最新大体积混凝土制备技术与应用课件ppt课件.ppt
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1、大体积混凝土制备技术与应大体积混凝土制备技术与应用课件用课件江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 2纲要纲要一、概述一、概述二、大体积混凝土的裂缝与控制二、大体积混凝土的裂缝与控制三、大体积混凝土的裂缝控制计算三、大体积混凝土的裂缝控制计算四、大体积混凝土的施工四、大体积混凝土的施工五、案例:五、案例:天津天津117117超大体积底板混凝土浇筑超大体积底板混凝土浇筑江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 3江苏博特新材料有限公司江苏博
2、特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 4江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 5江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 6江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 7江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 8江苏博特新材料有限
3、公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 9大体积混凝土变形应力裂缝主要产生原因大体积混凝土变形应力裂缝主要产生原因 大体积混凝土变形应力裂缝主要产生原因:大体积混凝土变形应力裂缝主要产生原因: 胶凝材料水化热胶凝材料水化热 约束条件约束条件 外界气温变化外界气温变化 混凝土的收缩变形混凝土的收缩变形 1 1、水化热、水化热 大体积混凝土截面厚度大,水化热聚集在结构内部不易散失,使内部大体积混凝土截面厚度大,水化热聚集在结构内部不易散失,使内部温度升高,而表面散热条件好,温度低,当内表温差过大时,就会产温度升高,而表面散热条件好,温度
4、低,当内表温差过大时,就会产生温度应力,当抗拉强度不足以抵抗该温度应力时,便开始产生温度生温度应力,当抗拉强度不足以抵抗该温度应力时,便开始产生温度裂缝;混凝土内部的最高温度,大多发生在浇筑后的裂缝;混凝土内部的最高温度,大多发生在浇筑后的35d35d时。时。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 10 2 2、约束条件、约束条件 结构在变形时,由于与边界的接触结构在变形时,由于与边界的接触或与其他结构物的连接,会受到一定或与其他结构物的连接,会受到一定的约束而阻碍变形。的约束而阻碍变形。 对于基础大体积钢筋混凝土
5、,它与地对于基础大体积钢筋混凝土,它与地基浇筑在一起。当早期温度上升时产基浇筑在一起。当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束时生的膨胀变形受到下部地基的约束时形成压应力。但当温度下降时,因收形成压应力。但当温度下降时,因收缩产生较大的拉应力,若拉应力超过缩产生较大的拉应力,若拉应力超过混凝土的抗拉强度,混凝土就会出现混凝土的抗拉强度,混凝土就会出现垂直裂缝。垂直裂缝。T 混凝土收缩时的相对变形;混凝土收缩时的相对变形;混凝土的温度变化量;混凝土的温度变化量; 混凝土的线膨胀系数。混凝土的线膨胀系数。T江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Ma
6、terials Co., Ltd. 113 3、外界气温变化、外界气温变化 混凝土内部温度是由浇筑温度、水化热引起的绝热温升和混凝土混凝土内部温度是由浇筑温度、水化热引起的绝热温升和混凝土的散热温度三者的叠加:外界温度越高,混凝土的浇筑温度也越高。的散热温度三者的叠加:外界温度越高,混凝土的浇筑温度也越高。外界温度下降,尤其是骤降,如无表面保温措施和内部降温措施,则外界温度下降,尤其是骤降,如无表面保温措施和内部降温措施,则因表面散热加快大大增加混凝土表面与混凝土内部的温度梯度,产生因表面散热加快大大增加混凝土表面与混凝土内部的温度梯度,产生温差应力,造成大体积混凝土出现裂缝。温差应力,造成大
