大体积混凝土温控方案.docx

大体积混凝土温控方案*岸承台底面尺寸为28.8mx28.8m ,顶面尺寸为12.0m （纵） x 16.2m （横），高9.0m ,等截面局部高7.5m ,变截面局部高 1.5m ;系梁长13.829m ,宽10.0m ,高7.5m。承台分四层浇筑，每 一层高均为2.25m ,系梁中间局部设2m后浇段。承台混凝土受0.2m 厚C20垫层混凝土及2x25根D2.8m钻孔灌注桩约束。根据混凝土 结构对称性，取承台混凝土 1/4进行温度应力计算，计算模型网格剖 分图见图2.1。图2.1承台1/4 （单次浇筑1/2 ）网格剖分图（附带垫层混凝土约 束）2.2混凝土配合比及性能主塔承台混凝土设计强度等级为C40 ,原材料如下：水泥：水泥；粉煤灰：1级灰；外加剂：高性能聚竣酸减水剂；粗骨料：5-16mm、10-31.5mm两级配碎石； 温度一定的情况下混凝土浇筑温度主要取决于环境温度,因此选择合 适的时间段浇筑混凝土比拟重要。桥址所在地泸定市降水少、日照 多、昼夜温差大，多年月平均温度见表4.2。表4.2 "市月平均气温桥址所在地夏无酷暑，冬无严寒，夏季日均最高气温为21,浇 筑温度较易控制。需着重注意胶凝材料应放置至充分冷却后使用，尤 其水泥一定要冷却至460(,禁止使用刚出厂的新鲜水泥。一般可采 取屡次倒仓的措施降温，其冷却效果与倒仓的次数密切相关，受场地 和胶凝材料筒仓数目的限制。4.3保温保湿养护桥址所在地昼夜温差较大，需通过加强混凝土保温养护，降低混凝 土内表温差；通过加强混凝土保湿养护，减少混凝土收缩膨胀引起的 外表应力。表4.3大体积混凝土养护措施5.现场监控在本工程混凝土浇筑期间，埋设监测元件对混凝土的温度、湿度进 行眼空，对数据分析总结后，进行温控方案的进一步优化。测温仪器及元件。采用智能化数字多回路温度巡检仪，数字温度 传感器,实现温度、湿度实时监控和调整。典型温度参数监控。监控混凝土的出机温度、入模温度、内部温 度以及养护温湿度，对混凝土的温度开展历程和养护情况进行监控。 其中内部温度测点的布置根据对称性，选择单次浇筑1/4对称面布 设；布设包括外表温度测点（在构件中心部位短边长边中心线外表 以下5cm布置），内部测温点（布置在构件中心处）。混凝土内部温度监测频率为：浇筑过程中，每2h测量一次温 度；浇筑块混凝土浇筑完毕后至水化热升温阶段，每2h测量一次；水 化热降温阶段第一周，每4h测量一次，之后每天选取气温典型变化时 段测量，每天测量24次。细骨料：机制砂，MX=3.16 ;拌合水：自来水。混凝土配合比设计与力学性能见表2.1 ;表2.1 C40混凝土配合比及力学性能混凝土劈裂抗拉强度、物理热学参数参考已有工程经验并根据配合 比进行计算，见表2.2、表2.3。表2.2 C40混凝土劈裂抗拉强度参考值表2.3混凝土物理热学参数1.3 边界条件浇筑温度：参考公路桥涵施工技术规范(JTGT F50-2011) 大体积混凝土的浇筑温度不宜高于28(,冬天浇筑入模温度应不低于10，控制为"0且W28 ,仿真计算取为28;模板材质：1.8cm厚木模板；冷却水：工况一不布设冷却水管；工况二考虑冷却水管的降温效 果，采用直取水，冷却水管水平管间距为80cm、垂直管间距为70cm ;浇筑间隔期：7d ;养护方法：侧面土工布覆盖，顶面蓄水或覆盖塑料薄膜+土工 布。1.4 工况一仿真计算结果1.4.1 温度计算结果表2.6主塔承台仿真计算结果注：混凝土内表温差指混凝土内部最高温度与同一时刻距外表 50mm处的混凝土最低温度之差。温峰及最大内表温差出现时间约为浇筑后第3天。内部最高温度计 算值符合大体积混凝土施工规范(GB 50496-2009 ) 混凝土实 际温升不超过50。的规定。内表温差符合公路桥涵施工技术规 范(JTGT F50-2011 ) 大体积混凝土内表温差控制在25以内 的规定。1.4.2 应力计算结果在工况一设定条件下，主塔承台温度应力计算结果见表2.7。表2.7主塔承台仿真计算结果承台各浇筑层混凝土早期膨胀，3d应力开展较快，集中于构件上 外表及侧面，为内表温差引起的拉应力；混凝土后期收缩，7d后有部 分应力向构件内部转移并逐渐开展至稳定水平。中后期于第一层系梁 变截面处产生一定应力集中。各龄期温度应力较相应龄期的劈裂抗拉 强度参考值小，具有较高的平安系数，抗开裂能力较强。