大体积混凝土PPT课件市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

大致积混凝土第1页大致积混凝土定义存在问题(裂缝产生原因)处理方法(技术方法、施工方法、结构设计方法)工程实例第2页在建筑工程中，混凝土、钢筋混凝土是建筑结构主要材料。因为经济建设规模快速扩大，建筑业正向着高、大、深和复杂结构方向发展。工业建筑中大型设备基础；高层、超高层和特殊功效建筑箱型基础及转换层；有较高承载力桩基厚大承台等都是体积较大钢筋混凝土结构，大致积混凝土已大量地应用于工业与民用建筑之中。第3页大致积混凝土存在主要问题 依据施工规范，水泥用量较高，从而造成混凝土水化热过高，产生温度应力造成混凝土开裂；混凝土浇筑后保温和降温技术没有很好掌握，从而造成混凝土开裂；混凝土养护不到位，脱模时间过早，造成大致积混凝土表面出现微裂纹。第4页关于什么是大致积混凝土，国内外有许各种不一样定义。第5页日本建筑学会标准(JASS5)定义是：结构断面最小尺寸在 80cm以上；水化热引发混凝土内最高温度与外界气温之差，预计超出 25 混凝土，称为大致积混凝土。大致积混凝土定义第6页美国混凝土协会(ACI)要求定义是：任何就地浇筑混凝土，其尺寸之大必须采取办法处理水化热及随之引发体积变形问题，以最大程度地控制降低开裂，就为大致积混凝土。大致积混凝土定义第7页上海建设工程局深基础若干暂行要求中定义是：当基础边长大于 20，厚度大于 1，体积大于 400m3现浇混凝土，称为大致积混凝土。大致积混凝土定义第8页王铁梦在工程结构裂缝控制中定义是：在工业与民用建筑结构中，普通现浇连续墙式结构、地下构筑物及设备基础等是轻易由温度收缩应力引发裂缝结构，统称为大致积混凝土结构。本定义与美国 ACI116 R大致积混凝土定义一致。实际上这类结构体积和厚度都远小于水工结构体积和厚度。大致积混凝土定义第9页 我国JGJ/T55-96：大致积混凝土是指混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1m部位所用混凝土，有时虽结构断面不大，但因为所使用水泥水化热较大，也应按大致积混凝土考虑。大致积混凝土定义第10页大致积混凝土除对结构最小断面和内外温差有一定要求外，对于平面尺寸也有一些限制，假如结构物平面尺寸过大，基础约束作用而产生温度应力也越大。大致积混凝土定义第11页总之，大致积混凝土还没有一个统一定义。凡是属于建筑大致积混凝土都含有一些共同特征：结构厚实，混凝土现浇量大，施工技术上有特殊要求，水泥水化热使结构产生温度变形，应采取办法，尽可能地降低变形引发裂缝开展。大致积混凝土定义第12页大致积混凝土特点l 结构厚，体积大，钢筋密，一次浇筑量大。大致积混凝土工程一次性连续浇注混凝土几百方至几千方，施工时间长，工程条件复杂，施工工艺要求高,受环境影响大，要求混凝土含有良好工作性（流动性好，塌落度经时损失小，凝结时间长，不离析、泌水）。第13页l水化热高，温度场梯度大，极易产生裂缝。大致积混凝土硬化期间，因为水泥水化过程释放水化热所产生温度改变和混凝土收缩共同作用，由此而产生温度应力和收缩应力，往往造成混凝土结构出现有害裂缝。采取合理办法降低水化热，控制混凝土内外温差预防过大干缩是施工和管理质量控制工作重点。第14页水泥水化热主要原因裂缝浇筑温度混凝土表面温度内部温度温差第15页基础大多用箱基、筏基、复合基础等，因其混凝土体积大，聚集在内部水泥水化热不轻易散发，而混凝土表面散热较快，形成了温度差，使混凝土内部产生压应力，表裂缝产生原因第16页面产生拉应力，此时因混凝土龄期短，抗拉强度很低，当温差产生表面抗拉应力超出混凝土极限抗拉强度时，混凝土产生各种裂缝，影响混凝土性能正常发挥。裂缝产生原因第17页水泥水化热引发温度应力变形,是大致积混凝土产生裂缝主要原因。据相关资料介绍,水泥水化过程中释放热量约为502.42 J/g,加上混凝土浇筑温度。这两种温度形成水泥水化热引发裂缝裂缝产生原因第18页混凝土内部温度，当混凝土内部与表面温差过大时(混凝土内部最高温度多出现在浇筑后35d),就会产生温度应力和温度变形，造成混凝土裂缝。裂缝产生原因第19页影响混凝土内部温度主要原因有混凝土中用水量和水泥用量，混凝土中用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥用量越大,产生水化热越高,其温度应力也越大，当这种拉应力超出混凝土抗拉强度时,就会产生混凝土裂缝。裂缝产生原因第20页早期水化作用产生大量水化热,使混凝土内部温度不停上升(升温阶段),在其中间部位温度高区,形成压应力,表面温度低,形成拉应力，在内外温度改变不一致情况下,混凝土就会产生不均匀收缩。