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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流基础底板大体积混凝土无膨胀剂连续浇筑施工调研报告.精品文档.基础底板超长大结构大体积混凝土无膨胀剂整体浇筑施工调研报告XXXXXX2015/2/11目录一、研究背景21超长结构混凝土的发展情况及施工现状22补偿收缩混凝土的发展及存在的问题2二、无膨胀剂超长结构底板大体积混凝土整体浇筑施工技术的发展及工程应用91.无膨胀剂超长结构底板大体积混凝土整体浇筑施工技术的发展92.无膨胀剂超长结构底板大体积混凝土整体浇筑的工程应用93.无膨胀剂大体积混凝土温控技术在超长厚结构大体积混凝土工程中的推广及应用11三、无膨胀剂超长结构底板大体积混凝土整体浇筑
2、施工方法的优势与技术难题131.超长结构混凝土无膨胀剂整体浇筑施工的优势132.超长结构混凝土无膨胀剂整体浇筑施工的技术问题14四、无膨胀剂超长大结构底板大体积混凝土整体浇筑施工技术研究161.原材料选择162.混凝土配合比173.施工工法18附件：无膨胀剂超长结构大体积混凝土施工案例21（一）河北开元环球中心超厚底板大体积混凝土施工技术21（二）首都国际机场新航站楼T3B工程底板超厚大体积混凝土裂缝防治技术32（三）南宁华润中心一期购物中心工程超长地下室底板混凝土施工技术48一、研究背景1超长结构混凝土的发展情况及施工现状1.1超长结构混凝土的发展随着国内建筑行业的发展，大型的广场、商城、规
3、模化小区等群体性建筑层出不穷。为保证建筑物结构整体的整体性和稳定性，群体建筑底板工程往往以筏板基础为主，庞大的建筑群对应着结构尺寸很大的筏板基础。因此，超长大体积筏板基础等浇筑方量大、结构尺寸大的超长结构大体积混凝土构件施工也越来越多。混凝土构件在四周约束的情况下，混凝土硬化后干燥收缩、温度收缩等会导致混凝土内部产生拉应力，当拉应力超过混凝土本身的极限抗拉应力时便会导致混凝土结构开裂。相同的应力下，混凝土结构物尺寸越大，产生的累积线应变越大，越容易产生宽度较大的长裂缝，且裂缝深度较大。当裂缝宽度大于0.2mm且有长大趋势时，开裂会持续进行直至结构物破坏。1.2常用的施工方法超长结构基础底板施工
4、，在结构设计方面主要采用预留温度后浇带（每40m留置温度后浇带）、膨胀加强带、在配筋率不变的情况下降低钢筋截面尺寸，减小钢筋间距，适当增加构件应力集中区域的构造筋配置等方法减小温度收缩应力的破坏作用。施工技术方面通过混凝土浇筑前预埋冷却水管，预冷原材料、拌合用水中添加冰块，浇筑后加强混凝土保温保湿养护等措施，降低混凝土内部温度峰值，减小构件内部温度梯度变化量，以降低混凝土内部温度梯度带来的张拉应力引发的混凝土开裂破坏。材料和配合比设计方面主要通过调整混凝土配合比、优选混凝土原材料，采用低热水泥、大量掺用粉煤灰等矿物掺合料或采用纤维混凝土、掺膨胀剂的补偿收缩混凝土等方法解决超长结构大体积混凝土收
5、缩拉应力开裂的问题。2补偿收缩混凝土的发展及存在的问题2.1补偿收缩混凝土的发展及作用特点纤维混凝土施工性能差，市面上纤维价格普遍较高，掺加纤维素后混凝土单方生产成本增长较大，工程中使用极少。随着外加剂产业的快速发展以及自应力混凝土和补偿收缩混凝土的广泛研究和应用，膨胀剂在超长结构大体积底板补偿收缩混凝土中得到广泛的应用。由于膨胀剂价格相对低廉，且补偿收缩混凝土浇筑在连续后浇带和膨胀加强带中之后能在一定时期内产生适量的微膨胀作用，以抵消混凝土温度收缩、干燥收缩等引发的混凝土的拉伸应力破坏。因此，补偿收缩混凝土的应用，保证了超长结构混凝土一次性连续浇筑的正常进行，减少预留施工缝和分段浇筑来的模板
6、周转的不便，节省了施工工期。据统计，当前国内超长结构底板施工中很多选用掺有膨胀剂的补偿收缩混凝土和自应力混凝土连续后浇带和膨胀加强带的施工方案。图1混凝土膨胀剂 图2地下室筏板基础图3底板混凝土构件开裂2.2补偿收缩混凝土使用中的相关技术问题2.2.1混凝土温升环境对补偿收缩作用的影响大体积混凝土尺寸较大，混凝土导热性能不好，水泥和膨胀剂水化放热使混凝土内部温度环境不断发生变化。相关研究称，在不同的温度、湿度条件下，混凝土膨胀剂的膨胀效应是不同的，特别是硫铝酸盐类膨胀剂生成的膨胀产物在较高温度下相体结构非常不稳定。主要是因为硫铝酸盐类膨胀剂和水泥一起在水化作用下生成的水化硫铝酸钙(AFT)在高
