施工技术要点-5混凝土工程 .ppt

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1、第五章 混凝土工程,混凝土建筑物的施工方法有现场浇筑和预制装配两大类。 现场分仓浇筑可分为传统的分层分块浇筑和薄层碾压浇筑。,混凝土建筑物的施工工艺流程,骨料开采,毛料贮存,骨料加工,净料贮存,骨料温控,掺和料 加工,水泥贮存,掺和料 贮存,外加剂,外加剂 贮存,拌和水,混 凝 土 拌 和,模板安装,模板制作,钢筋架立,钢筋加工,混凝土建筑物浇筑,图5-1 混凝土坝的施工工艺流程图,第一节 骨料料场规划和生产加工,一、骨料料场规划,料场规划是骨料生产系统设计的基础。 砂石骨料的质量是料场选择的首要前提。 骨料的质量要求包括：强度、抗冻、化学成分、颗粒形状、级配和杂质含量等。 骨料来源： 天然骨

2、料； 人工骨料； 组合骨料，天然骨料为主，人工骨料为辅。,1骨料料场规划的原则,1)满足水工混凝土对骨料的各项质量要求、其储量应满足各设计级配的需要，有必要的富裕量。 2)选用的料场，应场地开阔，高程适宜，储量大，质量好，开采季节长，主辅料场应能兼顾洪枯季节互为备用的要求。 3)选择可采率高，天然级配与设计级配较为接近，用人工骨料调整级配数量少的料场。 4)料场附近有足够的回车和堆料场地，且占用农田少。 5)选择开采准备工作量小，施工简便的料场。,2骨料的加工过程,天然骨料需要通过筛分分级，人工骨料需要通过破碎、筛分加工，其生产流程:,图5-2 天然骨料生产流程,二、骨料加工及加工设备,将采集

3、的毛料加工，一般需通过破碎、筛选和冲洗，制成符合级配，除去杂质的碎石和人工砂。根据骨料加工工艺流程，组成骨料加工厂。 1骨料的破碎 使用破碎机械碎石，常用的设备有颚板式、反击式和锥式三种碎石机。,(1)颚板式碎石机,1-破碎槽进口；2-偏心轮；3-固定颚板；4-活动颚板,颚板式碎石机,(2)反击式碎石机,1-转子；2-上机体；3-反击板；4-下机体,PF-型反击式破碎机,(3)锥式碎石机,1-内锥体；2-破碎室机壳；3-偏心主轴 4-球形铰；5-伞齿及传动装置；6-出料滑板,锥式碎石机,2骨料的筛分,为了分级，需将采集的天然毛料或破碎后的混合料筛分，分级的方法有水力筛分和机械筛分两种。前者利用

4、骨料颗粒大小不同，水力粗度各异的特点进行分级，适用于细骨料。后者利用机械力作用经不同孔眼尺寸的筛网对骨料进行分级，适用于粗骨料。 大规模筛分多用机械振动筛，有偏心振动和惯性振动筛两种。,(1)偏心振动筛,(a)侧视图； (b)横剖面图 1-筛架；2-筛网；3-偏心部位；4-平衡重；5-消振弹簧,(2)惯性振动筛,(a)侧视图； (b)横剖面图 1-筛网；2-单轴振动器；3-配重盘；4-消振弹簧；5-电动机,3砂的水力分级,无论天然砂还是人工砂通常多用水力分级，这时分级和冲洗同时进行。 也有用沉砂箱承纳筛分后流出的污水砂浆，经初洗和排污后再送入洗砂机清洗。,螺旋式洗砂机,(a)侧视图； (b)平

