搜索
-1-大体积混凝土施工方案一、编制说明大体积混凝土的施工是一项综合性的系统工程，不仅需要结构上科学的设计，混凝土材料方面科学的制备、现场科学的施工，而且需要设计、材料制备及施工三个方面密切的配合以寻求最佳的综合效果。高强大体积混凝土等一些还有其他特殊要求的大体积混凝土，更需要三个方面的密切配合，仅靠哪一个方面的努力都难以取得好的效果。大体积混凝土的施工技术要求较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证大体积混凝土顺利施工。二、编制依据《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2015《大体积混凝土施工规范》GB50496-2012《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107-2010《混凝土质量控制标准》GB50164-2011《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2011《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2011《混凝土用水标准标准》JGJ63-2006-2-《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》GB/T14684-2001《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-2011《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011三、商品混凝土的制备可采取的技术措施商品混凝土的制备可以从两方面考虑：一是从混凝土配合比上考虑，如何减少混凝土的放热量；二是从生产控制上考虑，如何控制混凝土的入仓温度。对于大体积混凝土来说，混凝土结构的内外温差来自于混凝土所放出的热量，因此，控制混凝土放热量是从内因上解决大体积混凝土的温控防裂问题，因而也是从根本上解决大体积混凝土问题的技术措施。从减少混凝土放热量考虑，在混凝土配合比上可采取以下的技术措施。1、尽可能地减少混凝土的用水量以减少胶凝材料用量混凝土作为一种结构材料，必须满足力学性能的要求。混凝土的力学性能主要取决于水胶比，要达到一定的力学性能的要求，必须控制一定的水胶比。然而混凝土的放热量来自于胶凝材料。在一定的水胶比下，减少混凝土的用水量可以减少混凝土中胶凝材料的用量，从面减少混凝土的放热量。（1）改善集料的级配，在混凝土中方，集料起到骨架作用，对于混凝土的性能有着较大的贡献，告别是对混凝土的力学性能有着较大的贡献，这种贡献是没有热量放出的，因此充分利用集料对混凝土力学性能的贡献，是在保证混凝土力学性能前提下减-3-少混凝土放热量地有效途径，集料需要胶凝材料来胶结，集料中的空隙需要胶凝材料来填充，因此胶凝材料也是混凝土中不可缺少的组分，集料的级配对空隙率有非常大的影响。改善集料的级配可降低其空隙率，减少填充这些空隙所必须的水泥浆体数量。（2）尽可能采用较大的集料最大粒径，在集料粒径较小地情况下，不同粒径集料之间的相互填充作用是有限的。因此即便级配非常好，其空隙率仍然较大，但当集料最大粒径较大时，一些小的集料可以更好的填充在大集料的空隙中，使的集料的空隙率进一步降低，在级配较好的情况下，集料最大粒径越大，空隙率越小。对于卵石，当最大粒径为10mm时，无论级配如何调整，集料所能达到地最低空隙率为37%，当最大粒径为20mm时，集料的最低空隙率可达到34%，当最大粒径为40mm时，集料所能达到的最低空隙率可小于30%。在混凝土中，集料的这些空隙需用水泥浆来填充。空隙率越高所需的水泥浆量也就越多。另一方面，大集料比表面积较小，润湿集料表面所需的水泥浆量也越少，，由于这两方面的原因，增大集料的最大粒径可以显著的减少混凝土的水泥浆量。在保持混凝土流动性不变的情况下，集料最大粒径从10mm增大到60mm时，每立方米混凝土的用水量可减少50kg。如果以0.5水灰比考虑的话，大约可减少100kg胶凝材料，这一作用大约可使混凝土的水化热温升降低80C。