在承台施工 中，应加强以下控制：承台第一层中后期，系梁变截面处存在一定应力集中，建议该部 位增设防裂钢筋网并加掺一定量的高能膨胀剂，保湿养护等附加防裂 措施；计算浇筑间隔期为7d ,应注意防止浇筑间隔期过长引起承台约 束过大；(3 )承台分层浇筑,每层2.25m ,每层浇筑时分50cm浇筑一 层，在浇筑过程中，应防止中午阳光直射，造成水分蒸发，外表形成 硬壳，从而引起开裂与冷缝，应注意50cm层外表保湿，定期喷洒水 雾，但不能喷水过多，影响混凝土水胶比；2.25m浇筑完成后，在混 凝土初凝前应注意外表喷水雾保湿，凝结后应立即凿毛处理，清理干 净后应蓄水20cm养护；(4 )每层脱模时间不得早于4d ,以防止脱模过早后，保温保湿养 护不到位，造成裂缝；1.5 工况二仿真计算结果1.5.1 温度计算结果在工况二设定条件下，主塔承台内部最高温度及最大内表温差结果 见表2.8 ,图略。表2.8主塔承台仿真计算结果1.5.2 应力计算结果在工况二设定条件下，主塔承台温度应力计算结果见表2.9，相应 龄期应力场分布基本同工况一，图略。表2.9主塔承台仿真计算结果1.6 计算结果分析工况一(不加冷却水)承台内部最高温度为59.061.CTC , 3d 最大温度应力0.941.03Mpa , 7d最大温度应力0.721.12MPa ;工 况二(考虑冷却水)承台内部最高温度为54.156OC , 3d最大温度 应力0.810.92Mpa , 7d最大温度应力0.640.88MPa ,工况一与工 况二3d、7d温度应力均小于同龄期的劈裂抗拉强度，有较高的平安 系数。布设冷却水管有利于大体积构件的降温削峰，可有效降温约 5.0 ,并降低各龄期温度应力，可有效降低约10%，但是工况一同样 满足施工要求。3 .温控标准根据本工程的实际情况,参考公路桥涵施工技术规范(JTGT F50-2011 ).大体积混凝土施工规范(GB 50496-2009 )相关 规定，根据本工程的实际情况，根据仿真计算结果，对主塔承台大体 积混凝土制定温控标准见表3.1。表3.1主塔承台大体积混凝土温控标准4 .温度控制措施在混凝土施工中，将从混凝土的原材料选择、配比设计以及混凝土 的街口、运输、浇筑、振捣到通水、养护等全过程进行控制，以到达 控制其混凝土质量、混凝土内部最高温度、混凝土内表温差及外表约 束，从而控制温度裂缝的形成及开展的目的。根据仿真计算结果及构 件性能要求对主塔承台大体积混凝土控裂给出建议。4.1 配合比优化4.1.1 原材料优选原材料选取需考虑的因素见表4.1。表4.1混凝土原材料选取考量因素为改善混凝土的抗裂性能，应选用低水化热和含碱量偏低的水 泥。水泥应符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB175）标准中相应 等级要求，尽可能防止使用早强水泥、磨细水泥和C3A含量高的水 泥。不得使用新出厂的水泥，需放置至温度460再使用。应优选组分均匀、各项性能指标稳定的矿物掺和料，注重需水量 比、细度和烧失量等关键指标。应选用质地均匀坚固粒形和级配良好、吸水率低、孔隙小的洁净 骨料。骨料应符合国标建筑用砂(GB/T14684 )和建筑用卵 石、碎石(GB/T14685 )的技术要求。选择料场时必须对骨料进行 潜在活性的检测，不得采用可能发生碱骨料反响的活性骨料。使用聚竣酸类高效减水剂，可有效降低单方混凝土用水量，提高 混凝土和易性。聚竣酸系高性能减水剂进场后必须进行匀质性检验， 使用前应进行混凝土适应性试验，质量应符合聚竣酸系高性能减水 剂(JG/T223 )要求。4.1.2 配合比优化采用新型胶材体系，降低水泥用量以降低水化热。在满足混凝土 工作性和强度条件下，最大限度地减少胶凝材料用量及浆体率，这是 提高混凝土体积稳定性和抗裂性的一条重要措施。在胶材总量确定的 情况下，尽量减小水泥用量，使用大掺量矿物掺合料，实现混凝土的 高性能化。选择适宜的水胶比，控制最大用水量。将拌和水最大用量作为控 制混凝土耐久性的重要指标，比控制最大水胶比更为有利。因为控制 水胶比不能解决混凝土中因浆体过多引起的收缩、水化热增加等负面 影响。为尽量降低胶凝材料用量，增加集料所占的比例，提高混凝土 抗渗、防裂性能。采用矿物掺和料与高效减水剂双掺。矿物掺和料可以改善混凝土 中细微颗粒的级配，提高浆体和界面的致密性；改善混凝土拌合物的 施工性能；降低混凝土内部由于水泥水化热而产生的温升；改善胶凝 材料的组分，提高抵抗环境中化学介质腐蚀的能力；调整混凝土内部 实际强度的开展。矿物掺和料与高效减水剂的叠加效应可到达减少水 泥用量和用水量、密实混凝土内部结构的目的，使混凝土强度、耐久 性得以改善。延长混凝土缓凝时间以推迟并削弱温峰。C40承台混凝土常温期 施工实验室凝结时间控制至2530h ,高温期施工实验室凝结时间控 制至3035h。4.2 浇筑温度控制控制混凝土的浇筑温度对控制混凝土裂缝非常重要。相同混凝土， 入模温度高的温升值要比入模温度低的大许多。本桥施工对大体积混 凝土浇筑温度的要求为不低于10且不高于28e浇筑温度主要受原 材料温度、气温等影响。因砂、石、水的温度均受气温影响，在胶材