7、温环境下（温度大于70）容易发生分解生成单硫型的水化硫铝酸钙（AFM）,膨胀效果减弱，当温度降低到20时，AFM又从新转化成AFT，膨胀效果又随之增加。对于构件厚度在1.5米以上的大体积混凝土，浇筑初期，混凝土处于塑性阶段，其构件内部核心温度最高可达70以上，此时膨胀剂与水泥一起水化作用生成的AFT不稳定，以AFM形态存在，膨胀效果很小，几乎无法补偿混凝土水化收缩和干燥收缩。混凝土浇筑一段时间后，混凝土塑性逐渐丧失，混凝土内部温度逐渐降低，以AFM形式存在的水化硫铝酸盐产物逐渐转化为AFT，膨胀效果显现。然而，此时混凝土强度已经产生，滞后钙矾石生成引起的体积膨胀容易导致硬化混凝土在膨胀应力作用
8、下开裂。图4养护温度70时砂浆干湿循环后孔洞显微形貌图5养护温度20时砂浆干湿循环后孔洞显微形貌2.2.2现场养护制度难以控制根据补偿收缩混凝土应用技术规程的规定要求，补偿收缩混凝土表面需要潮湿养护，养护时间不得少于14d。底板养护宜采用蓄水养护；地下室墙体浇筑完成达到一定强度后，可采用淋水养护，即松动模板螺栓，在墙体上部架设淋水管进行淋水养护，使水分沿墙体与模板间隙缓缓流下，保持墙体表面充足的水分供应。然而，在实际施工过程中，上述两种养护方式实施效果并不理想。蓄水养护需要通过控制蓄水深度控制混凝土底板表面温度与大气温度的差值，需要通过热工计算控制实际的蓄水深度。由于实际施工过程中，水分渗漏、
9、水分的散失、吸收等导致蓄水深度不断变化，需要人为的实时监控，及时补充水分，导致施工可操作性较差。淋水养护实际进行过程中存在着淋水时间难以控制的问题，模板松动时间过早容易导致墙体表面混凝土破坏，淋水过晚则会导致养护不充分，膨胀剂水化需要的水分补充不及时，混凝土膨胀效果削弱。另外，松动模板后，模板与混凝土墙体之间的缝隙间距的大小很难控制，缝隙过大过小都会导致水分不均匀的流淌。工程实践证明，大量地下室连续墙在淋水养护的过程中，因为淋水不充分的原因导致膨胀效果失效，地下室墙体出现宽度较大的危险性裂纹。图6 混凝土筏板基础蓄水养护图7地下室外墙淋水养护2.2.3合理的膨胀剂的选择比较麻烦混凝土膨胀剂的膨
10、胀作用和混凝土化学收缩、温度收缩必须有很好的协同作用。目前，市场上膨胀剂的种类繁多，膨胀的机理不同和膨胀发生曲线也不相同。石灰系熟料和石膏类膨胀剂膨胀效果发生的较早，对于早期的化学收缩和干燥收缩协同作用较好，硫铝酸盐类膨胀剂膨胀效果发生的较晚，且持续时间较久，对于温度收缩作用较大。合理的膨胀组分搭配比例非常重要，需要经过现场试验验证后使用。2.2.4试验室配比、膨胀剂配方及掺量难以满足实际施工要求目前，建筑结构规模越来越大，这就需要具有更高承载能力的底板来承受地面以上荷载，高强大体积超长混凝土也逐渐增多。大型广场、商业中心等建筑物超长结构混凝土多采用C35C45配比，近年来由于建筑物高度和面积
11、的不断增加，C50及以上标号超长结构混凝土也逐渐出现。随着高性能减水剂的迅速推广应用和高性能混凝土的不断发展，混凝土配合比中拌合用水量也逐渐降低。调查研究表明，使用聚羧酸减水剂的混凝土配合比单方用水量普遍在160Kg以内。超长结构底板设计厚度一般不小于900mm，电梯口、排水井等部位混凝土厚度可达1500mm以上。较大的构件尺寸，致密的混凝土结构、较低的导热系数，使构件中心混凝土处于近似绝热绝湿状态。由于构件中心混凝土拌合用水量低，环境温度高，这与实际适配过程中小构件标准温度、湿度养护条件下调试的膨胀混凝土配合比有较大差异。适配时满足设计强度和膨胀率要求的膨胀混凝土配合比以及膨胀剂配方和掺量，
12、在实际应用中往往不能达到预期的效果。2.3补偿收缩混凝土应用中的人为不利因素目前，膨胀剂是常用的外加剂之一，也是备受争议的外加剂。盲目的推崇补偿收缩混凝土，以为只要使用膨胀剂就能解决混凝土开裂问题，以至于很多人仅仅重视膨胀剂掺用，而对掺用膨胀剂的补偿收缩混凝土浇筑完毕后的相关养护措施不予重视。为追求市场利润，很多生产商家无论是否必要，都强烈建议施工单位使用膨胀剂。种种原因导致工程中补偿收缩混凝土使用后的效果也是参差不齐，工程人员对膨胀剂使用的态度也是褒贬各异。2.3.1补偿收缩混凝土使用的局限性国内外很多研究认为，高强大体积混凝土中使用膨胀剂后补偿收缩作用很差，较低的用水量、较高的弹性模量、严
