大体积混凝土施工作业指导书

大体积混凝土施工作业指导书一、大体积混凝土的定义及特点（一）定义混凝土结构物中实体最小尺寸≥1m的部位所用的混凝土，称为大体积混凝土。

（二）特点1、结构厚实，体积大。

如：大坝、基础、墩台、框架等。

2、由于体积大，水泥水化热高，积聚内部热量不易散发，温度峰值常在45-55℃，而表面散热较快，使内外产生较大温差，受混凝土自约束，内部产生压应力，外部产生拉应力，易使混凝土产生表面温度裂缝（当内外温差产生的附加应力超过混凝土允许应力时，混凝土即发生开裂）；在混凝土降温阶段，混凝土逐渐冷却，加上混凝土本身的收缩，当受到外部（岩基、厚混凝土垫层及周围结构等）的约束，亦会产生裂缝，有的甚至贯穿整个截面。

二、大体积混凝土裂缝控制根据大体积混凝土的特点，浇灌混凝土前，应采取有效的防裂技术措施和必要的混凝土裂缝控制的施工计算，以控制裂缝的出现。

（一）大体积混凝土防裂技术措施1、降低水泥水化热温度。

措施如下：（1）选用水化热低的大坝水泥、矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥或低强度水泥。

（2）掺加混合料（如粉煤灰，其作用是改善和易性、降低水化热、减少水泥用量）、外加剂（如FDN高效复合型减水剂、缓凝剂、UEA复合膨胀剂），改善和易性，降低水灰比，控制坍落度，减少水泥用量，降低水化热量。

（3）改善骨料级配，减少水泥用量，使水化热相应降低。

（4）在混凝土内埋设循环冷却管，通入循环冷水，降低混凝土水化热温度。

（5）在厚大无筋或稀筋的大体积混凝土中，当设计有要求时，可在混凝土中掺加25%以下的厚度不少于15cm、强度不低于MU40及1.5倍砼强度等级的片石（包括经破碎的大漂石）吸热，并节省混凝土。

掺加片石应符合下列规定：①片石的最大尺寸，不应大于结构尺寸的1/4；②片石在掺加前应用水冲净；③片石应均匀分布，安放稳妥。

片石间净距不得小于15cm，片石与模板得间距不宜小于25cm，且不得与钢筋接触；④上层片石顶面应覆盖25cm以上混凝土层。

2、降低混凝土浇灌入模温度。

措施如下：（1）选择室外气温较低时浇筑温度（振捣后50-100mm深度得温度）不宜高于28℃，避开热天浇筑混凝土。

（2）夏季采用低温或冰水拌制混凝土；对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷；或对骨料进行护盖或设置遮阳装置；运输工具加盖防止日晒，降低混凝土拌合物温度。

（3）掺加缓凝型减水剂，采取薄层浇灌，每层厚度20-30cm，减缓浇灌速度，利用浇灌面散热。

（4）在基础内设通风合加强通风，以加速热量散发。

3、加强施工过程中的温度控制。

措施如下：（1）做好混凝土的保温保湿养护，缓慢降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力；夏季避免暴晒，冬季采取保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度。

（2）采取长时间养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。

养护时间可按表1采用。

表1大体积混凝土养护时间水泥品种硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐大坝水泥、低热微膨胀水泥养护时间（d）1421备注夏季施工应提前养护，且养护时间不应小于28d在现场掺粉煤灰的水泥（3）对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取控温措施（如循环水冷却、畜热保温措施等），并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将内外温差控制在设计要求的范围内，当设计无要求时温差不宜超过25℃。

混凝土测温元件可采用铜-康铜热电偶，首先将热电偶固定在φ6.5mm的钢筋棒上,然后再将钢筋棒规定在结构钢筋上.在浇灌混凝土时,应特别小心,不可使热电偶移位.测温点一般布置在混凝土上表面\中心及下部位置,数量根据设计或实际需要二定.混凝土终凝后开始测温,前几天每2h测1次,同一时间读取数据,24h不间断,以后根据温差发展情况,测温间隔使作适当的延长调整.若温差大于25℃,则采取一定的保温措施,对于基础可采用回填的办法,一定要将温差控制在25℃以内.(4)合理安排施工程序,控制混凝土均匀上升,避免过大高差;对于基础,及时回填土,避免结构侧面长期暴露.4、改善约束条件，削减温度应力。

措施如下：采取分层分块浇灌，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当位置设置后浇缝，以放松约束程度，减少每次浇灌长度和蓄热量，增加散热面，防止水化热的过大积聚，减少温度应力。

5、提高混凝土的极限抗拉强度。

措施如下：（1）选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减少收缩，保证施工质量。

（2）采用二次投料法；二次振捣法；浇灌后及时排除表面泌水，以提高混凝土强度。

（3）设置必要的温度配筋，在截面突然变化、转折部位，增加斜向构造配筋，以改善应力集中。

（4）在基础与墙、地坑等接缝部位，适当增大配筋率，设暗梁，以减轻边缘效应，提高抗拉伸强度，控制裂缝开展。

（5）加强混凝土的早期养护，提高早期相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

（二）大体积混凝土裂缝控制的施工计算在大体积混凝土浇灌前，根据施工拟采取的防裂措施和已知施工条件，先计算混凝土的水泥水化热绝温升值、各龄期收缩应力，如不超过混凝土的抗拉强度，则可采取调整混凝土的浇灌温度、减少水化热温升值、降低内外温差、改善施工操作工艺和混凝土性能、提高抗拉强度y (I-e -0.1t )*M *M *M ……*My ——标准状态下的最终收缩值（即极限收缩值）取 ，或改善约束等技术措施重新计算，直至计算的应力在允许范围以内为止。