7、体积混凝土出现裂缝。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 124 4、混凝土的收缩变形、混凝土的收缩变形a. a.塑性收缩和沉缩变形塑性收缩和沉缩变形 塑性收缩发生在混凝土凝结硬化前的塑性阶段,混凝土浇注后仍处于塑塑性收缩发生在混凝土凝结硬化前的塑性阶段,混凝土浇注后仍处于塑性状态时,混凝土性状态时,混凝土表面失水速率表面失水速率超过内部水向表面迁移的超过内部水向表面迁移的泌水速率泌水速率时造成毛时造成毛细孔中形成负压,使浆体形成塑性收缩产生裂缝。细孔中形成负压,使浆体形成塑性收缩产生裂缝。 塑性沉缩常在流动性较
8、大的现浇钢筋混凝土结构中发生。流动性过大及不均塑性沉缩常在流动性较大的现浇钢筋混凝土结构中发生。流动性过大及不均匀的混凝土在初凝前拌合物仍处于塑性状态,虽经振捣,内部的空气也基本匀的混凝土在初凝前拌合物仍处于塑性状态,虽经振捣,内部的空气也基本排除,但在内部的排除,但在内部的粗骨料因振捣和自重作用缓慢下沉粗骨料因振捣和自重作用缓慢下沉、水泥浆体上升,而上、水泥浆体上升,而上部的混凝土受到钢筋、模板及预埋件的部的混凝土受到钢筋、模板及预埋件的限制限制,常产生裂缝。,常产生裂缝。b. b.混凝土的体积变形混凝土的体积变形 混凝土的蒸发失水和内部因水化干燥收缩是引起混凝土体积收缩的主要原因混凝土的蒸
9、发失水和内部因水化干燥收缩是引起混凝土体积收缩的主要原因,这些收缩变形如存在约束条件就会产生收缩应力而出现裂缝。,这些收缩变形如存在约束条件就会产生收缩应力而出现裂缝。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 13控制大体积混凝土裂缝的主要技术措施控制大体积混凝土裂缝的主要技术措施 对于大体积混凝土结构,为防止其产生温度裂缝,除在施工前进行温对于大体积混凝土结构,为防止其产生温度裂缝,除在施工前进行温度计算外,在施工过程中还应采取系列的有效的技术措施。度计算外,在施工过程中还应采取系列的有效的技术措施。 根据我国的大
10、体积混凝土施工经验,应着重从根据我国的大体积混凝土施工经验,应着重从控制混凝土温升、延缓控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减少混凝土收缩变形、提高混凝土极限抗拉应力值混凝土降温速率、减少混凝土收缩变形、提高混凝土极限抗拉应力值、改善混凝土约束条件、完善构造设计、改善混凝土约束条件、完善构造设计和和加强施工过程中的温度监测加强施工过程中的温度监测等方面采取技术措施。等方面采取技术措施。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 14控制大体积混凝土裂缝的主要技术措施控制大体积混凝土裂缝的主要技术措施 大体积混凝土裂缝的
11、控制可采取多种措施组合实施,大体积混凝土裂缝的控制可采取多种措施组合实施,常用的防止常用的防止裂缝的措施主要有:裂缝的措施主要有: 1 1)采用中、低热水泥品种;)采用中、低热水泥品种; 2 2)满足强度和其它性能要求的前提下,采用措施降低水泥用量;)满足强度和其它性能要求的前提下,采用措施降低水泥用量; 3 3)掺加适宜的外加剂和掺合料;)掺加适宜的外加剂和掺合料; 4 4)选择适宜的骨料;)选择适宜的骨料; 5 5)骨料降温、加冰等控制混凝土的出机温度和浇筑温度;)骨料降温、加冰等控制混凝土的出机温度和浇筑温度; 6 6)预埋水管、通水冷却,降低混凝土内部温升;)预埋水管、通水冷却,降低混
12、凝土内部温升; 7 7)采取表面保护、保温隔热措施,降低内外温差;)采取表面保护、保温隔热措施,降低内外温差; 8 8)对混凝土结构合理进行分缝分块;)对混凝土结构合理进行分缝分块; 9 9)采取防止大体积混凝土裂缝的结构措施等。)采取防止大体积混凝土裂缝的结构措施等。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 151 1、大体积混凝土原材料选择与配合比设计、大体积混凝土原材料选择与配合比设计1)水泥)水泥:选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,水泥:选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,水泥3d3d水化热