13、重影响了膨胀剂的膨胀效果。同时，大量研究表明，大体积混凝土构件厚度超过1.5m，膨胀剂使用效果大大减弱，超过2m不宜使用膨胀剂，超长结构混凝土厚度大于1m也需要谨慎使用膨胀剂。2.3.2施工现场监管膨胀剂产品质量难以监管，市面上存在膨胀剂送检取样和现场供应产品不一致的现象，即送检产品膨胀率等指标合格，而现场供货弄虚作假，供应产品中膨胀组分含量不足，或者产品放置时间过长，膨胀效果减弱等问题。现场混凝土试件留置常常以抗压强度试件为主，而且多数工地试验室没有测试混凝土限制膨胀率的试验仪器，或者很少有人严格按照国家标准要求进行膨胀率试验。2.3.3存储与计量问题多数的混凝土搅拌站仅有水泥、粉煤灰、矿渣
14、粉储存罐，没有膨胀剂存储设备，膨胀剂通常以袋装形式运送、堆放到搅拌站，由于混凝土连续浇筑方量大，膨胀剂使用量大，造成膨胀剂现场堆积不便，遇到雨雪天气很难保证膨胀剂存储的质量。由于无膨胀剂存储和计量设备，现场生产膨胀混凝土还是主要以人工投料为主，膨胀剂计量人为误差大，导致现在浇筑膨胀混凝土质量波动很大。二、无膨胀剂超长结构底板大体积混凝土整体浇筑施工技术的发展及工程应用1.无膨胀剂超长结构底板大体积混凝土整体浇筑施工技术的发展 鉴于纤维混凝土施工难度大、施工成本高，以及膨胀混凝土使用过程中存在的各种问题。通过调整施工工艺，合理布置施工方案，控制混凝土原材料，优化配合比，加强浇筑后混凝土外表面保温
15、保湿养护，结合现场测温技术，严密观察浇筑后混凝土内部温度发展状况，并根据温度发展趋势及时调整降温工艺和养护措施等，通过改进工艺方法和材料控制措施，完成超长结构混凝土连续施工的工程施工技术得到很快的发展。目前，已有大量超长结构混凝土工程采用高掺合料、无膨胀剂混凝土连续浇筑施工技术，并取得了良好的效果。2.无膨胀剂超长结构底板大体积混凝土整体浇筑的工程应用笔者汇总了近年来不掺膨胀剂大体积混凝土超长结构混凝土施工的案例，通过案例分析和现场调研发现：大多案例是通过大量掺用矿物掺合料、严格控制混凝土原材料、混凝土生产过程及施工现场保温保湿养护过程，最后通过布置测温软件及时跟踪混凝土构件温度变化，根据温度
16、变化的相关数据及时调整养护措施等方法完成无膨胀剂超长结构大体积混凝土连续浇筑施工的温度裂缝控制的。下面是笔者统计的几个典型的无膨胀剂超长结构混凝土的施工案例：2.1云南昆明沧州花园主楼95米超长大体积混凝土底板不掺膨胀剂一次浇筑施工施工技术特点：1.采用粉煤灰、磷渣粉、缓凝减水剂“多掺技术”降低水泥水化热。2.采用细山砂和粗河沙掺配使用，优化细骨料级配，提高混凝土体系堆积密度，降低浆体使用量，从而降低拌合用水量、降低胶材用量。2.2北京凯特大厦基础底板大体积混凝土施工方法施工技术特点：1.采用粉煤灰、矿渣粉“双掺”技术降低体系水化热。2.采用配合比正交试验与大体积混凝土热工计算相结合的方法，优
17、选出工作性较好、力学性能满足要求，且水化热较小的配合比。3.底板混凝土浇筑完毕压光后及时覆盖塑料薄膜保湿，待能上人后用合适厚度的保温被进行保温养护。2.3广西南宁华润中心一期购物中心工程底板大体积混凝土施工技术施工技术特点：1.采用中低热水泥和高掺量粉煤灰降低体系水化热，与设计单位等协商使用60d或90d强度代替28d设计强度。2.采用喷雾养护等一整套质量监控管理系统加强混凝土前期养护。2.4上海环球金融中心主楼深基础混凝土大底板施工研究施工技术特点：1.采用正交试验优选出强度满足工作性、力学性能（60d设计强度）满足要求，且胶凝材料用量较低，矿物掺合料比例较高的配合比。2.保温措施采用二层塑
18、料薄膜和二层麻袋覆盖，即在混凝土表面先覆盖塑料薄膜一层，以封闭混凝土内水分蒸发的途径，使混凝土能在潮湿条件下进行养护以控制干缩裂缝产生，在这层薄膜之上再盖一层麻袋，以减少混凝土表面热量的散发；然后再覆盖一层塑料薄膜，以防止雨水渗透。最后再覆盖一层麻袋，加强保温。3.采用聚羧酸减水剂配制出超大体积、低水化热、低收缩(收缩量低于350 10-6)以及密集配筋结构的免振浇筑自密实混凝土。2.5 北京首都国际机场新航站楼T3B工程超长大体积无膨胀剂混凝土施工技术1.采用单罐储存时间较长的低温水泥和凉水搅拌混凝土，降低混凝土的出罐温度，以降低混凝土的入模温度。2. 由于工程为冬期施工，混凝土采用蓄热法进
