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 C,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MU4（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 C，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
)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 C。

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©6.5mm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25C ,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25C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
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) = C Q(I —e』t)
cP
式中：T(t)――浇完一段时间t，混凝土的绝热温升值「C);
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 );
P ――混凝土的质量密度，取2400 (kg/m3);
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£ 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：
o
£ y (t) =£ y (I-e 皿)*M/M*M ……*M n
o
式中：£ y ——标准状态下的最终收缩值(即极限收缩值)，取
3.24*10 ‘;
M 1、M2、M3……M ――考虑各种非标准条件的修正系数，按表3取用;
e 、t ----- 同上
、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：
式中T （t ）――各龄期（d ）混凝土收缩当量温差（C ），负号表 示降温；
£ y （t ） 各龄期（d ）混凝土的收缩相对变形量;
a
_5
――混凝土的线膨胀系数，取1.0*10 ;
4、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 （l-e 边）
o
式中：E （t ） ---- 混凝土从浇灌后至计算时的弹性模量（N/mm ）,
计算温度应力时，一般取平均值；
E 。

一一混凝土的最终弹性模量（N/mn 2）,可近似取28d 的
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1n ）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：
（T 二 E （
t ）a 'T S （t ）R
l -柑 式中：（T ――混凝土的温度（包括收缩）应力（N/mm ）;
⑴二- ；
y(t )
a。