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1、大體積混凝土的定義(ACI) 在大體積結(jié)構(gòu)中的混凝土,即某一梁、柱、墩、船閘或大壩,由于其體積巨大,需要采取專(zhuān)門(mén)的方法來(lái)對(duì)付產(chǎn)生的熱量與伴隨的體積變化。 水化熱溫升 溫度應(yīng)力 開(kāi)裂 高強(qiáng)混凝土因水泥用量大,溫度開(kāi)裂也應(yīng)引起足夠重視大體積混凝土的定義(JASS5) 結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上,水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差,預(yù)計(jì)超過(guò)25oC的混凝土大體積混凝土的定義(JGJ55-2000) 結(jié)構(gòu)實(shí)體最小尺寸等于或大于1m,或預(yù)計(jì)會(huì)因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致裂縫的混凝土大體積混凝土面臨的主要問(wèn)題溫升開(kāi)裂冷縫影響大體積混凝土溫升開(kāi)裂的因素 水泥品種 水泥細(xì)度 外加劑 摻
2、合料 混凝土體積 集料與漿體的比例 混凝土澆注溫度 環(huán)境溫度水泥熟料礦物組成對(duì)水化熱的影響 水化熱 C3AC3SC4AFC2S中熱水泥和低熱水泥 中熱水泥-以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥加入石膏,磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水泥 低熱水泥-以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料加入礦渣、適量石膏磨細(xì)而成的具有低水化熱的水泥,礦渣摻量20%-60%,并允許用不超過(guò)混合材總量50%的磷渣或粉煤灰代替部分礦渣水泥熟料礦物的水化放熱(卡/克)水化時(shí)間 C3A C3S C4AF C2S (天) 3 170 98 29 19 7 188 110 43 28 28 202 114 48 44 90 188 122 50 55 1
3、80 219 129 73 58 360 - 136 - 62各種硅酸鹽水泥的礦物含量(%)礦物名礦物名稱(chēng)稱(chēng)普通水普通水泥泥低熱水低熱水泥泥早強(qiáng)水早強(qiáng)水泥泥超早強(qiáng)超早強(qiáng)水泥水泥耐硫酸耐硫酸鹽水泥鹽水泥C3S5241656857C2S243410523C3A96892C4AF999813中熱水泥和低熱水泥的水化熱水化熱(J/g),水泥3d7d425#251293中熱水泥525#251293325#188230低熱水泥425#197230各種水泥的水化放熱70oF 情況下的水化熱(Cal/g)水泥品種3d7d29d90d1 年6.5年13.5年普通水泥618096104109117118快硬水泥7
4、592101107113121121低熱水泥41506675818587外加劑對(duì)水泥水化熱溫升速率的影響 緩凝劑 延緩水泥的水化,溫峰出現(xiàn)的時(shí)間推遲,溫峰降低 對(duì)于分層、分段澆注的大體積混凝土,可避免冷縫的出現(xiàn) 減水劑 降低單位立方混凝土水泥用量,降低溫峰高度外加劑對(duì)水泥水化熱溫升速率的影響 引氣劑 在混凝土中引入4%-8%的空氣,對(duì)于貧混凝土,有利于在保證強(qiáng)度的情況下減少水泥用量,增加工作度 緩凝減水劑和緩凝高效減水劑 兼有緩凝劑和減水劑的雙重作用W/C對(duì)水化熱的影響70oF 時(shí)的水化熱(Cal/g)W/C3d7d28d90d365d0.46179961041090.666881071151
5、200.86689112120122外加劑在大體積混凝土中的作用木鈣摻量木鈣摻量 水化熱水化熱 放熱峰放熱峰 放熱峰出現(xiàn)放熱峰出現(xiàn)(%) (Cal/g) 出現(xiàn)時(shí)間出現(xiàn)時(shí)間(h) 溫度溫度(OC) 時(shí)間延遲時(shí)間延遲(h) 1d 3d 7d 0 25.5 39.1 48.2 21.5 33.3 0 0.25 15.4 35.4 48.7 29.4 29.9 7.9 注:水泥為325#礦渣水泥外加劑在大體積混凝土中的作用水泥 3FG-2 第一峰 第二峰 各齡期水化熱(cal/g) 摻量 時(shí)間 溫度 時(shí)間 溫度 (%C) (h:min) (oC) (h:min) (oC) 1d 3d 5d 7d 唐山
6、 0 10:53 43.4 65 70 73 76 水泥 0.27 0:20 34.8 30:00 32.2 25 65 70 73中國(guó) 0 7:53 34.3 46 60 64 67水泥 0.27 1:35 31.3 55:00 25.6 16 49 61 65大體積配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn) 應(yīng)選用水化熱低和凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥,如低熱、中熱水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥等,如果采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,應(yīng)采取相應(yīng)措施延緩水泥水化熱的釋放 粗集料宜采用連續(xù)級(jí)配,細(xì)集料宜采用中砂 應(yīng)摻用緩凝劑、減水劑和減少水泥水化熱的摻合料大體積配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn) 在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下,應(yīng)提高摻合
7、料及集料的含量上海大體積混凝土綜合措施 盡可能利用混凝土的后期強(qiáng)度,把28天設(shè)計(jì)強(qiáng)度延長(zhǎng)到45天或56天,以減少水泥用量,降低水化熱總量 采用混合材水泥或增加摻合料用量,并摻加緩凝減水劑,以降低水化熱和推遲水化熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間,以利協(xié)調(diào)由于溫度引起的應(yīng)力過(guò)高和混凝土初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度過(guò)低的矛盾,從而減少大體積混凝土的裂縫 采取內(nèi)降外保的養(yǎng)護(hù)工藝,針對(duì)不同的工程條件采取合理的養(yǎng)護(hù)制度,延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間 采用智能化溫度采樣系統(tǒng),動(dòng)態(tài)控制大體積混凝土內(nèi)部溫度變化的情況上海大體積混凝土工程實(shí)例工程名稱(chēng) 施工日期 基礎(chǔ)混凝土方量(m3)寶鋼轉(zhuǎn)爐 1979年 90.831.82.5=7218.6 楊浦大橋 1992年 7600 (主塔) 徐浦大橋 1995年 13000(厚6m) (主塔) 世貿(mào)大廈 1995年 183109(12.3)=25000 金茂大廈 1995年9月 13500 上海環(huán)球金融中心 2005年3月 29500