19、行综合养护。2.6 西安万达商业广场筏板基础超长大体积无膨胀剂混凝土施工技术施工技术特点：1. 在大体积混凝土结构变形裂缝机理和温度应力的计算分析理论基础上,推导出现场施工时温度应力的计算公式，并应用其对西安万达商业广场大体积的筏板基础做了温度应力的估算和开裂验算分析。2. 应用有限元分析程序ANSYS分析预测出该筏板基础在不同阶段温度和应力的分布和变化情况。3. 通过配合比优化、原材料优选以及相应施工工艺，结合ANSYS分析结果制定出符合西安万达商业广场大体积筏板基础特点的控制温度裂缝的方案。3.无膨胀剂大体积混凝土温控技术在超长厚结构大体积混凝土工程中的推广及应用王铁梦先生作为国内混凝土裂
20、缝控制领域知名专家，一直从事超大体积混凝土结构施工技术研究和超长结构温度应力与裂缝控制的机理研究。多年的科学研究和现场工程技术指导经验使王铁梦先生形成一套自己的理论体系，王先生一直主张通过掺加大量矿物掺合料、改进施工工艺、严控保温保湿养护等措施，保证超长大体积混凝土无裂缝施工，对于超长结构大体积混凝土必须掺用膨胀剂一直持谨慎的态度。多年来，王铁梦亲自指导了诸多国内知名的大型工程项目的超长大体积混凝土结构施工工作，施工效果显著，获得业内广泛的好评。主要指导的超长结构大体积混凝土施工工程有：1. 宝钢、鞍钢、包钢、太钢、武钢、攀钢等大型建设工程超长结构大体积混凝土施工指导。2. 中国建筑工程总公司
21、承建的CCTV主楼底板混凝土施工。3. CPR1000核电站基础大体积混凝土施工。4. 首钢京唐1#5500m高炉大体积混凝土基础施工裂缝控制技术。5. 梅山钢铁公司高炉改造工程3200m高炉基础大体积混凝土温度控制施工技术。6. 大连城市广场大体积混凝土温控防裂技术。7. 河北开元环球中心超厚底板大体积混凝土施工技术。8. 上海民防大厦基础大体积混凝土温控设计施工。9. 洛阳正大国际城市广场暨市民中心项目东区7号楼筏板基础超长结构大体积混凝土温度控制方案。三、无膨胀剂超长结构底板大体积混凝土整体浇筑施工方法的优势与技术难题1.超长结构混凝土无膨胀剂整体浇筑施工的优势1.1经济效益采用本超长结
22、构混凝土无膨胀剂整体浇筑施工方法，可以节约施工成本。首先，节省了补偿收缩混凝土中膨胀剂的使用成本。膨胀剂掺量较大，通常情况下，补偿收缩混凝土中需要掺入8%12%的膨胀剂，超长结构混凝土筏板基础浇筑方量大，动辄几万方混凝土，较大的浇筑方量和较高的膨胀剂掺量使工程单位需要额外投入很多资金。（补偿收缩混凝土应用技术规程JGJT178-2009）中规定，用于后浇带和膨胀加强带的补偿收缩混凝土设计强度等级比两侧混凝土提高一个等级，在单方拌合用水量一定的情况下，补偿收缩混凝土需要更多的胶凝材料，这也增加了一定的材料成本。混凝土整体连续浇筑施工可以加快施工进度，节约工期，从而节约施工成本。整体连续浇筑也可以
23、避免后浇带留置过程中增加的各种繁杂的施工工艺和工程材料以及后浇带常见渗水问题等导致的成本增加。1.2社会效益采用本超长结构混凝土无膨胀剂整体浇筑施工方法，可以避免补偿收缩混凝土使用不当照成的混凝土开裂问题而引发的各种纠纷。针对前文中提到的补偿收缩混凝土使用中存在的各种问题，一旦出现混凝土构件开裂，设计方、施工方、供货方往往相互推卸责任。问题可能是由于供货方弄虚作假，或者是不根据实际施工状况盲目供应膨胀剂所致；可能是施工方对补偿收缩混凝土认识不足，使用过程中麻痹大意，以至于施工组织不当，在混凝土浇筑、振捣、养护等环节存在问题所致；也可能是设计单位结构设计不合理所致。然而，一旦出现补偿收缩混凝土开
24、裂问题，而且开裂原因的鉴定难度很大，责任各方相互推卸责任导致问题升级，引发不良的社会效应。混凝土整体连续浇筑也可以避免后浇带设计、施工不合理导致的后浇带渗水问题。如果渗水问题发生在工程交付之后，往往会引起业主与承建单位之间的矛盾，带来不良的社会影响。另外，本方法主导使用大量粉煤灰、矿渣、火山灰、磷渣等工业副产物取代膨胀剂等工业化产品，节约资源、能源，减少污染，保护环境有良好的环境和社会效益。2.超长结构混凝土无膨胀剂整体浇筑施工的技术问题2.1 规范与标准的制约现行国内规范大多规定，在现浇整体式钢筋混凝土结构中，为防止混凝土温差裂缝应设置后浇缝。对于超长结构混凝土，规定在2040m之间，需要设