裂缝产生原因第21页 混凝土降温阶段，因为逐步降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，因为混凝土内部拌合水水化和蒸发以及胶质体胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩因为受到基底或结构本身约束，也会产生很大拉应力，直至出现收缩裂缝。裂缝产生原因第22页混凝土温度改变，必定会引发混凝土体积改变即温度变形，当温度变形受到约束而不能自由伸缩时，就会引发温度应力，从而产生温度裂缝。裂缝产生原因第23页温度裂缝按其深度不一样普通可分为贯通裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种。贯通裂缝切断了结构断面。可能破坏结构整体性和稳定性，其危害性是最严重；深层裂缝部分切断了结构断面，也有一定危害性；便面裂缝普通危害性较小。裂缝种类第24页技术办法施工办法结构设计办法裂缝问题第25页控制大致积混凝土裂缝技术办法混凝土配合比设计选择适当水泥、掺合料选择适当骨料选择适当外加剂第26页 设计混凝土配合比:混凝土配合比设计时，在确保混凝土含有良好性情况下，尽可能降低混凝土单位用水量，采取“三低三低（低低砂率、低坍落度、低水胶比砂率、低坍落度、低水胶比）二掺二掺（掺高效掺高效减水剂和高性能引气剂减水剂和高性能引气剂）一高一高（高粉煤灰掺高粉煤灰掺量量）”设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉经过混凝土试配，优选材料和配合比，大值”抗裂混凝土。第27页体积混凝土宜选取低水化热、凝结时间长水泥，普通在同等条件下，应优先选取矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或复合水泥。骨料在大致积混凝土中所占百分比普通为混凝土绝对体积80%83%。第28页 所以，在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好骨料。选择适当骨料品最大粒径，控制粗骨料和细骨料含泥量，第29页（粗骨料含泥量应1%为宜，最大粒径以小于钢筋间最小净距3/4；细骨料应选取中砂或粗砂，含泥量应2%），这么不但有利于提升混凝土工作性，而且可提升混凝土密实性、耐久性和抗裂性。第30页掺入适量缓凝型外加剂，可显著改进混凝土和易性，从而降低用水量和混凝土水化热。第31页在混凝土中大量掺加粉煤灰。可提升混凝土抗渗性、耐久性，降低收缩，降低胶凝抗渗性、耐久性，降低收缩，降低胶凝材料体系水化热，提升混凝土抗拉强度，抑材料体系水化热，提升混凝土抗拉强度，抑制碱骨料反应，降低新拌混凝土泌水等制碱骨料反应，降低新拌混凝土泌水等。第32页控制大致积混凝土裂缝施工办法混凝土成型后，要依据气候条件采取对应控温办法，将内外温差严格控制在设计要求范围以内；当设计无要求时，混凝土混凝土温度差宜温度差宜2525。第33页（1）采取在混凝土内部埋设冷却水管和风管、表面洒水冷却、表面保温材料保护等方法，控制混凝土温度，降低裂缝。第34页（2）每层浇筑厚度控制在300300400mm400mm之间，且控制好混凝土均匀上升，防止过大高差，循序渐进，一次到顶。（3）在混凝土浇筑时，应将基底清理洁净，浇水湿润，且不得积水，并尽可能降低混凝土入模温度，入模温度控制在比环境温度高5范围之内。第35页（4）控制混凝土坍落度及水灰比，细致分析混凝土集料配比，合理掺加塑化剂和降低剂，混凝土坍落度控制在160160 180mm180mm为宜。第36页（5）为了提升混凝土密实度和抗拉强度，降低收缩，施工时设置专员加强混凝土振捣工作，严格控制振捣时间和插入深度，上下层振捣搭接在50 100 mm之间，每点振捣30s左右或视混凝土表面返浆，禁止碰撞模板。第37页（6）混凝土表面除因其泌水收缩，产生塑性收缩裂缝外，还会受到钢筋、粗大骨料等限制，使混凝土内部颗粒沉降不均匀，产生裂缝。为预防这类裂缝产生，在混凝土浇筑至设计标高时，经振动器振捣密实，表面出现浮浆时，即用刮尺刮平，第38页在混凝土终凝硬化前，用木抹连续搓平，密闭混凝土表面，预防泌水收缩裂缝产生，12h 以后，在混凝土表面加以覆盖并浇水养护，防止混凝土受风吹日晒，排除了混凝土内部颗粒沉降引发表面裂缝。第39页（7）二次振捣是在第一次振捣后，于凝结前适当初间再重复进行二次振捣一项新工艺，二次振捣能降低混凝土内部裂缝，增强混凝土密实性，从而提升混凝土抗裂性。