大體積混凝土PPT課件市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

大致積混凝土第1頁(yè) ★大致積混凝土定義 ★存在問(wèn)題(裂縫產(chǎn)生原因) ★處理方法(技術(shù)方法、施工方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法) ★工程實(shí)例第2頁(yè)

在建筑工程中，混凝土、鋼筋混凝土是建筑結(jié)構(gòu)主要材料。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)?？焖贁U(kuò)大，建筑業(yè)正向著高、大、深和復(fù)雜結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。工業(yè)建筑中大型設(shè)備基礎(chǔ)；高層、超高層和特殊功效建筑箱型基礎(chǔ)及轉(zhuǎn)換層；有較高承載力樁基厚大承臺(tái)等都是體積較大鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，大致積混凝土已大量地應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑之中。第3頁(yè)大致積混凝土存在主要問(wèn)題

依據(jù)施工規(guī)范，水泥用量較高，從而造成混凝土水化熱過(guò)高，產(chǎn)生溫度應(yīng)力造成混凝土開(kāi)裂；混凝土澆筑后保溫和降溫技術(shù)沒(méi)有很好掌握，從而造成混凝土開(kāi)裂；混凝土養(yǎng)護(hù)不到位，脫模時(shí)間過(guò)早，造成大致積混凝土表面出現(xiàn)微裂紋。第4頁(yè)

關(guān)于什么是大致積混凝土，國(guó)內(nèi)外有許各種不一樣定義。第5頁(yè)

日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(JASS5)定義是：結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上；水化熱引發(fā)混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計(jì)超出25℃混凝土，稱為大致積混凝土。大致積混凝土定義第6頁(yè)

美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)(ACI)要求定義是：任何就地澆筑混凝土，其尺寸之大必須采取辦法處理水化熱及隨之引發(fā)體積變形問(wèn)題，以最大程度地控制降低開(kāi)裂，就為大致積混凝土。大致積混凝土定義第7頁(yè)

上海建設(shè)工程局《深基礎(chǔ)若干暫行要求》中定義是：當(dāng)基礎(chǔ)邊長(zhǎng)大于20ｍ，厚度大于1ｍ，體積大于400m3現(xiàn)澆混凝土，稱為大致積混凝土。大致積混凝土定義第8頁(yè)

王鐵夢(mèng)在《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》中定義是：在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)中，普通現(xiàn)澆連續(xù)墻式結(jié)構(gòu)、地下構(gòu)筑物及設(shè)備基礎(chǔ)等是輕易由溫度收縮應(yīng)力引發(fā)裂縫結(jié)構(gòu)，統(tǒng)稱為大致積混凝土結(jié)構(gòu)。本定義與美國(guó)ACI116R大致積混凝土定義一致。實(shí)際上這類結(jié)構(gòu)體積和厚度都遠(yuǎn)小于水工結(jié)構(gòu)體積和厚度。大致積混凝土定義第9頁(yè)

我國(guó)JGJ/T55-96：大致積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物中實(shí)體最小尺寸大于或等于1m部位所用混凝土，有時(shí)雖結(jié)構(gòu)斷面不大，但因?yàn)樗褂盟嗨療彷^大，也應(yīng)按大致積混凝土考慮。大致積混凝土定義第10頁(yè)

大致積混凝土除對(duì)結(jié)構(gòu)最小斷面和內(nèi)外溫差有一定要求外，對(duì)于平面尺寸也有一些限制，假如結(jié)構(gòu)物平面尺寸過(guò)大，基礎(chǔ)約束作用而產(chǎn)生溫度應(yīng)力也越大。大致積混凝土定義第11頁(yè)

總之，大致積混凝土還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一定義。凡是屬于建筑大致積混凝土都含有一些共同特征：結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土現(xiàn)澆量大，施工技術(shù)上有特殊要求，水泥水化熱使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度變形，應(yīng)采取辦法，盡可能地降低變形引發(fā)裂縫開(kāi)展。大致積混凝土定義第12頁(yè)大致積混凝土特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)厚，體積大，鋼筋密，一次澆筑量大。大致積混凝土工程一次性連續(xù)澆注混凝土幾百方至幾千方，施工時(shí)間長(zhǎng)，工程條件復(fù)雜，施工工藝要求高,受環(huán)境影響大，要求混凝土含有良好工作性（流動(dòng)性好，塌落度經(jīng)時(shí)損失小，凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，不離析、泌水）。第13頁(yè)水化熱高，溫度場(chǎng)梯度大，極易產(chǎn)生裂縫。大致積混凝土硬化期間，因?yàn)樗嗨^(guò)程釋放水化熱所產(chǎn)生溫度改變和混凝土收縮共同作用，由此而產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，往往造成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫。采取合理辦法降低水化熱，控制混凝土內(nèi)外溫差預(yù)防過(guò)大干縮是施工和管理質(zhì)量控制工作重點(diǎn)。第14頁(yè)水泥水化熱主要原因裂縫澆筑溫度混凝土表面溫度內(nèi)部溫度溫差第15頁(yè)

