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降低水泥水化热混凝土配合比设计 |
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类别：混凝土|生产技术
日期：2012-5-7
来源：网络
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对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热，既要使混凝土具有良好的和易性、可靠性，又要降低混凝土中水泥和水的含量。 经过与商品混凝土供应单位合作进行反复试验，通过几十组的混凝土试配，设计了较满意的配合比。
1)、充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中的水泥用量，选用京都P.0.425水泥，水泥用量仅为380kg/m3。而且选用的水泥质量稳定，而且泌水较少。
2)、在保证混凝土强度情况下，尽量多掺加粉煤灰，减少混凝土使用量。粉煤灰掺量为70kg/m3，占水泥用量的18％。在大体积砼中掺粉煤灰是减少水泥用量、降低水泥水化热的好方法。根据试验得出，每增加10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
3)、根据多方比较，选用祥业公司生产的PPT-P2泵送剂、EA-1膨胀剂作为掺加剂。 PPT-P2减水率17％，可有效减少泌水；EA-1掺量为水泥重量的7.9％，7天混凝土限制膨胀率3.3×10-4。掺膨胀剂的作用是补偿收缩。
4)、砂、石均选用B类集料：控制含泥量在允许范围内。
以上各种材料水泥、粉煤灰、外加剂含碱量均较低，砂石级配良好，并掺加相应的掺合料、减水剂，以改善混凝土和易性和降低水灰比，以达到减少水泥用量，降低水化热的目的。施工浇筑的混凝土塌落度严格控制在180±20mm。
（二）、提高混凝土的极限拉伸强度
1、选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量，并加强混凝土的振捣，提高混凝土的密实度和抗拉强度，降低收缩变形，保证施工质量。
2、浇筑后及时排除表面积水(泌水)，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
3、合理安排施工程序：
分段(以后浇带为界限分开)分层(每50cm一层)浇筑，混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌和物堆积造成过大的高差。
本工程实际施工中主楼大体积混凝土中连续浇筑了5200m3。混凝土拌合物塌落度控制在163~200mm，和易性极好。保证了混凝土不离析、不堵管，基本上不泌水，混凝土强度都达到并高于了设计要求。
（三）、温度控制
混凝土降温收缩的程度取决于混凝土的降温差，平面尺寸和降温速度。
降温值 = 浇筑温度 + 温升值 — 环境温度
其中温升值的影响因素主要有水泥品种和用量，用水量，大体积混凝土的散热条件(主要包括浇筑方法、混凝土厚度、混凝土的表面的散热能力和其它降温措施等)。
合理地选择原材料，尽可能降低水泥用量，优化配合比，避免产生过大的水化热温升。，提高粉煤灰掺量。以上措施有效地降低了水化热温升。使混凝土内部温度不致过高。
1、 降低混凝土浇筑温度：
由混凝土内部温度计算公式（Ｔmax = Tj +△T；Tj为浇注温度）可以看出：浇筑温度与混凝土内部最高温度的大小成正比关系。所以降低混凝土的浇筑温度，就可以降低混凝土内部温度。
根据《混凝土结构施工及验收规范》规定，混凝土浇筑温度不宜超过28℃，要求商品混凝土供应站混凝土的出罐温度不得高于25℃。现场对浇筑的混凝土每4h进行一次浇筑温度的测量，浇筑温度均控制在16℃-23℃，从而避免了产生较高的内部温度。
2、加强测温和温度监测：
根据《混凝土结构施工及验收规范》规定，当设计无具体要求时，混凝土内外温差不宜高于25℃，在施工过程中，我们进行了严密的测温，及时调整混凝土的保温及养护措施，使混凝土的温度梯度不致过大，从而有效地控制有害裂缝的出现。2m厚的混凝土内部最高温度控制在70℃左右，最大温差均控制在25℃以内。
3、控制混凝土降温速度，延缓降温速率：
在降温过程中，尤其是初期，降温不宜过快。降温速率一般控制在2~4％℃/d。减缓降温有利于混凝土强度增长，并充分发挥应力松弛效应，使混凝土不宜出现裂缝。
（四）、 做好事前预测工作:
1、通过计算预测混凝土内部最高温度：
采用美国垦务局提出的公式计算出混凝土的温度范围，并有针对性指导，采取养护措施和计算保温材料厚度，使混凝土不易开裂。
ΔΤ(ｔ)＝Ｗｏ•Ｑ•(1-ｅ-ｍｔ)•ξ/(ｃ•ｐ)
计算出2m厚底板的最高温度为60.8℃
2、保温层厚度的计算：
对2m厚底板保温层计算出先盖一层塑料膜后再覆盖草帘保温层厚度4-5cm。并存储总用量的10％作为备用。
3、混凝土应力计算
由于混凝土底板平面尺寸大，下面又存在混凝土基础桩的约束，所以在施工前进行了应力计算。通过计算得出，混凝土结构长度不超过50m时，此时累计总拉应力低于当时（同龄期）混凝土抗压强度。这一结果说明采取的防裂措施能够有效地控制和预防有害裂缝的出现。
（五）、养护控制：
1、表面处理：
浇筑后在混凝土表面立即覆盖一层塑料布，在初凝前反复搓面3-4遍，待混凝土达到1.2MPa(即胶底鞋不能踩出脚印)时立即盖好草帘。避免了混凝土表面由于失水快等原因产生塑性裂缝。
2、保温保湿养护：
白天温度较高时，只要混凝土温差小于25℃可适当掀开草帘散热，以利于混凝土内部温度的下降。但塑料布不能掀开，随时有专人观察塑料布底是否有凝结水，如果没有凝结水要及时补充洒水，如有温度降低时要及时加盖备用草帘，使混凝土始终处于有利的保温保湿养护中。避免了降温收缩与干燥收缩叠加在一起所产生的不利影响。
3、养护时间：
根据混凝土内外温差的要求，2m厚底板养护时间为15-20天，时间较长，利于延缓降温时间和速度，有利于充分发挥混凝土的应力松弛效应，使混凝土不易开裂。
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