5、视图 1-洗砂槽；2-螺旋轴；3-驱动机构；4-叶片 5-皮带机；6-加料口；7-清水注入口；8-浑水溢出口,4骨料加工厂,大规模的骨料加工，常将加工机械设备按工艺流程布置成骨料加工工厂。 其布置原则是，应充分利用地形，减少基建工程量；有利于及时供料，减少弃料；成品获得率高，通常要求达到85%90%。当成品获得率低时，应考虑利用弃料二次破碎，构成闭路生产循环。在粗碎时多为开路，在中、细碎时采用闭路循环。,广西龙滩水电站大法坪砂石系统,三峡古树岭人工碎石系统,筛分楼,(a)分层布置； (b)进出料平面布置 1-进料皮带机； 2-出料皮带机；3-沉砂箱；4-洗砂机 5-筛分楼；6-溜槽；7-隔墙；

6、8-成品堆料；9-成品运出,三、骨料的堆存,防止跌碎和分离是骨料堆存质量控制的首要任务。为此应控制卸料的跌落高度，避免转运过多，堆料过高。堆料时应分层堆料，逐层上升，或采用动臂堆料机，使卸料跌差保持在3m以内。跌差过大，应辅以梯式或螺旋式缓降器卸料。 堆料场内还应设排污和排水系统，以保持骨料的洁净。砂料堆场的排水尤应良好，应有三天以上的堆存时间，以利脱水。,堆料机,第二节 模板和钢筋作业,一、模板作业 1模板的作用 模板的主要作用是对新浇塑性混凝土起成型和支承作用，同时还具有保护和改善混凝土表面质量的作用。,2模板的基本类型,根据制作料材，模板可分为：木模板、钢模板、混凝土和钢筋混凝土预制模板

7、； 根据架立和工作特征，模板可分为固定式、拆移式、移动式和滑动式。 固定式模板多用于起伏的基础部位或特殊的异形结构。拆移式、移动式和滑动式可重复或连续在形状一致或变化不大的结构上使用，有利于实现标准化和系列化。,(1)拆移式模板,(a)围囹斜拉条架立； (b)桁架梁架立 1-钢木桁架；2-木面板；3-斜拉条 4-预埋锚筋；5-U型埋件；6-横向围囹；7-对拉条,(2)平移式模板,1-支承钢架；2-钢模板；3-花兰螺丝；4-行驶轮；5-轨道,(3)滑升模板,双面滑模示意图 1-提升架；2-调坡丝杆；3-微调丝杆；4-模板面板；5-支承杆；6-限位调平器 7-千斤顶；8-次梁和主梁；9-围囹；10

8、-支承杆套管；11-收分千斤顶；12-收分拉杆,(4)混凝土及钢筋混凝土模板,(a)直壁式 (b)倒悬式 1-面板；2-肋墙；3-连接预埋环；4-预埋吊环,钢筋混凝土承重模板,(a)廊道拱顶 (b)廊道拱墙 (c)空腹坝顶拱,3模板的基本要求、选型及设计荷载,(1)模板的基本要求 具有足够的强度、刚度和稳定性； 保持结构物的形状尺寸和各部分的相互位置正确； 拼接缝紧密不漏浆、混凝土表面平整光滑； 制作简单、装拆方便、周转次数多； 尽可能少用木材，以钢代木原则。,(2)模板的选型 (3)模板的设计荷载,竖向荷载：模板及支架结构自重；新浇混凝土重量及钢筋重量；浇筑设备、工具及施工人员的荷载；振捣混

9、凝土时产生的荷载；倾倒混凝土的冲击力产生的荷载。水平荷载：新浇混凝土的侧压力；振捣、卸料及机械平仓产生的水平荷载；风荷载；模板与混凝土的粘结力。,4模板的制作、安装和拆除,(1)模板的制作 (2)模板的安装 (3)模板的拆除,非承重模板，应在混凝土强度达2.5MP以上，能保证表面和棱角不因拆模而损坏。钢筋混凝土结构的承重模板，应在混凝土达到下表所列强度（按混凝土设计标号的百分率计）时，才能拆模。,二、钢筋的加工和架立,1钢筋的加工 钢筋加工：钢筋的除锈、拉直、剪切、弯曲、绑扎、焊接等。 钢筋的冷拉：在常温下用强力（超过屈服强度小于极限强度）去拉钢筋，使钢筋的长度加长，强度提高的过程。 冷拉时效