1、混凝土的水化热绝热温升值混凝土的水化热绝热温升值，一般按下式计算：T (t ) = CQ （I - e -mt ）c ρ式中：T(t)——浇完一段时间 t ，混凝土的绝热温升值（℃）；C ——每立方米混凝土水泥用量（kg ）；Q ——每千克水泥水化热量（J/kg ），可由表 2 查得；c ——混凝土的比热，一般微 0.92-1.00，取 0.96（J/kg.K ）;ρ ——混凝土的质量密度，取 2400（kg/m 3）；e ——常数，为 2.718；m ——与水泥品种、浇捣时温度有关的经验系数，一般为0.2-0.4；t ——混凝土浇捣后至计算时的天数（d ）。

实际结构外表是散热的，计算值偏于安全。

2、各龄期混凝土收缩变形值各龄期混凝土的收缩变形值 ε y （t ）随许多具体条件和因素的差异而变化，一般可按下列指数函数表达式计算：εy （t ）= εo式中：εo1 2 3 n3.24*10 -4 ；M 、M 、M ……M ——考虑各种非标准条件的修正系数，按表 3123n取用；a ——混凝土的线膨胀系数，取 1.0*10 ；e 、t ——同上。

3、各龄期混凝土收缩当量温差混凝土的收缩变形换成“当量温差”（当温温差是将混凝土收缩产生的变形，换成相当于引起同样变形所需要的温度，以便按温差计算应力）按下式计算：T (t)=- yε （t ）ya式中 T (t)——各龄期（d ）混凝土收缩当量温差（℃），负号表y示降温；ε（t ）——各龄期（d ）混凝土的收缩相对变形量；y-54、各龄期混凝土弹性模量各龄期弹性模量按下式计算：E(t)=E (I-e-0.09l)o式中：E(t)——混凝土从浇灌后至计算时的弹性模量（ N /mm 2），计算温度应力时，一般取平均值；E ——混凝土的最终弹性模量（N/mm 2），可近似取 28d 的o弹性模量，按表 4 取用。

5、混凝土的温度收缩应力大体积结构（厚度大于 1m ）贯穿性或深进的裂缝，主要是由平均降温 差和收缩引起过大温度收缩应力造成的。

混凝土因外约束引起的温度 （包括收缩）应力（二维时）可按以下简化公式计算：σ = E (t )a T S(t)RI - υ式中：σ ——混凝土的温度（包括收缩）应力（N/mm 2）；△T——混凝土的最大综合温差（℃），如为负值则为降温；T——混凝土的入模温度（℃）；oT——混凝土浇筑后达到稳定时的温度，一般根据历年气象资h料取当年平均气温（℃）；当大体积结构长期裸露在室外且未回填时，△T值按混凝土水化热最高温升值（包括浇灌入模温度）与当地月平均最低温度之差进行计算；S(t)——考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3-0.5；R——混凝土的外约束系数，当为岩石地基时，R=1；当为可滑动的垫层时，R=0；一般地基取0.25-0.50；υ——混凝土的泊松比，可采用0.15-0.20。

品种每千克水泥水化热量Q表2水化热量Q(J/kg)普通水泥矿渣水泥225号201188275号243205325号289247425号377335525号461——混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-1水泥矿渣快硬低热石灰矿普通火山灰抗硫酸品种M 水泥1.25水泥1.12水泥渣水泥水泥1.10 1.0 1.0水泥盐水泥1.00.781混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-2水泥细度M 15000.9020000.9330001.0040001.1350001.3560001.6870002.052混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-3骨料砂岩砾砂无粗骨料玄武岩、花岗岩石灰岩白云岩石英岩M 1.9 1.0 1.0 1.0 1.00.950.8 3混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-4水灰比M 0.20.650.30.850.41.000.51.210.61.420.71.620.81.824混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-5水泥浆量（%）15202530354045 M50.90 1.00 1.20 1.45 1.75 2.10 2.55r 混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-6t(d)1-234571014-180M 61.111.01.090.981.070.961.040.941.00.90.960.890.930.84混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-7W(%)25304050607080-90M 71.25 1.18 1.10 1.000.880.770.700.54混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-8-0.00.10.20.30.40.50.6-0.7M 80.540.210.760.781.01.01.031.031.21.051.13_1.4-1.43_混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-9操作方法M 机械振捣1.00手工捣固1.10蒸气养护0.85高压釜处理0.549混凝土收缩变形不同条件影响系数表3-9 E Aa aE Ab b0.000.050.100.150.200.25M101.000.850.760.680.610.55注：分子为自然状态下硬化；分母为加热状态下硬化；T——混凝土浇灌后初期养护时间（d）；W——环境相对湿度（%）；r ——水力半径的倒数（cm -1 ），为构件截面周长（L ）,与截面积（A ） a ——配筋率；- 8 C40 3.25*10-之比， r = L/A;E A a E A b bE ——钢筋的弹性模量（N/mm 2 ）;aA ——钢筋的截面积（mm 2 ）；aE ——混凝土的弹性模量（N/mm 2 ）;bA ——混凝土的截面积（mm 2 ）。