冬夏季与大体积混凝土工程

1、第七章第七章 混凝土与钢筋混凝混凝土与钢筋混凝土工程土工程第四节第四节 混凝土的冬夏混凝土的冬夏季施工季施工 一、混凝土冬季施工一、混凝土冬季施工 （一）定义（一）定义 现行施工规范规定：寒冷地区的现行施工规范规定：寒冷地区的日平均气温稳定（连续日平均气温稳定（连续5 5天）在天）在55以下或最低气温稳定在以下或最低气温稳定在-3-3以下时，以下时，温和地区的日平均气温稳定在温和地区的日平均气温稳定在33以以下时，均属于低温季节，这就需要下时，均属于低温季节，这就需要采取相应的防寒保温措施，避免混采取相应的防寒保温措施，避免混凝土受到冻害。凝土受到冻害。 （二）低温施工的危害（二）低温施工的危

2、害 混凝土在低温条件下，水化凝固速混凝土在低温条件下，水化凝固速度大为降低，强度增长受到阻碍。当气度大为降低，强度增长受到阻碍。当气温在温在-2-2时，混凝土内部水分结冰，不时，混凝土内部水分结冰，不仅水化作用完全停止，而且结冰后由于仅水化作用完全停止，而且结冰后由于水的体积膨胀，使混凝土结构受到损害，水的体积膨胀，使混凝土结构受到损害，当冰融化后，水化作用虽将恢复，混凝当冰融化后，水化作用虽将恢复，混凝土强度也可继续增长，但最终强度必然土强度也可继续增长，但最终强度必然降低。降低。 （三）冬季施工的措施（三）冬季施工的措施 低温季节混凝土施工可以采用低温季节混凝土施工可以采用人工加热、保温蓄

3、热及加速凝固等人工加热、保温蓄热及加速凝固等措施，使混凝土入仓浇筑温度不低措施，使混凝土入仓浇筑温度不低于于55；同时保证混凝土浇筑后的；同时保证混凝土浇筑后的正温养护条件，在未达到允许受冻正温养护条件，在未达到允许受冻临界强度以前不遭受冻结。临界强度以前不遭受冻结。 （1 1）调整配合比和掺外加剂）调整配合比和掺外加剂 对非大体积混凝土，采用发热对非大体积混凝土，采用发热量较高的快凝水泥；量较高的快凝水泥； 提高混凝土的配制强度；提高混凝土的配制强度； 掺早强剂或早强型减水剂；掺早强剂或早强型减水剂； 采用较低的水灰比；采用较低的水灰比； 掺加气剂掺加气剂。 （2 2）原材料加热法）原材料加

4、热法 当日平均气温为当日平均气温为-2-2-5-5时，应加热时，应加热水拌和；当气温再低时，可考虑加热骨料。水拌和；当气温再低时，可考虑加热骨料。水泥不能加热，但应保持正温。水泥不能加热，但应保持正温。 （3 3）蓄热法）蓄热法 蓄热法是将浇筑法的混凝土在养蓄热法是将浇筑法的混凝土在养护期间用保温材料加以覆盖，尽可能护期间用保温材料加以覆盖，尽可能把混凝土在浇筑时所包含的热量和凝把混凝土在浇筑时所包含的热量和凝固过程中产生的水化热蓄积起来，以固过程中产生的水化热蓄积起来，以延缓混凝土的冷却速度，使混凝土在延缓混凝土的冷却速度，使混凝土在达到抗冰冻强度以前，始终保证正温。达到抗冰冻强度以前，始终

5、保证正温。适用：日平均温度适用：日平均温度-10-10；浇筑块；浇筑块表面率小于表面率小于5 5。 （4 4）加热养护法）加热养护法 当采用蓄热法不能满足要求时可当采用蓄热法不能满足要求时可以采用加热养护法，即利用外部热源以采用加热养护法，即利用外部热源对混凝土加热养护，包括暖棚法、蒸对混凝土加热养护，包括暖棚法、蒸气加热法和电热法等。气加热法和电热法等。 1 1）暖棚法。即在混凝土结构周）暖棚法。即在混凝土结构周围用保温材料搭成暖棚，在棚内安设围用保温材料搭成暖棚，在棚内安设热风机、蒸气排管、电炉或火炉进行热风机、蒸气排管、电炉或火炉进行采暖，使棚内温度保持在采暖，使棚内温度保持在15152