13、不宜大于水化热不宜大于240kJ/kg240kJ/kg, 7d7d水化热不宜大于水化热不宜大于270kJ/kg270kJ/kg;控制铝酸三;控制铝酸三钙含量不宜大于钙含量不宜大于%。 混凝土温升的热源主要是水泥的水化热,对于大体积混凝土来说,因混凝土温升的热源主要是水泥的水化热,对于大体积混凝土来说,因传热慢,水化热会导致混凝土中心温度不断上升,使混凝土里表温差传热慢,水化热会导致混凝土中心温度不断上升,使混凝土里表温差加大,引起温度裂缝,因此应在满足设计强度要求的前提下,尽可能加大,引起温度裂缝,因此应在满足设计强度要求的前提下,尽可能减少水泥用量,以减少水泥的水化热。减少水泥用量,以减少水
14、泥的水化热。 铝酸三钙水化热高、影响外加剂的使用并影响施工性能、反应产铝酸三钙水化热高、影响外加剂的使用并影响施工性能、反应产物疏松影响抗渗性能,因此应进行控制。物疏松影响抗渗性能,因此应进行控制。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 162)骨料)骨料:控制含泥量、粒径、级配,必要时控制热膨胀系数。控制含泥量、粒径、级配,必要时控制热膨胀系数。 优先选择洁净、圆润的天然中、粗江砂或河砂,对于大体积混凝土降优先选择洁净、圆润的天然中、粗江砂或河砂,对于大体积混凝土降低用水量和水泥用量有积极的意义;低用水量和水泥用
15、量有积极的意义; 根据施工条件和施工工艺、结构物的配筋间距、模板情况,选择根据施工条件和施工工艺、结构物的配筋间距、模板情况,选择合适的骨料粒径,通常宜选用合适的骨料粒径,通常宜选用31.5mm31.5mm连续级配、空隙率小、含泥连续级配、空隙率小、含泥量不大于量不大于1 1的粗骨料;细骨料细度模数不宜小于的粗骨料;细骨料细度模数不宜小于2.32.3、含泥量不应大、含泥量不应大于,并应选用非碱活性骨料。于,并应选用非碱活性骨料。 (用水量的限制与聚羧酸外加剂的使用用水量的限制与聚羧酸外加剂的使用)江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials
16、 Co., Ltd. 173)外加剂和矿物掺合料)外加剂和矿物掺合料 掺粉煤灰、矿粉和减水剂,以减少水泥用量。掺粉煤灰、矿粉和减水剂,以减少水泥用量。 大体积混凝土中使用的粉煤灰和矿粉,应符合各自材料标准,建议避大体积混凝土中使用的粉煤灰和矿粉,应符合各自材料标准,建议避免在大体积混凝土中使用磨细粉煤灰、游离氧化钙含量高的矿物掺合免在大体积混凝土中使用磨细粉煤灰、游离氧化钙含量高的矿物掺合料、流化床干法脱硫灰或沸腾炉渣、煤矸石等工业废弃物来降低水泥料、流化床干法脱硫灰或沸腾炉渣、煤矸石等工业废弃物来降低水泥用量,防止施工性能失控或出现塑性裂缝风险。用量,防止施工性能失控或出现塑性裂缝风险。 大
17、体积混凝土选用减水剂应关注混凝土泌水性能和施工性能。大体积混凝土选用减水剂应关注混凝土泌水性能和施工性能。 掺缓凝剂,以便于减缓混凝土的浇筑速度和浇筑强度,以利散热。掺缓凝剂,以便于减缓混凝土的浇筑速度和浇筑强度,以利散热。 掺微膨胀剂或膨胀水泥,补偿收缩,减少温度与收缩裂缝的出现。掺微膨胀剂或膨胀水泥,补偿收缩,减少温度与收缩裂缝的出现。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 184)配合比设计)配合比设计符合现行标准符合现行标准普通混凝土配合比设计规范普通混凝土配合比设计规范;可根据结构实际荷载情况,对结构的强
18、度和刚度进行复核,取得可根据结构实际荷载情况,对结构的强度和刚度进行复核,取得设计、监理和质检部门的认可后,充分利用混凝土后期强度如设计、监理和质检部门的认可后,充分利用混凝土后期强度如60d60d或或90d90d龄期龄期替代替代f28f28作为混凝土设计强度和验收指标,并作为配合比设计作为混凝土设计强度和验收指标,并作为配合比设计依据,以减少水泥用量,减少水化放热,为大体积混凝土的温度裂缝依据,以减少水泥用量,减少水化放热,为大体积混凝土的温度裂缝控制提供保障;控制提供保障;配制的混凝土拌合物,到浇筑工作面的配制的混凝土拌合物,到浇筑工作面的坍落度坍落度不宜大于不宜大于160mm160mm(
19、规范和条文解释不一致,主要从密实性和泌水性考虑);如采用泵送规范和条文解释不一致,主要从密实性和泌水性考虑);如采用泵送工艺,尚应根据泵送管路的布置和泵送设备的选型、外加剂种类的选工艺,尚应根据泵送管路的布置和泵送设备的选型、外加剂种类的选择、生产到入泵输送间隔时间、混凝土坍落度经时变化情况、环境条择、生产到入泵输送间隔时间、混凝土坍落度经时变化情况、环境条件等确定混凝土施工性能的配制目标。件等确定混凝土施工性能的配制目标。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 19 应按照规范要求适度使用应按照规范要求适度使用粉