25、置温度后浇带。2.1.1 大体积混凝土施工规范GB 50496-2009（大体积混凝土施工规范GB 50496-2009第5.1.4条）规定：超长大体积混凝土施工，应选用下列方法控制结构不出现有害裂缝。1 留置变形缝：变形缝的设置和施工应符合现行国家有关标准的规定；2 后浇带施工：后浇带的设置和施工应符合现行国家有关标准的规定；2.1.2混凝土结构设计规范GB50010-2010（混凝土结构设计规范GB50010-2010 ）中也有超长结构板留置温度后浇带的相关规定。2.1. 3高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010（高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010中第12.2.3条）规
26、定：当地下室长度超过伸缩缝最大间距时，可考虑利用混凝土后期强度降低水泥用量；也可每隔30m40m设置贯通顶板、底部及墙板的施工后浇带。2.1.4地下工程防水技术规范（GB50108-2008）地下工程防水技术规范（GB50108-2008中第5.1.2条）规定：用于伸缩的变形缝宜少设，可根据不同的结构类别、工程地址情况采用后浇带、加强带、诱导缝等替代措施。地下工程防水技术规范（GB50108-2008中第5.2.3条）规定：后浇带应采用补偿收缩混凝土浇筑，其抗渗和抗压强度等级不应低于两侧混凝土。2.2设计文件的限制因为各种原因，设计单位在进行混凝土结构设计时，往往紧跟现行规范，很少根据工程实际
27、需要进行设计。由于没有相关超长结构混凝土无膨胀剂整体浇筑施工方法的规范和规程，设计单位多执行现有规范中关于超长结构留置温度后浇带的有关规定，因此，很多超长结构筏板工程的设计图纸中均有关于温度后浇带设计施工的要求。一旦设计文件中提出要求，施工单位在后期施工过程中提出设计变更的程序复杂、难度较大，大多遵从设计文件组织施工，导致超长结构混凝土无膨胀剂整体浇筑施工实施困难。2.3 施工过程存在的问题如果设计文件中提出温度后浇带施工要求，施工单位往往根据规范和设计文件要求设置温度后浇带。但是，后浇带在原材料使用和施工工艺方面都用较为严格的要求，在实际施工中人们发现，后浇带的清理十分麻烦，另外，后浇缝一般
28、要经过4060天后才能回填，工期漫长。更为重要的是，施工麻烦，质量难以保障，往往留下渗漏隐患。四、无膨胀剂超长大结构底板大体积混凝土整体浇筑施工技术研究从原材料选择和施工工艺方面降低混凝土水化放热量和水化放热速率、减小混凝土内部温度梯度变化值，以降低温度收缩拉应力，提高混凝土自身的抗裂性，是解决超长结构大体积混凝土连续浇筑施工过程中降温开裂的主要手段。由于目前国内尚未出现有关无膨胀剂超长结构混凝土连续浇筑施工技术的标准和规范，国内设计工作者在混凝土结构设计过程中为确保工程质量，保险起见、无论与否均参照现行的标准和规范规定，提出超长结构混凝土预留温度后浇带的设计要求。大量工程案例表明，在原材料控
29、制、配合比优化、合理的施工方法的保证下，混凝土连续整体浇筑施工能更好的解决混凝土降温开裂问题。各种原因导致的后浇带开裂渗水问题反而给实际施工工作的进行带来许多不便。笔者在科学实验的基础上，结合大量工程实践经验，并参照现标准大体积混凝土施工规范GB 50496-2009的基础上，汇总形成了一整套超长结构大体积混凝土连续浇筑施工的技术措施和工法。采取了以保温保湿养护为主体，原材料的选择与控制、配合比设计为主导的大体积混凝土温控措施新技术。在混凝土材料选择、配比的设计、制备、运输、施工，混凝土的保温保湿养护以及在混凝土浇筑硬化过程中构件内温度分布及温度发展的监测的制定等技术环节，采取了一系列的技术措
30、施，以期为国内超长结构混凝土连续浇筑施工提供一定得参考。1.原材料选择1.1水泥1）采取中低水化热的水泥，水泥比表面积不宜过大，通常情况下要求水泥3d水化热值240kJ/kg，7d水化热值270kJ/kg。2）水泥中的铝酸三钙(C3A)含量宜小于8%。3）不宜采用刚出场的水泥，宜采用放置一段时间后温度较低的水泥。1.2矿物掺合料通过掺用粉煤灰、矿渣粉、磷渣粉、火山灰等掺合料降低混凝土体系的水化热，改善混凝土内部微观结构。首先，粉煤灰、火山灰等材料的火山灰效应可以降低浆体中的Ca(OH)2含量，减少Ca(OH)2在界面过渡区的定向排列，改善界面过渡区状况，提高混凝土抗拉应力能力。其次，矿物掺合料