6、020以以上，保证混凝土浇筑和养护处于正温上，保证混凝土浇筑和养护处于正温条件下。暖棚法费用较高，但此法适条件下。暖棚法费用较高，但此法适用于寒冷地区的混凝土施工用于寒冷地区的混凝土施工, , 及建筑及建筑物体积不大的场合。物体积不大的场合。 2 2）蒸气加热法。利用蒸气加热养护）蒸气加热法。利用蒸气加热养护混凝土，不仅使新浇混凝土得到较高的混凝土，不仅使新浇混凝土得到较高的温度，而且还可以得到足够的湿度，促温度，而且还可以得到足够的湿度，促进水化凝固作用，使混凝土强度迅速增进水化凝固作用，使混凝土强度迅速增长。长。 3 3）电热法。是用钢筋或薄铁片作）电热法。是用钢筋或薄铁片作为电极，插入混

7、凝土内部或贴附于混为电极，插入混凝土内部或贴附于混凝土表面，利用新浇混凝土的导电性凝土表面，利用新浇混凝土的导电性和电阻大的特点，通以和电阻大的特点，通以5050100V100V的低的低压电，直接对混凝土加热，使其尽快压电，直接对混凝土加热，使其尽快达到抗冻强度。由于耗电量大，大体达到抗冻强度。由于耗电量大，大体积混凝土较少采用。积混凝土较少采用。 二、混凝土夏季施工二、混凝土夏季施工 温度温度3232，水化作用加剧，水化作用加剧，内部温度急剧上升，等混凝土冷却内部温度急剧上升，等混凝土冷却收缩时，产生裂缝，一般正常温度收缩时，产生裂缝，一般正常温度超过超过3030，应采取如下措施降温。，应采

8、取如下措施降温。 1 1）降低混凝土本身的发热量）降低混凝土本身的发热量 低热水泥；低热水泥； 降低水泥用量；降低水泥用量； 加冰块拌制混凝土，用冰水或冷风预加冰块拌制混凝土，用冰水或冷风预冷骨料；冷骨料； 掺外加剂；掺外加剂； 对大体积混凝土，预埋块石。对大体积混凝土，预埋块石。 2 2）防止太阳辐射。）防止太阳辐射。 3 3）降温）降温 加强洒水养护，延长养护时间；加强洒水养护，延长养护时间； 夜间浇筑；夜间浇筑； 内部冷却；内部冷却； 适当减小浇筑层厚度，从而减少适当减小浇筑层厚度，从而减少内部温差。内部温差。 刘山站防晒网刘山站防晒网第五节大体积混凝土裂缝的第五节大体积混凝土裂缝的 施

9、工控制措施施工控制措施Construction control measures of mass concrete crack 一、大体积混凝土的定义一、大体积混凝土的定义 日本建筑学会标准日本建筑学会标准(JASS5)(JASS5)规定：规定：“结构断面结构断面最小厚度在最小厚度在80cm80cm以上，同时水化热引起混凝土内以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过部的最高温度与外界气温之差预计超过2525的混的混凝土，称为大体积混凝土凝土，称为大体积混凝土”。 美国混凝土学会美国混凝土学会(ACI)(ACI)规定：规定：“任何就地浇任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大

10、，必须要求解决筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂减少开裂”。 我国对大体积混凝土的定义为：我国对大体积混凝土的定义为：“混凝土结混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于构物实体最小尺寸等于或大于1m1m，或预计会因水，或预计会因水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土土”。 二、大体积混凝土裂缝产生的原因二、大体积混凝土裂缝产生的原因 （一）收缩裂缝（一）收缩裂缝 混凝土凝结硬化时体积减小，这种混凝土的混凝土凝结硬化时体积减小，这种混凝土的自发变形，在受

11、到外部环境约束时，将使混凝土自发变形，在受到外部环境约束时，将使混凝土中产生拉应力，致使混凝土开裂。在硬化初期主中产生拉应力，致使混凝土开裂。在硬化初期主要是水泥石在水泥凝结硬化过程中产生的体积变要是水泥石在水泥凝结硬化过程中产生的体积变化，后期主要是自由水分蒸发而引起的干缩变形。化，后期主要是自由水分蒸发而引起的干缩变形。 （二）温度裂缝（二）温度裂缝 1 1混凝土升温阶段产生的裂缝混凝土升温阶段产生的裂缝 大体积钢筋混凝土结构，浇筑后水泥的水化大体积钢筋混凝土结构，浇筑后水泥的水化热很大，且不易散出，混凝土的内部温度显著升热很大，且不易散出，混凝土的内部温度显著升高，从而形成较大的内外温差