10、：经过冷拉后的钢筋随着搁置时间的延长强度会逐渐增加。,2钢筋的架立,钢筋的安装可采用散装和整装两种方式。 散装是将加工成型的单根钢筋运到工作面，按设计图纸绑扎或电焊成型。 整装是将加工成型的钢筋,在焊接车间用点焊焊接交叉结点，用对焊接长,形成钢筋网和钢筋骨架。 实践证明：整装不仅有利于提高安装质量,而且有利于节约材料，提高工效,加快进度，降低成本。,第三节 混凝土的制备,一、混凝土拌和设备及其生产能力的确定,拌和机拌制混凝土有两种方式： 一种是利用可旋转的拌和筒上的固定叶片，将混凝土料带至筒顶自由跌落拌和，多用来拌制具有一定塌落度的混凝土； 另一种是装料鼓筒不旋转，固定在轴上的叶片旋转带动混凝

11、土料进行强制拌和，多用来拌制干硬性混凝土。,自由跌落式拌和机有鼓筒式和双锥式两种,拌和机的小时生产率P可按下式计算 ：,式中 N每台拌和机每小时平均拌和次数； V拌和机出料容量，m3； t1进料时间； t2拌和时间； t3出料时间； t4必要的技术间歇时间； Kt时间利用系数。,二、拌和站、拌和楼及其设备容量,(一)拌和站、拌和楼的布置 中小工程、分散工程或大型工程的零星部位，通常设置拌和站，而对于用料集中的大、中型工程，则多设置拌和楼。 混凝土系统内部布置应利用地形高差呈台阶形布置，减少物料提升能量消耗。,拌和站的布置，对台阶地形，拌和机数量不多，可一字形排列；对沟槽路堑地形，拌和机数量多，

12、可采用双排相向布置，如图所示：,广西龙滩混凝土拌和站,拌和楼是集中布置的混凝土工厂，常按工艺流程分层布置，分为进料、贮料、配料、拌和及出料共五层，其中配料层是全楼的控制中心，设有主操纵台，如图：,拌和楼,拌和楼,(二)拌和设备容量的确定,拌和设备的生产能力应能满足混凝土质量品种和浇筑强度的要求，其小时生产能力可按混凝土月高峰强度计算。混凝土拌和设备需要满足的小时生产能力：,式中 n高峰月每日平均工作时数，一般取20h； m高峰月有效工作日数，一般取25d； K小时生产不均匀系数，可按1.5考虑； Qmax混凝土月高峰浇筑强度。,确定混凝土拌和设备容量和台数，还应满足如下要求： 1)能满足同时拌

13、制不同标号的混凝土； 2)拌和机的容量与骨料最大粒径相适应； 3)考虑拌和、加冰和掺合料以及生产干硬性或低坍落度混凝土对生产能力的影响； 4)拌和机的容量与运载重量和装料容器的大小相匹配； 5)适应施工进度，有利于分批安装，分批投产分,批拆除转移。,第四节 混凝土的运输方案,运输过程包括水平和垂直运输，其设备应配合协调；在运输过程中要求混凝土不初凝、不分离、不漏浆、无严重泌水、无过大的温度变化，能保证混凝土入仓温度的要求。 从混凝土出机到浇筑仓前，主要应完成水平运输，从浇筑仓前至仓里主要完成垂直运输。,一、混凝土的水平运输设备,二、混凝土的垂直运输设备1、门式起重机,2塔式起重机,3缆式起重机

