高温季节混凝土施工.docx

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高温季节混凝土施工

南水北调中线工程汤阴段工程

施工技术方案申报表

项目名称：

南水北调中线汤阴段施工I标合同编号：

ZXJ/SG/TYD-001编号：

承包[2012]技案23号

致BCC南水北调中线工程汤阴段监理部（监理单位）：

我方已根据施工合同文件要求完成了　南水北调中线一期工程总干渠黄河北～羑河北段（中线建管局直管和代建项目）汤阴段施工Ⅰ标　工程的高温季节混凝土温控措施的编制，方案详细说明和图表见附件，请予审查和批准。

附件：

□施工组织设计

□施工方案或措施（高温季节混凝土温控措施）

□施工安全专项方案或措施

□技术、工艺方案说明和图表：

项目经理：

申报单位：

中国水利水电第十工程局有限公司

南水北调中线干线汤阴段Ⅰ标施工项目部

日期：

2012年05月17日

监理工程师签收意见：

你方的施工技术方案申请已收到，我监理部将另行签发审批意见。

签收人：

日期：

年月日

由申报单位呈报5份，签收后监理工程师2份，转代建部1，份退申报单位2份。

南水北调中线干线工程汤阴段施工I标

（合同编号：

ZXJ/SG/TYD-001）

高温季节混凝土温控措施

批准：

审核：

编制：

中国水利水电第十工程局有限公司

南水北调中线干线汤阴Ⅰ标施工项目部

二O一一年五月十七日

汤阴1标高温季节混凝土施工温控措施

1、工程概况

本标为南水北调中线干线工程汤阴第一施工标段，设计桩号为Ⅳ175+432.8～Ⅳ185+000，长度9.5672km，共有各种建筑物15座，其中：

河渠交叉建筑物1座、左岸排水建筑物3座、渠渠交叉建筑物2座、公路桥5座、生产桥4座。

标段内渠道长9.221km。

本渠段属温带大陆季风型气候区，夏秋两季受太平洋副热带高压控制，多东南风，炎热多雨，冬春两季受西伯利亚和蒙古高压控制，盛行西北风，干燥少雨。

根据招标文件，段内多年平均气温14.1℃，全年1月份温度最低，平均气温－0.8℃；月平均最低气温－5.2℃，极端最低气温－18℃；7月份气温最高，月平均气温27.0℃，月平均最高气温31.9℃，极端最高气温42℃。

段内冬春季盛行北或西北风，夏季多东南风，秋季多东北风，多年平均风速2.6m/s；全年最多风向为西北风，最大风速10.3m/s。

根据目前的施工进展情况，在高温季节（6月至9月）仍需进行混凝土项目的施工，主要是桥梁混凝土护栏耳背墙和涵洞、永通河倒虹吸闸室零星混凝土浇筑、抽排泵站少方量混凝土和渠道衬砌混凝土。

零星混凝土方量小体积薄，选择每天气温较低时进行浇筑，按常规温控方法进行控制、加强养护即可。

渠道衬砌属于薄壁混凝土（渠坡10cm、渠底8cm），纵横间距8米分别间隔设置一道通缝和半缝，需要采取温控措施进行混凝土浇筑才能保证施工质量。

2．高温季节混凝土浇筑采取的主要措施

2.1混凝土采取的技术措施

2.1.1原材料控制

1）混凝土粗细骨料

选用级配良好的粗细骨料，粗、细骨料：

全部搭设遮阳篷，进行遮阳，减少阳光直射，以达到降低骨料温度的目的；增加堆料高度，骨料使用时掏取下层骨料。

拌合站的胶带运输机设置遮阳罩并提高胶带输送速度。

2）胶凝材料

选用水化热较低的硅酸盐水泥作为混凝土的胶结材料，并掺入适量高效缓凝减水型外加剂来减缓混凝土硬化时间降低早期水化热。

在保证混凝土强度等级的前提下，加入适量一级粉煤灰，以减少混凝土内部水化热，从而减少冷缩值。

3）拌合用水

水：

采用冷水拌制，储水池减少储水量，混凝土浇筑前，进行蓄水，以达到降低拌合用水温度的目的。

必要时在拌合用水里加入冰块，以减小拌合用水的温度，并在水池上部布置保温棉被，使水温不受外界气温的影响，从而降低混凝土的出机口温度和入仓温度。

最终减少混凝土块体中心内部温度。

2.1.2混凝土生产和运输控制

严格控制混凝土的出机口温度，派专人每盘检测混凝土的坍落度和出机口的温度，对于不合格的混凝土坚决不用；混凝土自出机口到仓面覆盖前的时间控制在0.5小时以内（气温高于30℃时），对运输混凝土的罐车设置保温隔热罩。