基礎(chǔ)大多用箱基、筏基、復(fù)合基礎(chǔ)等，因其混凝土體積大，聚集在內(nèi)部水泥水化熱不輕易散發(fā)，而混凝土表面散熱較快，形成了溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表裂縫產(chǎn)生原因第16頁(yè)

面產(chǎn)生拉應(yīng)力，此時(shí)因混凝土齡期短，抗拉強(qiáng)度很低，當(dāng)溫差產(chǎn)生表面抗拉應(yīng)力超出混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土產(chǎn)生各種裂縫，影響混凝土性能正常發(fā)揮。裂縫產(chǎn)生原因第17頁(yè)

水泥水化熱引發(fā)溫度應(yīng)力變形,是大致積混凝土產(chǎn)生裂縫主要原因。據(jù)相關(guān)資料介紹,水泥水化過(guò)程中釋放熱量約為502.42J/g,加上混凝土澆筑溫度。這兩種溫度形成水泥水化熱引發(fā)裂縫裂縫產(chǎn)生原因第18頁(yè)

混凝土內(nèi)部溫度，當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫差過(guò)大時(shí)(混凝土內(nèi)部最高溫度多出現(xiàn)在澆筑后3～5d),就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形，造成混凝土裂縫。裂縫產(chǎn)生原因第19頁(yè)

影響混凝土內(nèi)部溫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，混凝土收縮就越大。水泥用量越大,產(chǎn)生水化熱越高,其溫度應(yīng)力也越大，當(dāng)這種拉應(yīng)力超出混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫。裂縫產(chǎn)生原因第20頁(yè)

早期水化作用產(chǎn)生大量水化熱,使混凝土內(nèi)部溫度不停上升(升溫階段),在其中間部位溫度高區(qū),形成壓應(yīng)力,表面溫度低,形成拉應(yīng)力，在內(nèi)外溫度改變不一致情況下,混凝土就會(huì)產(chǎn)生不均勻收縮。裂縫產(chǎn)生原因第21頁(yè)

混凝土降溫階段，因?yàn)橹鸩浇禍囟a(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過(guò)程中，因?yàn)榛炷羶?nèi)部拌合水水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體膠凝等作用，促使混凝土硬化時(shí)收縮。這兩種收縮因?yàn)槭艿交谆蚪Y(jié)構(gòu)本身約束，也會(huì)產(chǎn)生很大拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。裂縫產(chǎn)生原因第22頁(yè)

混凝土溫度改變，必定會(huì)引發(fā)混凝土體積改變即溫度變形，當(dāng)溫度變形受到約束而不能自由伸縮時(shí)，就會(huì)引發(fā)溫度應(yīng)力，從而產(chǎn)生溫度裂縫。裂縫產(chǎn)生原因第23頁(yè)

溫度裂縫按其深度不一樣普通可分為貫通裂縫、深層裂縫和表面裂縫三種。貫通裂縫切斷了結(jié)構(gòu)斷面?？赡芷茐慕Y(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性，其危害性是最嚴(yán)重；深層裂縫部分切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性；便面裂縫普通危害性較小。裂縫種類第24頁(yè)技術(shù)辦法施工辦法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)辦法裂縫問(wèn)題第25頁(yè)控制大致積混凝土裂縫技術(shù)辦法

混凝土配合比設(shè)計(jì) 選擇適當(dāng)水泥、摻合料 選擇適當(dāng)骨料 選擇適當(dāng)外加劑第26頁(yè) ①設(shè)計(jì)混凝土配合比:混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在確?；炷梁辛己眯郧闆r下，盡可能降低混凝土單位用水量，采取“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出“高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高抗拉經(jīng)過(guò)混凝土試配，優(yōu)選材料和配合比，大值”抗裂混凝土。第27頁(yè) ②體積混凝土宜選取低水化熱、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)水泥，普通在同等條件下，應(yīng)優(yōu)先選取礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或復(fù)合水泥。 ③骨料在大致積混凝土中所占百分比普通為混凝土絕對(duì)體積80%～83%。第28頁(yè)

