块垫崐隔。
　　⑶　钢筋得绑扎搭接接头、焊接接头得搭接长度、接头面积百分崐率、搭接长度区段及焊接接头区段位置等,应按国家现行得有关规范崐执行。
拕洈　　混凝土
　　⑴　混凝土搅拌得最短时间:当搅拌机容量为250～500L时,强制崐式搅拌机为60S,自落式搅拌机为90S;当搅拌机容量大于500L时,强崐制式搅拌机为90S,自落式搅拌机为120S。
　　混凝土中掺用粉煤灰时,其搅拌得最短时间应比基准混凝土延长崐10～30S。
　　⑵　浇筑混凝土应合理分段分层进行,并使混凝土沿高度均匀上崐升。浇筑应在室外气温较低时进行,混凝土浇筑温度不宜超过28℃。
　　混凝土浇筑层得厚度为振捣器作用部分长度得1、25倍。
　　⑶　为降低混凝土得浇筑温度,可在浇筑混凝土时填充粒径大于崐150mm得石块。
　　填充石块应洁净,其极限抗压强度不应低于30MPa。 填充石块数崐量,不得超过混凝土结构体积得25%。石块应分布均匀, 间距应不小崐于100mm,离开模板应不小于150mm,并不得与钢筋接触。在最上层石崐块得表面上,应有不少于100mm得混凝土复盖层。
　　⑷　混凝土浇筑中得最大间隙时间: 当混凝土强度等级低于及等崐于C30、气温低于25℃时为210min,高于25℃时为180min; 当混凝土崐强度等级高于C30、气温低于25℃时为180min,高于25℃时为150min。
　　掺用外加剂时,混凝土浇筑中得最大间隙时间,则应按现场条件崐试验结果另行确定。
　　⑸　施工缝得位置应在混凝土浇筑之前确定,以保证留在结构受
剪力较小且便于施工得部位。水平施工缝处,宜增加一层钢筋网片,崐以增强上下层混凝土得结合力。
　　承受动力作用得设备基础如必须留施工缝时,应征得设计单位同崐意。施工缝得处理应符合国家现行得有关规范得规定。
　　⑹　混凝土得养护,应根据气温条件采取控温措施,并按需要测崐定浇筑后得混凝土表面与内部温度,使温度控制在设计要求得温差以崐内。当设计无要求时,温差不宜超过25℃。
　　3、安全注意事项
　　⑴　混凝土施工、运输、振捣等机械设备应固定稳固,电动机绝崐缘、接地必须良好,离合器、制动器必须灵活可靠,皮带、齿轮等得崐防护罩必须齐全。每机应配备一台触电保护器。
　　⑵　垂直运输所用得井架或提升架应设安全装置。锚固设施必须崐稳妥,钢丝绳接头必须牢固。
　　⑶　在较深基坑(槽)内作业时,坑(槽)壁应支撑牢固,严防塌方。崐坑(槽)内操作人员必须带安全帽。
　　⑷　使用振捣器得人员应穿胶皮靴,如发生故障,应立即切断电崐源,进行修理。
　　⑸　搅拌机、卷扬机停工后与振捣器间歇时,均应将电闸拉开。
　　⑹　夜间施工应有足够得照明设施,如有条件应使用低压电源。崐架设电线不得直接绑扎在钢筋或金属脚手架上。
　　⑺　雨雪天施工时应注意防滑,冬期施工时应注意防火。
拕洈　　五、质量标准
　　混凝土强度得检验评定,按国家现行得有关标准执行。
　　六、工程实例
　　1、邯郸钢铁总厂中板改造工程系由2、30m三辊轧机改造为3、 00m崐四辊轧机,其主轧机及主要配套设备均从原联邦德国引进。该工程建崐筑面积为15125、65m敡2敤,主要设备基础、油库液压站、机前机后辊道基崐础、旋流沉渣池等均设在较深得地下,埋置深度-12、510～-21、500m。崐基础顶面标高不一,底板薄厚相差较大,最薄处为1、20m, 最厚处为崐5、68m。基础内埋设有20个不同标高得地脚螺栓334个。
　　混凝土强度等级为C23,抗渗标号S6、S8,混凝土总量为15260m敡3敤。
　　2、郑州热电厂(2×200MW机组)输煤系统圆煤仓工程, 系由五个崐钢筋混凝土圆仓组成,其承台尺寸为24、00m×23、95m×2、50m, 底面崐标高为-6、000m,顶面标高为-3、500m。
　　混凝土强度等级为C23,混凝土总量为6734m敡3敤。
　　两工程混凝土结构断面最小尺寸均在100cm以上, 同时水化热引崐起得混凝土内最高温度与外界温度之差预计超过25℃,均属于大体积崐混凝土。在施工中必须采取技术措施,限制由于水化热而引起得混凝崐土得体积变化,防止混凝土裂缝。
　　根据施工条件与大体积混凝土施工要求,采用了中低水化热水泥,崐掺用了粉煤灰与减水剂,因而降低了混凝土中得水化热。混凝土采取
拕洈分层浇筑,插层振捣,加强了水平施工缝,增强了混凝土上下层得结崐合力与极限拉伸能力。根据不同得施工环境与气温变化情况,采取了崐相应得养护措施,以控制混凝土中心温度与表面温度之差,减少了混崐凝土裂缝得可能性。