2.1.3混凝土现场浇筑控制

1）根据天气预报，合理安排施工时段，安排在早晚、夜间进行浇筑。

每仓混凝土的浇筑量不过大，一般情况下浇筑时间为：

下午4：

00至第二天9：

30。

2）混凝土拌和采用冷水拌制的同时，在设计要求允许的坍落度范围内，采用数值较大的坍落度。

3）缩短混凝土运输及等待卸料时间，入仓后及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的暴露时间。

4）加强二次抹面的施工，以减少早期裂缝。

混凝土浇筑完成后及时进行切缝处理，根据施工经验具体切割时间参考如下：

当昼夜温差＜10度时,最长时间不得超过2d：

当昼夜温差10～15度时，开始切割时间≤不得超过24h：

当昼夜温差＞15度时，混凝土切割强度为1～1.5MPa；砼表面人可以行走时就开始切割。

5）混凝土终凝后安排专人定期定时浇水养护，使用吸水量较大的毛毡进行覆盖，保证混凝土处于充分的湿润状态，防止混凝土块体表面干缩裂缝。

6）对拌和站、施工道路、浇筑现场四周进行不间断洒水，增加周围环境湿度，降低周围环境的温度，从而降低周围环境对混凝土浇筑的影响。

2.2混凝土试块制作及混凝土温度监控

混凝土试块除按规范要求留设制作以外，另外多制作两组按7天、14天龄期各压两组以便推算混凝土抗拉强度控制混凝土抗裂指标。

为了控制混凝土中心与表面温差在25℃以内，及时收集中心与表面温度资料，根据各阶段绝热温差值来推算温度收缩应力，如果超过控制范围要及时的采取相应措施进行温差调整，以达到温度应力小于混凝土抗拉强度的1.5倍。

3、大体积混凝土温度应力计算

招标文件显示，本地区多年平均气温14.1度，7月份气温最高，月平均最高气温31.9℃。

经对现场实际温度的测试，目前这段时间的气温为23℃～35℃。

在混凝土施工过程中需要考虑温控措施。

混凝土从拌合物开始至浇筑成型、初凝与终凝以及强度发展过程一周内，主要会出现塑性收缩开裂、沉降开裂、温度开裂、自收缩开裂，其中影响混凝土块体裂缝最主要的因素就是温度应力开裂。

因此在大体积混凝土施工中，除了要在混凝土材料上进行严格控制以外，更重要的是要采取措施对混凝土在硬化过程中温度的控制，通过温度控制减小内外绝热温差值达到温度应力裂缝的控制。

3.1材料要求

水泥采用低热量425#普通硅酸盐水泥，才出厂的水泥不能立即使用，砂采用中粗砂，石子采用碎石（粒径5～20mm以内）。

砂含泥量不得大于3%，不允许含有泥块。

石子含泥量不得大于1%，不允许含有泥块。

3.2混凝土技术指标

渠道衬砌混凝土强度等级为C20，抗渗等级W6，抗冻等级为F150。

经试验确定的配合比为：

水泥用量约242kg/m3，粉煤灰约60kg/m3,水灰比约0.5，砂率控制在41%左右，混凝土外加剂采用缓凝型减水外加剂（DH9）和引气剂（DH9），掺量分别为2.461kg和0.021kg。

混凝土坍落度为40～60mm。

3.3大体积混凝土施工中温度控制指标

控制混凝土的出机口温度及运输、浇筑过程中的温度回升，在出机口、入仓口对混凝土温度进行测控，控制混凝土浇筑温度不大于28℃，使混凝土最高温度保持在设计、规范允许的范围之内。

根据工程进度安排2012年7月至8月底高温时段需要进行渠道衬砌混凝土的施工，气温最高的7月份，月平均最高气温31.9℃，于是将对混凝土的拌合、入仓温度作如下控制。