31、的二次水化放热量很低，矿渣粉的水化放热量不及普通硅酸盐水泥的50%，粉煤灰水化放热量不及普通硅酸盐水泥的1/3。再次，粉煤灰等掺合料的微集料的填充效应可以提高混凝土的密实度，增加其抗渗能力。同时，矿物掺合料可以细化水泥水化产物中的细孔体积，提高与混凝土徐变相关的320nm孔径的细孔的数量，细孔内保持大量水分可以增大混凝土的应力松弛，提高其抗拉应力的能力。最后，粉煤灰的滚珠效应可以提高混凝土拌合物状态，降低单位用水量，降低水胶比，提高混凝土抗拉强度极限。1.3骨料的选择1）宜选用中粗砂，含泥量1%，低含泥量可以减少混凝土自身的收缩，防止混凝土因收缩太大出现裂缝。2）在设计允许的情况下，宜选用较大
32、粒径碎石。粒径大可以降低骨料的比表面积，降低拌合需水量，降低拌合物体系浆体需求量，从而降低混凝土初期水化热。宜选用碎石作为粗骨料，碎石较卵石表面粗糙，与浆体胶结能力更好，有更好的极限延伸率，抗张拉应力能力更强。碎石的含泥量1%，泥块含量0.5%，针状、片状颗粒含量10%，泥块和泥粉，不仅影响混凝土拌合物的状态，也会增大混凝土自身的收缩。针片状高导致混凝土孔隙率低、密实性差，抗拉极限低。3）选用热膨胀系数、热扩散系数小的骨料。减少骨料自身的热膨胀，降低骨料温度线应变，减小骨料膨胀应变导致的混凝土自身开裂；减小骨料导热系数，降低混凝土温度梯度。2.混凝土配合比2.1水胶比低水胶比可以提高混凝土密实
33、度、降低混凝土中大孔数量，有利于混凝土抗渗透能力。2.2矿物掺合料比例在规范要求范围内，尽量提高矿物掺合料比例，降低水泥用量，以90d抗压强度替代常用的28d强度作为设计强度。2.3砂率尽可能选用较低砂率，较少的细骨料用量，可以降低混凝土骨料体系的比表面积，从而降低拌合用水量，降低胶凝材料用量，同时通过添加引气剂改善混凝土状态，保证其工作性，通过降低水胶比保证其强度。2.4骨料搭配比例采用最佳堆积密度的骨料搭配比例，以减小混凝土体系孔隙率。2.5坍落度在满足施工的前提下，坍落度尽量放小。2.6凝结时间通过掺用缓凝剂、使用缓凝效果掺合料使混凝土初凝时间控制在12h以上。2.7混凝土碱含量每立方混
34、凝土中碱含量控制在3Kg以内，商品混凝土供应方应提供混凝土原材料碱含量报告和单方混凝土碱含量计算书。3.施工工法3.1施工组织合理选择搅拌车运输路线、施工时间、一次浇筑方量，合理组织混凝土浇筑施工，保证混凝土的连续浇筑。3.2降温预冷措施1）预冷骨料、拌合用水中添加冰块等措施降低混凝土拌合温度。2）通过预埋循环冷水管，减低混凝土内部水化热，改善混凝土内部热分布，减小温度梯度。3.2混凝土浇筑宜选用温度适中、风速不大，昼夜温差较小的天气进行施工。3.2.1超长混凝土结构采用整体分层浇筑：超长结构混凝土底板采用整体分层浇筑法进行浇筑，不留施工缝，浇筑工作由下层端部开始逐渐上移，循环推进，每层厚度必
35、须控制在300500mm之间。3.2.2超长厚大体积混凝土采用分层浇筑：若采用整体浇筑有困难或可能对下部结构产生损害，可利用叠合梁原理，将高大转换层结构按叠合构件施工，不仅可以减少混凝土的水化热，还可利用分层施工形成的结构承受二次施工时的荷载。3.3振捣工艺超长混凝土整体分层浇筑时宜采用二次振捣工艺，即在混凝土浇筑后初凝前，在适当的时间和位置给予再次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙，增加混凝土的密实度，减少内部微裂缝和改善混凝土强度，提高抗裂性。振捣时间长短应根据混凝土的流动性大小而定。3.4养护制度必须加强超长结构混凝土保温、保湿养护。在混凝土初凝前或混凝土预沉
36、后在表面采用二次抹压处理工艺，并及时用塑料薄膜覆盖，进行保湿养护，以避免混凝土表面水分过快散失。为防止表面失水龟裂，可在混凝土终凝前12h进行多次抺压处理，洒水后覆盖塑料薄膜，并及时进行保温养护。保温养护必须通过严格的热工计算，结合保所用温材料的导热系数估算混凝土表面覆盖保温层的厚度。热工计算可参照（大体积混凝土施工规范GB50496-2009关于大体积混凝土保温层厚度的计算方法）。为加强养护，预防温度裂缝，可对混凝土构件进行温升估算，构件内部温度场和应力场计算可采用有限单元法或一维差分法。应通过预埋热敏电阻监控混凝土内部温度变化，根据实际温度分布状况和温度的变化趋势，及时采用相应的措施调整保