集料的最大粒径并不是可以无限增大的，它受到一些因素的-4-限制，这些限制主要有以下几方面：1）布筋的限制；2）强度的限制；3）施工方式的限制；（3）外加剂的选用在混凝土中掺入一些适宜的外加料，可以便混凝土获得所需要的特性，尤其在泵送混凝土中更为突出。泵送性能良好的混凝土拌和物应具备三种特性：1）、在输送管壁形成水泥浆或水泥砂浆的润滑层，便混凝土拌和物具有在管道中顺利滑动的流动性；2）、为了能在各种形状和尺寸的输送管内顺利输送，混凝土拌合物要具备适应输送管形状和尺寸的变化的变形性；3）、为在泵送混凝土施工过程中不产生离析而造成堵塞，拌和物应具备压力变化和位置变动的抗分离性。由于影响泵送混凝土性能的因素很多，如砂石的种类、品质和级配、用量、砂率、坍落度、外掺料等。因此，为了满足混凝土具有良好的泵送性，在进行混凝土配合比的设计中，不能用单纯增加单位用水量方法。这样不仅会增加水泥用量，增大混凝土的收缩，而且还会使水化热升高，更容易引起裂缝。工程实践证明，在施工中优化混凝土级配、掺加适宜的外加料，以改善混凝土的特性，是大体积混凝土施工中的一项重要技术措施。混凝土中常用的外加料主要是外掺剂和外掺料（4）掺加外掺剂大体积混凝土中掺加外掺剂主要是木质素磺酸钙(简称木-5-钙)，一般用作减水剂，属于阴离子表面活性剂，对水泥颗粒有明显的分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用，因此，在混凝土中掺入水泥用量约0.25%的木钙减水剂，不仅能使混凝土的和易性有明显的改善，同时又减少了10%左右的拌和水，节约了10%左右的水泥，从而降低了水化热。从表4-16的例子可看出，混凝土中掺入木钙减水剂后，7d的水化热略有增大，但可减小水泥用量l0%左右，因此水化热还是降低的，并且可以延迟水化热释放的速度。这样不但可以减小温度应力，而且还可以使初凝和终凝的时间相应延缓5～8h，可大大减少大体积混凝土施工过程中出现温度裂缝的可能性。（5）普通硅酸盐水泥配制的砂浆或混凝土在干燥时会产生收缩，砂浆的收缩率为0.1%～0.2%，混凝土的收缩率为0.04%～0.06%，而一般混凝土的极限拉伸仅为0.0l%～0.02%，其结果导致混凝土开裂，从而破坏了结构的整体性，降低了抗渗性能。因此，在混凝土中适当地掺入膨胀剂(AEA：矾土水泥、天然明矾石、硬石膏；UEA：烧结明矾石、天然明矾石、硬石膏等)置换相同质-6-量的水泥，使其吸收部分水后发生化学反应，在混凝土中产生0.2～0.7MPa的膨胀自应力，从而使混凝土处于受压状态，抵消由于干缩而产生的拉应力，避免裂缝的发生和发展，同时大大提高了混凝土的抗渗性能和后期抗压强度,达到混凝土结构本身抗裂防水的目的。在施工中，合理使用补偿收缩混凝土，在结构自防水的同时可以实行无缝设计、无缝施工，对节约成本、缩短工期有一定的现实意义。另一方面，由于膨胀剂AEA、UEA在混凝土中形成膨胀物钙矾石时需吸收水，在预拌混凝土中，掺入膨胀剂会增加混凝土坍落度的损失，影响混凝土的泵送施工，因此，在使用时须考虑膨胀剂与泵送剂的双掺。（6）掺加外掺料粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分，它能有效地提高混凝土的抗渗性能，显著改善混凝土拌料的工作性能，并具有减水作用。由于粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应，使具有优良性质的粉煤灰(不低于二级)在一定掺入量下(水泥质量的15%～20%)的强度还会有所增加，包括早期强度；同时，粉煤灰的掺入可以使混凝土密实度增加，收缩变形有所减少，泌水量下降，坍落度损失减小。通过预配试验，可取得降低水灰比、减少水泥浆用量、提高混凝土可泵性等良好的效果，特别是可以明显地延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，并能改善混凝土的后期强度。大体积混凝土掺入粉煤灰分为“等量取代法”和“超量取代-7-法”两种。前者是用等体积的粉煤灰取代水泥的方法；但其早期强度(28d以内)也会随掺入量增加而下降，所以对早期抗裂要求较高的工程，取代量应非常慎重。后者是一部分粉煤灰取代等体积水泥，超量部分粉煤灰则取代等体积砂子，它不仅可获得强度增加效应，而且可以补偿粉煤灰取代水泥所降低的早期强度，从而保持粉煤灰掺入前后的混凝土强度等效。