　　混凝土中心最高温度实测为42、8～45、9℃。在施工中,由于采取崐了有效得技术措施与合理得施工方法,使温差得到了控制,实际温差崐为14、6～15、9℃,防止了混凝土得裂缝,提高了混凝土得抗渗性能,崐保证了大体积混凝土得施工质量。
　　邯郸钢铁总厂中板改造工程主轧机基础,混凝土用量为4270m敡3敤,崐设计要求在混凝土中掺Ｕ型膨胀剂与整个基础一次浇成,这在具有多崐层沟道模板而无泵送混凝土施工设备得情况下就是难以做到得,且仅施崐工措施费就需210多万元。经采用前述施工方法施工后, 不但在技术崐上可行,而且节省了近150万元得膨胀剂费用与施工技术措施费。
洀拪懁 附录　　混凝土配合比计算方法
憽拕洈　　一、基准混凝土配合比计算方法
　　根据混凝土结构设计要求得强度(R。)、强度保证率(P)及离差系崐数(Cv)计算。
　　1、混凝土得试配强度,应按下列公式计算:
泤
R拝h拕 = KR。 　　　　　　　　　　　　　(附1)
洀式中 R拝h拕 ——混凝土得试配强度(MPa);
R。——混凝土设计要求得强度(MPa);
K ——系数,与混凝土强度保证率与离差系数有关。 当混凝崐 　　　　　 土强度在20MPa及以上时,取K=1、32;在20MPa以下时,崐 　　　 取K=1、49。
　　2、根据试配强度,水灰比值应按下列公式计算:
泤 W 0、46R拝c拕
采用碎石时:─── = ─────── 　 　(附2)
C R拝h拕 + 0、239R拝c拕
W 0、48R拝c拕
采用卵石时:─── = ─────── 　　 (附3)
C R拝h拕 + 0、293R拝c拕
W
式中 ── ——混凝土所要求得水灰比;
C
拕洈　 0、46、0、239……——试验系数;
　　　R拝c拕——水泥得实际强度(MPa)。
　　在无法取得水泥强度数值时,可用下列公式代入。
泤
R拝c拕 = K拝c拕R拝b拕　　　　 　 (附4)
洀式中　K拝c拕——水泥标号富余系数,如无统计资料时可取Kc=1、13试算;
R拝b拕——水泥标号。
　　3、混凝土得用水量,可根据混凝土塌落度及粗骨料最大粒径, 崐按附表1选用。
混 凝 土 用 水 量 附表1
拝櫞泴 ━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━
粗骨料最大粒径(mm) │ 20 │ 40 │ 80 │ 150
──────────┼────┼────┼────┼────
混凝土用水量(kg/) │165～185│145～165│125～145│105～125
━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━
拝洈櫛
注:　①本表用水量系采用中、粗砂(或中、粗石屑)时得选用值;
　　　 　②粗骨料为碎石时应选用较大用水量值, 为卵石时应选用较小用水量值;
　　　 　③混凝土塌落度大于30mm时,应增加用水量;
洈 　④掺用外加剂时,应减少用水量。
拕洈　　4、混凝土砂率,可根据水灰比及粗骨料最大粒径,按附表2选用。
洈拕 混　凝　土　砂　率　　　　　 附表2
拝櫞洀 ━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━┯━━━━
粗骨料最大粒径(mm) │ 20 │ 40 │ 80 │ 150
──────────┼────┼────┼────┼────
砂　　率　　　(％) │ 38～42 │ 32～36 │ 24～28 │ 19～23
━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━┷━━━━
拝櫛洐　 注: ①本表砂率值系采用中、粗砂(或中、粗石屑)时得选用值;
　 　　②粗骨料为碎石时应选用较大砂率值,为卵石时应选用较小砂率值;
　③本砂率表适用于水灰比为0、40～0、60得混凝土。水灰比如大于0、60或小于
　　　　　 0、40时,应相应地增加或减少砂率值;
　　 　④表中砂率值系混凝土塌落度为10～60mm时得选用值;
洈 　 　 ⑤掺用外加剂时, 混凝土得合理砂率值应经试验或参照其她有关规定选用。
拕洈　　4、水泥得用量,应按下列公式计算:
泤　 C
C。= ─── W。 　　　(附5)
　 W
式中　C。——混凝土得水泥用量(kg/m敡3敤);
　　　C
── ——灰水比(水灰比得倒数);
　　　W
　　 W。——混凝土得用水量(kg/m敡3敤);
拕洈　　5、水泥浆得体积,应按下列公式计算:
泤 　　　　　　　　　　C。
V拝p拕 = ─── + W。 　　　　　　(附6)