所以，在選擇骨料時(shí)，應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無(wú)弱包裹層、級(jí)配良好骨料。選擇適當(dāng)骨料品最大粒徑，控制粗骨料和細(xì)骨料含泥量，第29頁(yè)（粗骨料含泥量應(yīng)≯1%為宜，最大粒徑以小于鋼筋間最小凈距3/4；細(xì)骨料應(yīng)選取中砂或粗砂，含泥量應(yīng)≯2%），這么不但有利于提升混凝土工作性，而且可提升混凝土密實(shí)性、耐久性和抗裂性。第30頁(yè)

④摻入適量緩凝型外加劑，可顯著改進(jìn)混凝土和易性，從而降低用水量和混凝土水化熱。第31頁(yè)

⑤在混凝土中大量摻加粉煤灰?？商嵘炷量?jié)B性、耐久性，降低收縮，降低膠凝材料體系水化熱，提升混凝土抗拉強(qiáng)度，抑制堿骨料反應(yīng)，降低新拌混凝土泌水等。第32頁(yè)控制大致積混凝土裂縫施工辦法

混凝土成型后，要依據(jù)氣候條件采取對(duì)應(yīng)控溫辦法，將內(nèi)外溫差嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)要求范圍以內(nèi)；當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，混凝土溫度差宜≯25℃。

第33頁(yè)

（1）采取在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管和風(fēng)管、表面灑水冷卻、表面保溫材料保護(hù)等方法，控制混凝土溫度，降低裂縫。第34頁(yè)

（2）每層澆筑厚度控制在300～400mm之間，且控制好混凝土均勻上升，防止過(guò)大高差，循序漸進(jìn)，一次到頂。 （3）在混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)將基底清理潔凈，澆水濕潤(rùn)，且不得積水，并盡可能降低混凝土入模溫度，入模溫度控制在比環(huán)境溫度高5℃范圍之內(nèi)。第35頁(yè)

（4）控制混凝土坍落度及水灰比，細(xì)致分析混凝土集料配比，合理?yè)郊铀芑瘎┖徒档蛣?，混凝土坍落度控制?60～180mm為宜。第36頁(yè)

（5）為了提升混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，降低收縮，施工時(shí)設(shè)置專員加強(qiáng)混凝土振搗工作，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間和插入深度，上下層振搗搭接在50～100

mm之間，每點(diǎn)振搗30s左右或視混凝土表面返漿，禁止碰撞模板。第37頁(yè)

（6）混凝土表面除因其泌水收縮，產(chǎn)生塑性收縮裂縫外，還會(huì)受到鋼筋、粗大骨料等限制，使混凝土內(nèi)部顆粒沉降不均勻，產(chǎn)生裂縫。為預(yù)防這類裂縫產(chǎn)生，在混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，經(jīng)振動(dòng)器振搗密實(shí)，表面出現(xiàn)浮漿時(shí)，即用刮尺刮平，第38頁(yè)

在混凝土終凝硬化前，用木抹連續(xù)搓平，密閉混凝土表面，預(yù)防泌水收縮裂縫產(chǎn)生，12h以后，在混凝土表面加以覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)，防止混凝土受風(fēng)吹日曬，排除了混凝土內(nèi)部顆粒沉降引發(fā)表面裂縫。第39頁(yè)

（7）二次振搗是在第一次振搗后，于凝結(jié)前適當(dāng)初間再重復(fù)進(jìn)行二次振搗一項(xiàng)新工藝，二次振搗能降低混凝土內(nèi)部裂縫，增強(qiáng)混凝土密實(shí)性，從而提升混凝土抗裂性。第40頁(yè)

（8）冬、夏季施工時(shí)，要依據(jù)大致積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋疏密、混凝土供給條件等合理分段、分層、合理安排澆筑時(shí)間，以降低因酷熱高溫或嚴(yán)寒低溫攻擊引發(fā)表面裂縫，最大程度降低混凝土初凝溫度。第41頁(yè)控制大致積混凝土裂縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)辦法

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采取一些增配結(jié)構(gòu)筋辦法來(lái)改進(jìn)混凝土內(nèi)外約束，對(duì)預(yù)防大致積混凝土裂縫產(chǎn)生很有好處。