（7）骨料的选择大体积混凝土砂石料的重量约占混凝土总重量的85％左右，正确选用砂石料对保证混凝土质量、节约水泥用量、降低水化热数量、降低工程成本是非常重要的。骨料的选用应根据就地取材的原则，首先考虑选用生产成本低、质量优良的天然砂石料。1）、粗骨料的选择为了达到预定的要求，同时又要发挥水泥最有效的作用，粗骨料有一个最佳的最大粒径。但对于结构工程的大体积混凝土，粗骨料的规格往往与结构物的配筋间距、模板形状以及混凝土的浇筑工艺等因素有关。结构工程的大体积混凝土，宜优先采用以自然连续级配的粗骨料配制。这种用连续级配粗骨料配制的混凝土，具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量，以及较高的抗压强度。在选择粗骨料粒径时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、级配良好的石子。根据有关试验结果证明，采用5～40mm石子比采用5～25石子，每立方米混凝土可减少水量15kg左右，在相同水灰比的情况下，-8-水泥用量可节约20kg左右，混凝土温升可降低2℃。2）、2、细骨料的选择大体积混凝土中的细骨料，以采用中、粗砂为宜，细度模数宜在2.6～2.9范围内。根据有关试验资料证明，当采用细度模数为2.79；平均粒径为0.381的中粗砂，比采用细度模数为2.12、平均粒径为0.336的细砂，每立方米混凝土可减少水泥用量28～35kg，减少用水量20～25kg，这样就降低了混凝土的温升和减小了混凝土的收缩。泵送混凝土的输送管道形式较多，既有直管又有锥形管、弯管和软管；当通过锥形管和弯管时，混凝土颗粒间的相对位置就会发生变化；此时如果混凝土中的砂浆量不足，便会产生堵管现象。所以，在级配设计时可适当提高砂率；但若砂率过大，将对混凝土的强度产生不利影响。因此，在满足可泵性的前提下，尽可能降低砂率。3）、骨料质量的要求骨料的质量如何，直接关系到混凝土的质量，所以，骨料中不应含有超量的粘土、淤泥、粉屑、有机物及其他有害物质，其含量不能超过规定的数值。混凝土试验表明，骨料中的含泥量是影响混凝土质量的最主要因素，它对混凝土的强度、干缩、徐变、抗渗、抗冻融、抗磨损及和易性等性能都产生不利的影响，尤其会增加混凝土的收缩，引起混凝土的抗拉强度的降低，对混凝土的抗裂更是十分不利。因此，在大体积混凝土施工中，石子的含-9-泥量控制在不大于1％，砂的含泥量控制在不大于2％。2、外部环境的影响1）、加强混凝土浇筑与振捣改进混凝土的搅拌工艺对改善混凝土的配合比、减少水化热、提高极限拉伸有着重要的意义。为了进一步提高混凝土质量，采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺，可有效地防止水分向石子与水泥砂浆的界面集中，使硬化后界面过渡层的结构致密，粘结加强，从而使混凝土的强度提高10%左右，也提高了混凝土的抗拉强度和极限拉伸值；当混凝土的强度基本相同时，可减少7%左右的水泥用量。混凝土二次振捣的恰当时间是指混凝土经振捣后还能恢复到塑性状态的时间，一般称为振动界限，在实际工程中应由试验确定。2）控制混凝土浇筑温度混凝土从搅拌机出料后，经过运输、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温度。由于浇筑温度过高会引起较大的干缩，因此应适当地限制混凝土的浇筑温度，一般情况下，建议混凝土的最高浇筑温度应控制在40℃以下。3）、控制混凝土出机温度为了降低大体积混凝土总温升和减小结构的内外温差，控制出机温度是很重要的。在混凝土的原材料中，石子的比热较小，但其在每立方米混凝土中所占的质量较大。水的比热最大，但它在混凝土中占的质量却最小。因此，对混凝土的出机温度影响最大的-10-是石子和水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响最小。针对以上的情况，在施工中，为了降低混凝土的出机温度，应采取有效的方法降低石子的温度。在气温较高时，为了防止太阳的直接照射，可在砂、石子堆场搭设简易遮阳装置，必要时，须向骨料喷射水雾或使用冷水冲洗骨料。4）、加强混凝土养护地下室外墙浇筑以后，为了减少升温阶段的内外温差，防止因混凝土表面脱水而产生干缩裂缝，应对混凝