14、,4履带式起重机,三、混凝土运输浇筑方案,(一)门、塔机运输浇筑方案 1.门、塔机栈桥运输浇筑方案,设栈桥的目的在于扩大起重机的工作范围，增加浇筑高度，为起重、运输机械提供行驶线路，避免干扰，以利安全高效施工。 栈桥和起重机的布置方案，实质上就是如何使起重机在平面和高程上控制整个建筑物的浇筑部位。,(1)单线栈桥,栈桥,(2)双线栈桥 (3)多线多高程栈桥,2门、塔机无栈桥方案,(二)缆机运输浇筑方案,1缆机同其它起重机组合的浇筑系统 立体交叉缆机浇筑系统 3辐射式缆机浇筑系统 (三)辅助运输浇筑方案 1履带式起重机浇筑方案 2汽车运输浇筑方案 3皮带运输机浇筑方案,四、混凝土运输浇筑方案的选

15、择及起重机械数 量的确定,（一）运输浇筑方案的选择原则,1)效率高，成本低，运转次数少，不易分离，质量易保证； 2)起重设备控制整个建筑物的浇筑部位； 3)主要设备型号单一，性能良好，配备设备能使主要设备的生产能力充分发挥； 4)在保证工程质量前提下能满足高峰浇筑强度的要求； 5)除满足混凝土浇筑要求外，同时能最大限度地承担模板、钢筋、金属结构及仓面小型机具的吊运工作； 6)在工作范围内能连续工作，设备利用率高，不压浇筑块，或不因压块而延误浇筑工期；,(二)起重机数量的确定,1月实用生产率,式中 Pt起重机的技术生产率，Pt=Noq （No为每小时吊运罐数，q为每罐的有效）； m每月有效工作天

16、数，可取m25d； n每天有效工作时数，可取n=20h； K1吊罐有效容积利用系数； K2时间利用系数； K3综合利用系数。,2.小时浇筑强度,式中 浇筑高峰年或高峰时段的月平均强度； Km月不均衡系数； Kd浇筑的日不均匀系数； Kh浇筑的小时不均匀系数； m、n意义同前。,3起重机需用数量,式中 Qm施工进度要求的月浇筑强度； Pm起重机实际台月生产率，m3台月； Ko备用系数。,由上式可见：应改善供料条件，加强起重机械的管理和维修，尽量提高时间利用系数；宜搭配必要的辅助机械，用以完成辅助作业，最大限度地提高综合利用系数，让主导起重机械充分用来浇筑混凝土。,第五节 混凝土的浇筑和养护,为了

17、避免由于不均匀沉降引起大体积混凝土开裂，常用结构缝将大体积结构物分段，为了控温防裂和施工方便，用纵缝将结构物分成若干柱状块，在浇筑时又用临时的施工缝将柱状块分层，形成若干浇筑仓，又称浇筑块。保证每个仓的浇筑质量，是保证大体积混凝土结构物质量的基础。,三峡工程左岸电站厂房坝段浇筑坝顶路面,一、混凝土浇筑的工艺流程,混凝土浇筑的施工过程包括：浇筑前的准备作业，浇筑时入仓铺料、平仓振捣和浇筑后的养护。 (一)浇筑前的准备作业 浇筑前的准备作业包括基础面的处理、施工缝处理、立模、钢筋及预埋件安设等。,1基础面处理,对于砂砾地基，应清除杂物，整平建基面，再浇1020cm低标号混凝土作垫层，以防漏浆；对于

18、土基应先铺碎石，盖上湿砂，压实后，再浇混凝土；对于岩基，在爆破后，用人工清除表面松软岩石、棱角和反坡，并用高压水枪冲洗，若粘有油污和杂物，可用金属丝刷刷洗，直至洁净为止，最后，再用压风吹至岩面无积水，经质检合格，才能开仓浇筑。,2施工缝处理,施工缝系指浇筑块间临时的水平和垂直结合缝，也是新老混凝土的结合面。 在新混凝土浇筑前，必须采用高压水枪或风砂枪将老混凝土表面含游离石灰的水泥膜（乳皮）清除，并使表层石子半露，形成有利于层间结合的麻面。,3模板、钢筋和预埋件的安设,4开仓前全面检查 经质检部门全面检查，发给准浇证后，才允许开仓浇筑。一经开仓则应连续浇筑，避免因中断而出现冷缝。,(二)入仓铺料