第40页（8）冬、夏季施工时，要依据大致积混凝土结构尺寸、钢筋疏密、混凝土供给条件等合理分段、分层、合理安排浇筑时间，以降低因酷热高温或严寒低温攻击引发表面裂缝，最大程度降低混凝土初凝温度。第41页控制大致积混凝土裂缝结构设计办法在结构设计方面采取一些增配结构筋办法来改进混凝土内外约束，对预防大致积混凝土裂缝产生很有好处。第42页 当大致积混凝土结构尺寸过大时，为减小外约束力、温度应力和混凝土内部热量散发，降低混凝土内部温度，可设置后浇带，在正常施工条件下，后浇带间距2030mm，保留时间普通大于60天。后浇带封闭时，用赔偿收缩混凝土浇灌密实。第43页 设置滑移层：为了方便混凝土底板热能释放时所产生平行移动，在浇筑混凝土前，宜在基础垫层与混凝土基础之间设置沥青油毡或其它类似材料作为滑移层，用以降低大致积混凝土内外约束。第44页 设置缓冲层：为了缓解地基对基础收缩时侧压力，可在大致积混凝土一些部位设置缓冲层。设置增强配筋：在轻易开裂部位配置斜向钢筋或钢筋网片或在边缘部位设置暗梁并配置一定数量抗裂钢筋，提升该部位配筋率，可显著提升混凝土抗裂性能。第45页阳逻长江大桥北标段承台大致积混凝土阳逻长江大桥北标段承台大致积混凝土第46页工程描述阳逻长江大桥主塔墩承台平面尺寸为21.6m21.6m,高6m,混凝土设计标号为C30。承台属主要大致积混凝土结构，混凝土方量相当大，必须采取专门办法预防因为混凝土水化热温升而出现温度裂缝，以满足设计要求，确保大桥长久安全使用。受大桥局阳逻大桥项目经理部委托，武汉理工大学对阳逻大桥承台大致积混凝土进行了温控计算，得出了大致积混凝土内部仿真温度场和应力场，依据计算结果制订了承台不出现有害温度裂缝温控标准，并以此制订了对应温控办法。温控计算采取有限元程序大致积砼施工期温度场及温度应力场计算程序包进行。第47页混凝土配合比设计水水(kg/m3)水泥水泥(kg/m3)粉煤灰粉煤灰(kg/m3)砂砂(kg/m3)石石(kg/m3)减水剂减水剂(kg/m3)坍落度坍落度(cm)28d(Mpa)0h2h17028014570810635.4201540.4水 泥：葛洲坝水泥厂矿渣P.S32.5水泥，其中矿渣粉 含量占60；粉煤灰：阳逻电厂I级灰,需水量比92%，烧失量2.9%;砂 ：巴河中砂2.33.1;石 ：5 31.5mm碎石;减水剂：武钢浩源FDN-9001高效减水剂（水剂）。第48页混凝土浇筑温度控制 混凝土出搅拌机后，经泵送、平仓、振捣等过程后距离表面510cm处温度为浇筑温度，应控制混凝土浇筑温度不超出28。若浇筑温度超出控制要求，则应采取以下办法：（1）混凝土泵管外用草袋覆盖，并经常洒江水降温；（2）砂、石料防止太阳曝晒；提升混凝土浇筑强度，尽可能缩短已浇混凝土暴露时间。第49页依据计算结果，为确保承台在施工期内不出现有害温度裂缝，应采取以下温控标准：（1）混凝土浇筑温度不超出浇筑温度不超出2828；（2）混凝土在浇筑温度基础上最大水化热温升不超出31；（3）混凝土内外温差不超出28；混凝土降温速率不超出2.0/d。第50页冷却水管布设(1)冷却水管及其布设冷却水管及其布设 依据承台内部温度分布特征，总共埋设六层冷却水管，冷却水管采取外径为32mm，内径28mm薄壁钢管，其水平间距为1.2m，每根冷却水管长度不宜超出200m，冷却水管进、出水口应集中布置，以利于统一管理（冷却水管布置见图2、图3）。(2)冷却水管使用及其控制冷却水管使用及其控制 a.冷却水管使用前应压水试验，预防管道漏水、阻水；b.砼浇筑到各层冷却水管标高后即开始通水，可直接采取江水冷却，通水流量应大于25L/min；c.待冷却水管通水全部结束并养生完成后，应采取30水泥砂浆封堵冷却水管。第51页冷却水管平面布置示意图(单位：cm)第52页冷却水管立面布置示意图第53页承台大致积混凝土应力值计算结果承台内部不一样龄期最大温度主拉应力见下表所表示:依据应力计算结果和混凝土劈裂抗拉强度测试结果可知承台大致积砼在施工期内有较大抗裂安全系数，在采取有效温控办法并合理施工后，能够预防承台砼产生有害温度裂缝。第54页东沙承台大致积混凝土配合比及性能各组分用量（kg/m3）初凝时间（h）坍落度（cm）抗压强度（MPa）抗渗等级水水泥粉煤灰矿粉砂石0h1h7d28d16525515574811222022182841.2P1416016014014073811072519163046P16C30大致积混凝土配合比第55页编号3d7d14d28d56d90d180d10.420.541.322.013.063.634.0120.150.431.271.962.833.433.86C30大致积混凝土收缩率（10-4）第56页