37、温制度。3.5拆模时间 大量的矿物掺合料的使用使混凝土早期强度发展较慢，混凝土拆模时间应适当延长。同时，国内外的工程实践证明，早期因水泥水化热使混凝土内部温度很高，过早拆模时混凝土的表面温度较低，会形成很陡的温度梯度，产生很大的拉应力，极易形成裂缝。因此，有条件时应延迟拆模时间，缓慢降温，充分发挥混凝土的应力松驰效应，增加对大体积混凝土的保温保湿养护时间。附件：无膨胀剂超长结构大体积混凝土施工案例（一）河北开元环球中心超厚底板大体积混凝土施工技术 河北开元环球中心工程总建筑面积178608m2，地下4层，地上53层，建筑总高度236.6m。设计结构形式主楼为框架核心筒结构，裙房为钢筋混凝土框架
38、结构。 工程基础底板南北向跨度为104m，东西向跨度为100m。基础底板分主楼底板、裙房底板，其中主楼基础底板厚达3500mm，内置基础地梁51005400，设计混凝土强度等级为C45/ P8；裙房基础底板厚度为600mm，内置基础地梁6001200，设计混凝土强度等级为C40/ P8。 整个基础底板面积10400m2，混凝土浇注总量约17889m3，最大一次性连续浇筑量为主楼底板的1.09万m3。 1、底板工程难点 (1)、本工程设计耐久年限100年，对结构耐久性、底板抗渗性要求严格，需控制好在优化混凝土配合比过程中对混凝土耐久性的保证。 (2)、基础底板上下铁共8排直径40mm三级钢筋，支
39、撑上下铁钢筋的马镫既要考虑经济合理、又要满足安全可靠。 (3)、基础地梁进入筏板内部，且上反筏板顶面2600mm，地梁内部特别是沿地梁方向上铁筏板钢筋绑扎困难。 (4)、主楼底板计划一次性浇注，浇筑量1.09万m3，浇注前的配合比设计、浇注过程的施工组织、浇筑完毕后的混凝土养护，均是基础底板混凝土施工的控制重点。 (5)、主楼基础地梁的混凝土分两次浇注，在基础底板顶面留置施工缝，此处将给基础底板大体积混凝土的保温养护造成困难，现场需专项进行控制。 2、混凝土配合比设计 本工程混凝土配合比的设计主要原则是：采用双掺技术，合理增加掺合料的用量，降低水泥的用量，取消膨胀剂的使用（避免后期收缩率增大）
40、，通过砂率、和易性保证混凝土的抗渗性。 将常规28天强度控制，改为60天强度控制，要求混凝土早期强度增长慢。混凝土由商品砼站提供，前期对水泥材料的水化热进行反复试验，最后选定水化热稳定在300KJ/kg的P.O42.5普通硅酸盐水泥。 砂选用中砂，石子为碎石，外加剂为萘系、聚羧酸系，粉煤灰为一级粉煤灰。确保混凝土的初凝时间为8小时，终凝时间为14小时。 经过严格的计算和反复的试配，最后确定的配合比为：材料名称水泥矿粉粉煤灰砂石水泵送剂规格P.O42.5S95级中砂5-25mm用量（Kg/m3）27510495662108017211.8 主楼基础底板施工期为8月底至9月初，大气温度平均22左右
41、。浇注完毕之后，混凝土早期强度增长较慢，同条件试块28天强度达到95%。 3、施工部署 3.1、施工流水段的划分 基础底板分主楼、裙房分别施工，主楼为A区、裙房包括A区段、B区、C区。本文主要对主楼大体积混凝土的施工进行总结。流水段的具体划分可参见下图： 3.2、混凝土输送泵的选择及泵管架设 3.2.1、输送泵的选择 主楼筏板一次性浇注量为10900m3，分层浇注厚度为500mm，浇注方向为从南向北，东西向宽度为46m，混凝土初凝时间为8小时。 考虑本工程可利用场内面积狭小，为得出相对精确的砼泵的配置数量，分别从两个方面进行综合比较： 一、控制混凝土浇注过程中出现冷缝，上下层混凝土之间的覆盖时
42、间不得超过初凝时间： 47（南北向长度）0.5m（3.510）m（流淌长度）/6h（初凝时间-路途损失时间）=137m3/h； 二、从浇注时间来考虑，确保10900m3混凝土在3.5天内浇注完毕，则每小时浇注量为130m3。 综合上述两个方面的因素，则主楼混凝土浇注需确保每小时浇注137m3。 现场选用HBT80C混凝土输送泵，根据施工经验此泵每小时浇注量按30m3考虑，则现场需配备5台HBT80C砼泵。为避免机械故障或混凝土本身性能引起的浇注困难，在现场西侧增加一处溜槽作为备选方案。 混凝土罐车从搅拌站行至现场约需30分钟，考虑浇筑、候车等间歇时间，罐车配置按59=45台，考虑保险系数，则共
