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）

14

21

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 ……*M

y ——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：

ε

y （t ）= ε

o

式中：ε

o

1 2 3 n

3.24*10 -4 ；

M 、M 、M ……M ——考虑各种非标准条件的修正系数，按表 3

1

2

3

n

取用；