20、煤灰和矿粉粉煤灰和矿粉,二者分别不应超过,二者分别不应超过40 %40 %和和50%50%,防止抗拉强度过低,出现开裂;,防止抗拉强度过低,出现开裂;为满足规范要求的拌合为满足规范要求的拌合用水量用水量175kg/m175kg/m3 3,应采用,应采用相容性好的高效、相容性好的高效、高性能减水剂高性能减水剂,降低胶凝材料用量,从而降低水化热,必要时,可采用,降低胶凝材料用量,从而降低水化热,必要时,可采用引气剂、聚羧酸类减水剂引气剂、聚羧酸类减水剂。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 202 2、选择施工方法、
21、选择施工方法 1 1)分层间歇法分层间歇法。浇筑混凝土时分几个薄层进行浇筑。以使混凝土的水。浇筑混凝土时分几个薄层进行浇筑。以使混凝土的水化热能尽快散失,并使浇筑后的温度分布均匀。水平分层厚度可控制在化热能尽快散失,并使浇筑后的温度分布均匀。水平分层厚度可控制在0.62.0m0.62.0m范围内,相邻两浇筑层之间的间歇时间,一般为范围内,相邻两浇筑层之间的间歇时间,一般为57d57d。2 2)整体分层连续浇筑法或推移式连续浇筑法整体分层连续浇筑法或推移式连续浇筑法。是目前大体积施工中普。是目前大体积施工中普遍采用的方法,整体连续浇筑施工,不留施工缝,结构整体性强,现行遍采用的方法,整体连续浇筑
22、施工,不留施工缝,结构整体性强,现行标准标准大体积混凝土施工规范大体积混凝土施工规范规定优先采用。规定优先采用。3 3)跳仓法跳仓法。按照。按照“分块规划、隔块施工、分层浇筑、整体成型分块规划、隔块施工、分层浇筑、整体成型”的原的原则,将平面结构划分成若干区域,将超长的混凝土块体分成若干小块体则,将平面结构划分成若干区域,将超长的混凝土块体分成若干小块体间隔施工,经过短期(约间隔施工,经过短期(约10d10d)的应力释放,再将若干小块体连成整体)的应力释放,再将若干小块体连成整体,依靠混凝土抗拉强度抵抗下一段的温度收缩应力的施工方法,已广泛,依靠混凝土抗拉强度抵抗下一段的温度收缩应力的施工方法
23、,已广泛应用于大型工民建大体积混凝土工程施工中。应用于大型工民建大体积混凝土工程施工中。江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 213 3、控制混凝土出机温度和浇筑温度、控制混凝土出机温度和浇筑温度 1 1)控制混凝土出机温度)控制混凝土出机温度 入搅拌机拌合混凝土的水泥温度不应大于入搅拌机拌合混凝土的水泥温度不应大于6060; 堆料场搭设简易的遮阳装置堆料场搭设简易的遮阳装置 ; ;水冷、风冷骨料水冷、风冷骨料 ; ;采用冷水、井水或冰水拌合采用冷水、井水或冰水拌合 。2 2)控制混凝土的浇筑温度)控制混凝土的浇
24、筑温度 美国美国ACIACI:浇筑温度不超过:浇筑温度不超过3232;日本土木学会施工规程:浇筑温度不超过日本土木学会施工规程:浇筑温度不超过3030;日本建筑学会钢筋混凝土施工规程:浇筑温度不超过日本建筑学会钢筋混凝土施工规程:浇筑温度不超过3535;GB50496-2009GB50496-2009大体积混凝土施工规范:入模温度宜控制在大体积混凝土施工规范:入模温度宜控制在3030以下以下。 江苏博特新材料有限公司江苏博特新材料有限公司 Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd. 224 4加强施工中的温度控制加强施工中的温度控制 1 1)加强测温和温度监测与管
25、理加强测温和温度监测与管理。随时控制混凝土内的温度变化,混凝。随时控制混凝土内的温度变化,混凝土浇筑体的里表温差控制在土浇筑体的里表温差控制在2525以内,基面温差和基底面温差控制在以内,基面温差和基底面温差控制在2020以内,及时调整养护措施,以有效控制有害裂缝的出现。以内,及时调整养护措施,以有效控制有害裂缝的出现。 2 2)采取长时间的养护、适当延迟拆模时间采取长时间的养护、适当延迟拆模时间。延缓降温时间和速度,充。延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土的应力松弛效应,浇筑体表面与环境最大温差在分发挥混凝土的应力松弛效应,浇筑体表面与环境最大温差在2020以以内方可拆模。内方可拆模。 3 3
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