43、需配置50辆混凝土运输车。 3.2.2、输送泵的布置及泵管架设 主楼筏板混凝土浇注阶段，5台HBT80C砼泵和西侧溜槽在浇注前一天搭设并验收合格。整个浇注原则：从南向北浇注，全面覆盖东西方向，泵管退挪有致。泵管位置变换安排表序号泵管编号泵管变换方式泵管变换时间备注1泵管一浇注后15小时前面3m弯头部分，变换方向朝向东其余泵管按原位不变浇筑后20小时拆除7节管，将泵管移向偏中位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后35小时拆除7节管，将泵管移向中间位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后40小时拆除7节管，将泵管移向北侧位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖2泵管二浇筑后20小时拆除7节管，将泵管移向偏中
44、位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后35小时再拆除7节管，将泵管移向中间位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后40小时拆除7节管，将泵管移向北侧位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖3泵管三浇筑后20小时拆除7节管，将泵管移向偏中位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后35小时再拆除7节管，将泵管移向中间位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后40小时拆除7节管，将泵管移向北侧位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖4泵管四浇筑后17小时拆除8节管，将泵管移向偏中位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后32小时再拆除8节管，将泵管移向中间位置已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后38小时拆除8节管，将泵管移向北侧位
45、置已浇部位压实抹平，并进行覆盖5泵管五浇筑后17小时将布料机移向偏中位置，覆盖面36m2已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后32小时将布料机移向中间位置，覆盖面36m2已浇部位压实抹平，并进行覆盖浇筑后38小时将布料机移向北侧位置，覆盖面36m2已浇部位压实抹平，并进行覆盖6溜槽浇筑后32小时封堵南槽，启动北槽已浇部位压实抹平，并进行覆盖泵管的架设：裙楼坑深20.8m，主楼坑深27.5m，泵管通过台阶式支撑架分三步至裙楼基坑，再通过平面过渡的方式至浇注地点。下基坑台阶式支撑架除自身的构造措施以外，还需与护坡腰梁进行拉结。参见下图： 溜槽架设在现场西侧，参见下图： 4、主要施工措施 4.1、混凝土
46、的浇筑与振捣 每段混凝土采用分层浇注、退管式浇筑，保证5台地泵及溜槽同时运作。浇注前，测定到场的每车混凝土的坍落度、温度，观察其和易性，杜绝存在离析、泌水、分层等现象，检查后一旦发现有不合格混凝土，坚决要求退场。混凝土入模温度控制在22。 每台泵保证4支振捣棒，溜槽处安排6支振捣棒，分别位于入模口，流淌的近远端及中间区域，振捣棒插入已浇层内50mm。振动器插点均匀排列，“交错式”的次序移动，每点振捣时间应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。 浇筑至底板顶面时，用预先埋植在基础筏板中的钢筋的结构50线控制表面标高。 4.2、温度控制 本工程底板大体积混凝土在8月下旬进行浇筑，根据热工计算现场需采用双层草帘被及一层塑料薄膜进行覆盖，可以满足温差要求。 主楼底板大体积混凝土采用电脑“一线通”测温体系，采用设备参见下图： 主楼基础筏板水平测温点布点说明见下表：点号混凝土厚度、位置布点说明备注1#3000，边缘点中心点，距离边缘1000，先浇。典型布点2#3500，中心点中心点，兼温度变化监测典型布点3#3500，中心点中心点，兼温度变化监测补布点4#3500，中心点中心点，兼应变测量典型布点5#350