19、,混凝土入仓铺料多用平浇法。 沿仓面某一边逐条逐层有序连续铺填，如图所示：,冷缝：当层间间歇时间超过混凝土初凝时间，层面形成一层乳皮，使层间的抗渗、抗剪和抗拉能力明显降低，称为冷缝，须当作施工缝处理。 当允许层间间隔时间t（h）已定后，为不出现冷缝，应满足以下条件： 或,式中 K混凝土运输延误系数，取0.80.85； P浇筑仓要求的混凝土运浇能力； t1混凝土从出机到入仓的时间，h； B、L浇筑块的宽度和长度，m； h铺料层厚度，m。,倘分块尺寸和铺层厚度已定，设备能力难以增加，可将平浇法改变为斜层浇筑或阶梯浇筑。,(三)平仓与振捣,卸入仓内成堆的混凝土料，按规定要求均匀铺平称为平仓。 振捣是

20、保证混凝土密实的关键。由于振捣器能够产生高频低振幅的振动，使塑性混凝土液化，骨料相互滑移，砂浆充填骨料间的空隙，排出其中的空气，使混凝土达到密实。,振捣机,二、混凝土养护,养护是保证混凝土强度增长，不发生开裂的必要措施，通常采用洒水养护，或安管喷雾。 模板对混凝土表面有保护作用，故确定拆模时间应考虑养护的要求。养护时间与浇筑结构和水泥发热特征有关。,混凝土冬季养护,混凝土安管喷雾养护,三、混凝土施工的质量控制,物理监测，采用超声波、射线、红外线等仪表监测裂缝、空洞和弹模。 钻孔压水是一种普遍的检查方法。用地质钻机取样，进行抗压、抗拉、抗剪、抗渗等试验。 原型观测，一般在混凝土浇筑中埋设电阻温度

21、计监测运行期混凝土内的温度变化；埋设测缝计监测裂缝的开合；埋设渗压计监测坝基扬压力和坝体渗透压力的大小；埋设应力应变计监测坝体应力应变情况；埋设钢筋计监测结构内部钢筋的工作情况。同时进行位移、沉降等外部观测。,第六节 水下混凝土施工,在浇筑水下混凝土时要防止水流和波浪冲击等的影响。在选择配合比时，要求混凝土有更好的塑性、流动性和抗分离性能。混凝土浇筑时应不间断地进行。 水下混凝土施工方法有袋装法、导管法、倾灌法、压浆法和水下不分散混凝土等。,1袋装法,袋装法有袋装混凝土和模袋装填两种工艺。 袋装混凝土系将拌制好的混凝土(坍落度5cm7cm)装入稀孔的织物袋内，然后由潜水工在水下将它们叠置起来。

22、常用于填平基岩坑穴及临时的和次要的工程。 模袋装填是指模袋砂浆或模袋混凝土。此法常用来填充缝隙，如建筑物和岸壁接头处，在基础要求较高(象沉箱预制厂的轨道基础)的抛石基床或混凝土方块之间的空隙等。,2导管灌筑法,导管法要求混凝土有较大的流动性，有足够的抗泌水和抗分离性能(可掺入引气剂并适当提高砂率)。,3水下不分散混凝土,水下不分散混凝土(简称NDC)是将具有特定性能的聚合物(即NDC抗分散剂)做掺加剂，按水泥重量的14加入到混凝土中，从而改善混凝土材料的组成和配合比，使混凝土具有极好的粘聚力，能避免水泥流失，限制新拌混凝土的分散、离析，保证了混凝土强度。此外，这种混凝土还具有极好的流动性，可自