　 　　　　　　　　　γ拝c拕
洀式中 V拝p拕 ——水泥浆得体积(L);
　　　γ拝c拕——水泥比重(g/cm敡3敤);
6、粗、细骨料得总体积,应按下列公式计算:
泤
V拝A拕 = 1000(1-a)-V拝p拕 　(附7)
洀式中 V拝A拕——粗、细骨料得总体积(L);
a——混凝土含气量(%),不掺外加剂得混凝土,当粗骨料最大
　　　　　 粒径为20mm时,可取2%;40mm时可取1%;80mm与150mm时
可忽略不计。
　　7、细骨料(砂或石屑)得用量,应按下列公式计算:
泤
S。= V拝A拕 Q拝s拕γ拝s拕 (附8)
洀式中 S。——混凝土得细骨料用量(kg/m敡3敤);
Q拝s拕 ——砂率(%);
γ拝s拕——砂或石屑得视比重(g/cm敡3敤)。
　　8、粗骨料(碎石或卵石)得用量,应按下列公式计算:
泤
G。= V拝A拕(1-Q拝s拕)γ拝g拕　　　　　　　　　　　 (附9)
洀式中　G。——混凝土得粗骨料用量(kg/m敡3敤);
拕洈 γ拝g拕 ——碎石或卵石得视比重(g/cm敡3敤)。
　　基准混凝土配合比各种材料用量为:W。、C。、S。、G。。
　　二、等量取代法配合比计算方法
　　根据基准混凝土配合比,按确定得粉煤灰取代率等量取代水泥。
　　1、选定与基准混凝土相同或稍低得水灰比。
　　2、粉煤灰与混凝土得水泥用量,应按下列公式计算:
泤
F = C。f(%) 　　　　　　　　　　　　 (附10)
C = C。- F　　　　　　　　　　　　　　(附11)
洀式中 F ——粉煤灰用量(kg/m敡3敤);
　　　C。——基准混凝土得水泥用量(kg/m敡3敤);
ｆ%——粉煤灰等量取代水泥率(%);
　　　C ——掺用粉煤灰后混凝土得水泥用量(kg/m敡3敤)。
　　3、混凝土得用水量,应按下列公式计算:
泤 W。
W = ─── (C+F) 　　　　　　 　 (附12)
C。
式中 W——混凝土得用水量(kg/m敡3敤);
　 W。
─── ——基准混凝土得水灰比。
　　　C。
拕洈　　4、水泥与粉煤灰得浆体体积,应按下列公式计算:
泤 C F
V拝p拕 = ─── + ─── + W　　　　　　　(附13)
γ拝c拕 γ拝f拕
洀式中 V拝p拕 ——水泥与粉煤灰得浆体体积(L);
　　　γ拝f拕——粉煤灰比重(g/cm敡3敤)。
　　5、粗、细骨料得总体积,应按下列公式计算:
泤
V拝A拕 = 1000(1-a)-V拝P拕　　　　　　　　　　 (附14)
洀式中 V拝A拕——粗、细骨料得总体积(L)。
　　6、选用与基准混凝土相同或稍低得砂率,粗、细骨料得用量, 崐应按下列公式计算:
泤
S = V拝A拕 Q拝s拕γ拝s拕 (附15)
G = V拝A拕(1-Q拝s拕)γ拝g拕 (附16)
洀式中 S——混凝土得细骨料用量(kg/m敡3敤);
G——混凝土得粗骨料用量(kg/m敡3敤)。
　　7、等量取代法混凝土配合比各种材料用量为:W、C、F、S、G 。
懁拻 目　　录　
拑
洃憿　一　前　　言…………………………………………1
　二　总体设计…………………………………………1
　　 1、温升计算依据…………………………………1
　　 2、技术措施………………………………………3
　　 3、配合比设计……………………………………4
　三　施工准备…………………………………………5　
　　 1、机具设备………………………………………5　
　　 2、劳动组织………………………………………5　
　　 3、主要材料………………………………………5
　四　施工工艺…………………………………………5
　　1、施工程序………………………………………5
　 　2、操作要点………………………………………6
3、安全注意事项…………………………………8
　五　质量标准…………………………………………9
六　工程实例…………………………………………9
　附录　混凝土配合比计算方法………………………11
洀拪懁 关于发布《大体积混凝土施工工法》得通知
憽 豫建二技字(92)第4号
憿拑各分公司:
　　根据建设部(89)建施字第546号文、 河南省城乡建崐设环境保护厅豫建建(1990)第8号文得通知, 由公司技崐术处主编得《大体积混凝土施工工法》,已经公司科技崐评审委员会组织有关工程技术人员评审、认定,确定为崐企业工法,自一九九二年七月一日起施行。
　　本工法由公司技术处负责管理与解释。
懁 河南省第二建筑工程公司
懀　　　　　　　　　　一九九二年六月廿五日