12、，使混凝土内部产高，从而形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。如果在混凝土表面生压应力，表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，而此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很拉应力，而此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，当温差产生的表面拉应力超过此时混凝土极低，当温差产生的表面拉应力超过此时混凝土极限抗拉强度时，就会在混凝土表面产生裂缝。限抗拉强度时，就会在混凝土表面产生裂缝。 2 2混凝土降温阶段产生的裂缝混凝土降温阶段产生的裂缝 当混凝土降温时，由于逐渐散热而产生收缩，当混凝土降温时，由于逐渐散热

13、而产生收缩，在收缩时由于受到基底或结构本身的约束，会产在收缩时由于受到基底或结构本身的约束，会产生很大的收缩应力（拉应力），如果产生的收缩生很大的收缩应力（拉应力），如果产生的收缩应力，超过当时混凝土极限抗拉强度，就会在混应力，超过当时混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝，这种收缩裂缝有时会贯穿凝土中产生收缩裂缝，这种收缩裂缝有时会贯穿全断面，成为结构性裂缝，带来严重危害。全断面，成为结构性裂缝，带来严重危害。 三、大体积混凝土裂缝的施工控制措施三、大体积混凝土裂缝的施工控制措施 采用施工技术措施应从控制温升，延缓降采用施工技术措施应从控制温升，延缓降温速率，减少混凝土收缩，提高混凝

14、土极限拉温速率，减少混凝土收缩，提高混凝土极限拉伸强度，改善约束程度等方面着手。伸强度，改善约束程度等方面着手。 （一）原材料控制（一）原材料控制 1.1.合理选择材料品种合理选择材料品种 2.2.确保材料的质量确保材料的质量 3.3.选用合适的外加剂选用合适的外加剂 （二）优化配合比设计（二）优化配合比设计 1.1.尽量减少单位水泥用量。尽量减少单位水泥用量。 2.2.砂率不宜过大。砂率不宜过大。 3.3.水灰比不宜大于水灰比不宜大于0.50.5。 ( (三三) )适当降低大体积混凝土的浇筑温度适当降低大体积混凝土的浇筑温度 1.1.预冷骨料；预冷骨料； 2.2.加冰水拌和或送冷风冷却拌和物

15、；加冰水拌和或送冷风冷却拌和物； 3.3.运输过程中采取遮盖措施，防止太阳辐射；运输过程中采取遮盖措施，防止太阳辐射； 4.4.严格控制混凝土的浇筑速度；严格控制混凝土的浇筑速度； 5.5.合理安排浇筑时间。合理安排浇筑时间。 （四）改进施工工艺，确保施工质量（四）改进施工工艺，确保施工质量 采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺；混凝土制备时，原材料称量要准拌新工艺；混凝土制备时，原材料称量要准确，拌和要均匀、透彻；保证振捣密实，严确，拌和要均匀、透彻；保证振捣密实，严格控制振捣时间、移动距离和插入深度，严格控制振捣时间、移动距离和插入深度，严防漏振及过

16、振，对浇筑后的混凝土（尤其是防漏振及过振，对浇筑后的混凝土（尤其是混凝土表面）进行二次振捣，增加混凝土密混凝土表面）进行二次振捣，增加混凝土密实度，提高混凝土抗裂性。实度，提高混凝土抗裂性。 （五）加强对混凝土的养护五）加强对混凝土的养护 1.1.覆盖保温和洒水养护；覆盖保温和洒水养护； 2.2.蓄水养护；蓄水养护； 3.3.尽快回填土；尽快回填土； 4.4.控制混凝土拆模时间。控制混凝土拆模时间。 （六）减少外约束（六）减少外约束 1.1.上下层混凝土浇筑间隔时间控制在上下层混凝土浇筑间隔时间控制在7 710d10d为宜；为宜； 2.2.混凝土浇筑速度保持均衡，浇筑高度均衡混凝土浇筑速度保持均衡，浇筑高度均衡上升；上升； 3.3.控制新老混凝土结合面的温差；控