23、流平，自密实。具有缓凝性(初凝时间大于15h)，几乎不泌水。这就给浇筑水下混凝土带来了施工便利和质量保证。 NDC水下不分散混凝土适用于水下建筑物的建造和修补，如大坝、护岸、港口码头、桥梁、海岸防波堤、地下连续墙等工程施工中。,第七节 钢筋混凝土预制构件的制作,预制构件的主要生产过程有：原材料的验收及储存；混凝土制备；钢筋制作；构件成型和养护；构件的脱模和堆放等。其中构件成型和养护是中心环节，对保证构件质量和生产率的实现起着决定性作用。,一、预制构件制作的工艺组织,根据成型和养护的不同特点，有下列三种组织方式。 1台座式生产工艺 2机组流水式生产工艺 3传送流水式生产工艺,二、预应力钢筋混凝土

24、构件制作,基本制作方法：先张法和后张法。,先张法是在浇筑混凝土前将钢筋张拉到设计控制应力，并用夹具将其临吐固定在两端的台座或钢模上，然后浇筑混凝土。待混凝土达到一定强度，保证预应力筋与混凝土之间有足够的粘着力之后，放松预应力，钢筋回缩，借助于混凝土与预应力筋的粘结，使混凝土获得预压应力。生产过程如图645所示。,后张法是在构件设计配置预应力筋的部位预先留出孔道，待混凝土达到设计强度后，将预应力筋穿入孔道，然后进行张拉并锚固。张拉的反作用力通过锚固装置直接传到构件本身，使混凝土受到预压应力，最后向预留孔道进行灌浆，使预应力筋不锈蚀并与构件连成整体。生产过程如图6-46所示。 后张法是直接在构件上

25、张拉,不需要专门的台座,宜于在现场制作大型构件。同时,也可以作为一种预制构件的拼装手段,在预制厂制作小型块体,然后运到现场穿入预应力筋,通过施加预应力拼装成整体。,1先张法的张拉设备,(1)台座：,墩式台座,槽式台座,(2)张拉机具,千斤顶,(3)夹具：,2先张法施工工艺,(1)张拉,张拉是预应力构件生产中的重要环节，张拉程序按设计要求进行。张拉时应准确地控制张拉应力(钢筋截面所允许承受的最大拉应力值)，其大小必须在保证构件生产和使用安全的前提下尽量充分利用钢筋强度。一般有如下规定(以k表示控制张拉应力， 表示钢筋的标准强度): 钢丝、钢绞线 ： k 0.7 冷拉热轧钢筋 ： k 0.9,在构

26、件制作和使用过程中，由于混凝土收缩和徐变、钢筋松弛、锚固设备变形等影响，钢筋预应力将要损失一部分。为了减少这种损失，施工中常常要进行“超张拉”，将钢筋张拉到105%k或者更多一些(但不得超过钢筋屈服点；对钢丝、钢绞线不得超过其抗拉强度的75)。张拉程序如下： 钢丝:初应力105%k k或者103%k 钢筋：初应力105%k 90%kk,(2)放松钢筋,当混凝土强度达到设计强度的70%以上时方可放松钢筋。放松钢筋应缓缓进行，以免产生冲击而损害构件。,三、混凝土构件的密实成型,1振动法及振动加压法,2离心成型法,离心成型法是将装有混凝土的模板放在离心机上，使模板以一定的转速绕着本身的纵轴旋轴，混凝

27、土在离心力作用下分布于模板内壁并挤出水份，从而使混凝土得到密实。离心法制作的构件都是具有圆形空腔的管形构件。,四、混凝土构件养护工艺,1.常压蒸汽养护 2.高温高压蒸汽养护 3.热拌混凝土热模养护 4.远红外线养护,第八节 碾压混凝土施工,一、概 述 用碾压混凝土筑坝，通常在上游面设置常态混凝土防渗层以防止内部碾压混凝土的层间渗透；有防冻要求的坝，下游面亦用常态混凝土；为提高溢流面的抗冲耐磨性能，一般也采用标号较高的抗冲耐磨常态混凝土，这样就使断面形成所谓“金包银”的结构形式。,二、碾压混凝土的施工特点,碾压混凝土坝通常的施工程序是先在下层块铺砂浆，汽车运输入仓，平仓机平仓，振动压实机压实，在