第42頁(yè) ①當(dāng)大致積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大時(shí)，為減小外約束力、溫度應(yīng)力和混凝土內(nèi)部熱量散發(fā)，降低混凝土內(nèi)部溫度，可設(shè)置后澆帶，在正常施工條件下，后澆帶間距20～30mm，保留時(shí)間普通大于60天。后澆帶封閉時(shí)，用賠償收縮混凝土澆灌密實(shí)。第43頁(yè) ②設(shè)置滑移層：為了方便混凝土底板熱能釋放時(shí)所產(chǎn)生平行移動(dòng)，在澆筑混凝土前，宜在基礎(chǔ)墊層與混凝土基礎(chǔ)之間設(shè)置瀝青油氈或其它類似材料作為滑移層，用以降低大致積混凝土內(nèi)外約束。第44頁(yè) ③設(shè)置緩沖層：為了緩解地基對(duì)基礎(chǔ)收縮時(shí)側(cè)壓力，可在大致積混凝土一些部位設(shè)置緩沖層。 ④設(shè)置增強(qiáng)配筋：在輕易開(kāi)裂部位配置斜向鋼筋或鋼筋網(wǎng)片或在邊緣部位設(shè)置暗梁并配置一定數(shù)量抗裂鋼筋，提升該部位配筋率，可顯著提升混凝土抗裂性能。第45頁(yè)陽(yáng)邏長(zhǎng)江大橋北標(biāo)段承臺(tái)大致積混凝土第46頁(yè)工程描述

陽(yáng)邏長(zhǎng)江大橋主塔墩承臺(tái)平面尺寸為21.6m×21.6m,高6m,混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C30。承臺(tái)屬主要大致積混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土方量相當(dāng)大，必須采取專門(mén)辦法預(yù)防因?yàn)榛炷了療釡厣霈F(xiàn)溫度裂縫，以滿足設(shè)計(jì)要求，確保大橋長(zhǎng)久安全使用。受大橋局陽(yáng)邏大橋項(xiàng)目經(jīng)理部委托，武漢理工大學(xué)對(duì)陽(yáng)邏大橋承臺(tái)大致積混凝土進(jìn)行了溫控計(jì)算，得出了大致積混凝土內(nèi)部仿真溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，依據(jù)計(jì)算結(jié)果制訂了承臺(tái)不出現(xiàn)有害溫度裂縫溫控標(biāo)準(zhǔn)，并以此制訂了對(duì)應(yīng)溫控辦法。溫控計(jì)算采取有限元程序《大致積砼施工期溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算程序包》進(jìn)行。第47頁(yè)混凝土配合比設(shè)計(jì)水(kg/m3)水泥(kg/m3)粉煤灰(kg/m3)砂(kg/m3)石(kg/m3)減水劑(kg/m3)坍落度(cm)28d(Mpa)0h2h17028014570810635.4201540.4水泥：葛洲壩水泥廠礦渣P.S32.5水泥，其中礦渣粉 含量占60％；粉煤灰：陽(yáng)邏電廠I級(jí)灰,需水量比92%，燒失量2.9%;

砂：巴河中砂2.3～3.1;

石：5～31.5mm碎石;減水劑：武鋼浩源FDN-9001高效減水劑（水劑）。第48頁(yè)混凝土澆筑溫度控制

混凝土出攪拌機(jī)后，經(jīng)泵送、平倉(cāng)、振搗等過(guò)程后距離表面5－10cm處溫度為澆筑溫度，應(yīng)控制混凝土澆筑溫度不超出28。 若澆筑溫度超出控制要求，則應(yīng)采取以下辦法： （1）混凝土泵管外用草袋覆蓋，并經(jīng)常灑江水降溫； （2）砂、石料防止太陽(yáng)曝曬； 提升混凝土澆筑強(qiáng)度，盡可能縮短已澆混凝土暴露時(shí)間。第49頁(yè)

依據(jù)計(jì)算結(jié)果，為確保承臺(tái)在施工期內(nèi)不出現(xiàn)有害溫度裂縫，應(yīng)采取以下溫控標(biāo)準(zhǔn)：（1）混凝土澆筑溫度不超出28℃；（2）混凝土在澆筑溫度基礎(chǔ)上最大水化熱溫升不超出31℃；（3）混凝土內(nèi)外溫差不超出28℃； 混凝土降溫速率不超出2.0℃/d。第50頁(yè)冷卻水管布設(shè) (1)冷卻水管及其布設(shè) 依據(jù)承臺(tái)內(nèi)部溫度分布特征，總共埋設(shè)六層冷卻水管，冷卻水管采取外徑為32mm，內(nèi)徑28mm薄壁鋼管，其水平間距為1.2m，每根冷卻水管長(zhǎng)度不宜超出200m，冷卻水管進(jìn)、出水口應(yīng)集中布置，以利于統(tǒng)一管理（冷卻水管布置見(jiàn)圖2、圖3）。

(2)冷卻水管使用及其控制

a.冷卻水管使用前應(yīng)壓水試驗(yàn)，預(yù)防管道漏水、阻水；