28、拟切缝位置拉线，机械对位，在振动切缝机的刀片上装铁皮并切缝至设计深度，拔出刀片，铁皮则留在混凝土中，切完缝再沿缝无振碾压两遍。 施工流程：自卸汽车供料平仓机平仓 振动碾压实切缝机切缝,碾压混凝土施工的主要特点 ：,1采用VC值为1030s的干贫混凝土 2大量掺加粉煤灰，减少水泥用量 3采用通仓薄层浇筑 4碾压混凝土的温控措施和表面防裂 三、碾压混凝土的仓面质量控制 (一)碾压时拌和料干湿度的控制和检查 碾压混凝土的干湿度一般用VC值来表示。 VC值太小表示拌和太湿，振动碾易沉陷，难以正常工作。VC值太大表示拌和料太干，灰浆太少，骨料架空，不易压实。,(二)卸料、平仓、碾压中的质量控制和检查,1

29、)保证层间结合良好 2)卸料、铺料厚度要均匀，减少骨料分离 3)为了保证入仓混凝土及时摊铺和碾压 4)结合部的控制 5)密实度的控制,施工中可通过测定混凝土容重m和理论密实容重T，表示碾压混凝土的相对密实度D,四、碾压混凝土的养护和防护,碾压混凝土浇筑后必须养护，并采用恰当的防护措施，保证混凝土强度迅速增长，达到设计强度。在施工中应尽量避免不利的早期干缩裂缝和其他有害影响。 从施工组织安排上应尽量避免夏季和高温时刻施工。 五、碾压混凝土坝施工的改进和展望,第九节 混凝土的温度控制,一、混凝土温度控制的基本任务 为了明确混凝土温度控制的基本任务，应首先弄清混凝土的温度变化过程及与温度变化密切相关

30、的温度裂缝问题。,(一)混凝土的温度变化过程,温升期、冷却期(或降温期)和稳定期 混凝土内的最高温度Tmax等于混凝土浇筑入仓温度Tp与水化热温升值Tr之和。由Tp到Tmax是温升期，由Tmax到稳定温度Tf是降温期，之后混凝土体内温度围绕稳定温度随外界气温略有起伏。 Tmax与Tf之差称混凝土体的最大温差，记为T,(二)混凝土温度裂缝,1表面裂缝,T为注块内温度分布线的包络面积， a为结构物或浇注块的厚度， Ta是平均温度。设一横座标通过这一平均温度线，则横座标上下的正负温度应力包络的面积彼此相等。,温度分布,温度应力分布,混凝土浇注块自身约束的温度应力,沿结构物或块厚方向温度应力的变化可按

31、下式计算:,式中 混凝土的线膨胀系数； 混凝土的弹性模量； 横座标x点的温度，。,2贯穿裂缝和深层裂缝,变形和约束是产生应力的两个必要条件。,基础对新浇不久的混凝土产生温度变形所施加的约束作用，称为基础约束。这种约束在混凝土升温膨胀期引起压应力，在降温收缩时引起拉应力。当此拉应力超过混凝土的允许抗拉强度时，就会产生裂缝，称为基础约束裂缝。由于这种裂缝自基础面向上开展，严重时可能贯穿整个坝段，故又称为贯穿裂缝。,温度变化引起变形T为基础的约束应力产生的变形所抵销，表现为紧贴基础部位无变形发生，根据变形相容条件有,式中 温度应力； 分别为浇筑块温升引起的应变和基础约束 产生的应变； 混凝土的泊桑比

32、，可取为0.160.2；,考虑松弛系数后的修正式：,式中 R 混凝土的松弛系数，通常取0.5； Kp约束影响系数，离基础面越远R值越小， 其值除与混凝土和基础的弹性模量之比 EEr有关外，也与混凝土注块高度与 其边长比h/L有关，取值大小可查表。,(三)大体积混凝土温度控制的任务,大体积混凝土温度控制的首要任务是通过控制混凝土的拌和温度来控制混凝土的入仓温度；再通过一期冷却来降低混凝土内部的水化热温升，从而降低混凝土内部的最高温升，使温差降低到允许范围。 其次，大体积混凝土温控的另一任务是通过二期冷却，使坝体温度从最高温度降到接近稳定温度，以便在达到灌浆温度后及时进行纵缝灌浆。,二、大体积混凝

33、土温度控制标准,温度控制标准就是将大体积混凝土内部和基础之间的温差控制在基础约束应力小于混凝土允许抗拉强度以内，即,式中:p混凝土的抗拉强度，Pa； K 安全系数 。,当用混凝土的拉伸应变p来控制，则有：,用基础约束应力作为控制标准，则上式可改写为：,对坝而言，稳定温度场是个三维空间场，场内温度分布可由热传导理论建立热传导方程，经推导可得,式中 T混凝土坝体温度，； x、y、z分别为三维的自变量。,鉴于坝体沿坝轴线方向的长度远大于其高度和宽度。若令坝轴向为 Z，其尺寸过大热传导可忽略不计，故可将上式转化为平面问题：,三、大体积混凝土的温度控制措施,温度控制措施从减热和散热两方面着手。 减热就是

34、减少混凝土内部的发热量。 散热就是采取各种散热措施。,（一）减少混凝土的发热量,1减少每立方米混凝土的水泥用量 (1)对坝体进行分区，不同分区采用不同标号的混凝土； (2)采用低流态或无塌落度干硬性贫混凝土； (3)改善骨料级配，增大骨料粒径； (4)大量掺粉煤灰； (5)采用高效外加减水剂。 2采用低发热量的水泥,(二)降低混凝土的入仓温度,1合理安排浇筑时间 2采用加冰或加冰水拌和 3对骨料进行预冷 (1)水冷 (2)风冷 (3)真空气化冷却 (三)加速混凝土散热 1采用自然散热冷却降温 2在混凝土内预埋水管通水冷却,第十节 混凝土的冬夏季作业,一、混凝土的冬季作业,混凝土在低温时，水化作

35、用明显减缓，强度增长受到阻滞。 实验表明，塑性混凝土料受冰冻影响，强度发展有如下规律：受冻后的混凝土，若在正温中融解并重新硬结时，强度可继续增长。,(一)混凝土允许受冻的标准,成熟度：混凝土养护温度与养护时间的乘积。,普通硅酸盐水泥： 矿碴大坝水泥：,式中 R成熟度，h； T混凝土在养护期内的温度，； t养护期的时间，h。,(二)混凝土冬季作业的措施,1施工组织上合理安排 2创造混凝土强度快速增长的条件 3. 增加混凝土拌和时间 4. 减少拌和、运输、浇筑中的热量损失 5预热拌和材料 6增加保温、蓄热和加热养护措施,(三)混凝土冬季养护方法,1蓄热法 2暖棚法 3电热法 4蒸气法,二、混凝土的

36、夏季作业,夏季气温如超过30，若不采取冷却降温措施，便会对混凝土质量产生不良影响。其不良后果主要表现在混凝土容易产生假凝，工作度降低，初凝过快，混凝土内部水化热难以散发，当气温骤降或水分蒸发过快，易引起表面裂缝。浇注块体冷却收缩时因基础约束会引起贯穿裂缝，破坏了坝的整体性和防渗性能。 混凝土的夏季作业，就是采取一系列的预冷降温、加速散热以及充分利用低温时刻浇筑等措施来实现的。,习 题,某大体积混凝土建筑物分块平面尺寸为1820 m2，浇筑块高为3m，可能达到的混凝土最大浇筑能力为90 m3/h，采用水平分层浇筑法，层厚30 cm，混凝土初凝时间2小时，混凝土从出料到浇筑入仓时间为30分钟。1、验算混凝土浇筑能力是否满足分块尺寸的要求；2、计算浇筑一块混凝土的时间。3、当混凝土运输时间为48分钟时，是否会出现冷缝？,