1）混凝土拌合物出机口温度＜25℃

2）混凝土浇筑温度≯28℃

3）混凝土块体的内外温度差≯25℃

混凝土水泥水化热的峰值约出现在浇筑后48小时至72小时左右，根据混凝土水化热绝热温升值变化规律按浇筑后7天内计算，7天以后不再进行温度推算。

3.4混凝土拌合物温度计算

T0=∑Ti×W×C式中：

T0为混凝土拌合物温度

∑W×C

W—混凝土各种材料的重量（经报批的配合比中胶凝材料约302kg/m3、碎石约1110kg/m3、砂约760kg/m3、水约151kg/m3）

C—混凝土各种材料的比热容（水泥、碎石、砂为0.84,水为4.2）

Ti—混凝土各种材料的初始温度（根据去年施工经验取值水泥40℃、碎石、砂26℃、水15℃）

经计算混凝土拌合物出机口温度T0=24.61℃＜25℃

3.5混凝土浇筑入仓温度

T=T0+（Ta-T0）×（φ1+φ2+φ3）

式中：

T—混凝土入模温度；T0—混凝土拌合温度；

Ta—施工时气温，取35℃；装车系数φ1=0.032

卸车系数φ2=0.032；运输系数φ3=0.032

经计算混凝土浇筑入仓温度T=25.61℃＜28℃

3.6混凝土的水化热绝热温升值计算

Ti=C.Q（1-e-m.t）；

c.p

T（t）—浇完一段时间t，混凝土的绝热温升值（℃）

     C—每立方米混凝土水泥用量（kg/m3）

     Q—每公斤水泥水化热量（J/kg），可查表求得

    c—混凝土的比热，一般0.92～1.00，取0.96（J/kg.K）

     ρ—混凝土质量密度,取2400kg/m3

     e—常数,为2.718

     m—与水泥品种、浇筑时温度有关的经验系数，一般为0.2～0.4，取0.3

    t—混凝土浇筑后至计算时的天数（d）

Tmax=242×335=35.18℃

0.96×2400

T1=242×335（1-2.718-0.3×1）=9.11℃

0.96×2400

T2=242×335（1-2.718-0.3×2）=13.12℃

0.96×2400

T3=242×335（1-2.718-0.3×3）=20.88℃

0.96×2400

T4=242×335（1-2.718-0.3×4）=24.58℃

0.96×2400

T5=242×335（1-2.718-0.3×5）=27.33℃

0.96×2400

T6=242×335（1-2.718-0.3×6）=29.36℃

0.96×2400

T7=242×335（1-2.718-0.3×7）=30.87℃

0.96×2400

3.7混凝土弹性膜量计算

Ei=Ee×（1-e-0.09×t）；

混凝土结构设计规范GB50010-2002第4.1.5条。

C20混凝土受压和受拉时的弹性模量为：

2.55X（10）^4N/mm2。

E1=2.55×104（1-2.718-0.09×1）=0.219×104N/mm2；

E2=2.55×104（1-2.718-0.09×2）=0.420×104N/mm2；

E3=2.55×104（1-2.718-0.09×3）=0.603×104N/mm2；

E4=2.55×104（1-2.718-0.09×4）=0.771×104N/mm2；

E5=2.55×104（1-2.718-0.09×5）=0.924×104N/mm2；

E6=2.55×104（1-2.718-0.09×6）=1.060×104N/mm2；

E7=2.55×104（1-2.718-0.09×7）=1.192×104N/mm2；

3.8各龄期混凝土收缩变形量计算

Ey（t）=ε（1-e0.01t）×M1×M2×M3×M4×M5×M6×M7×M8×M9×M10

εy（t）—各龄期（d）混凝土的收缩相对变形值

  ε—标准状态下最终收缩值（即极限收缩值）取3.24×10-4

Mi—考虑各种非标准条件下的修正系数，经查表知：

M1=1.25、M2=1.0、M3=1.0、M4=1.36、M5=1.41、M6=1.0、M7=0.7、M8=1.43、M9=1.0、M10=0.55

Ey

（1）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×1）×1.320=0.043×10-4

Ey

（2）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×2）×1.320=0.056×10-4

Ey（3）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×3）×1.320=0.087×10-4

Ey（4）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×4）×1.320=0.168×10-4

Ey（5）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×5）×1.320=0.209×10-4

Ey（6）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×6）×1.320=0.249×10-4

Ey（7）=3.24×10-4（1-2.718-0.01×7）×1.320=0.289×10-4

3.9各龄期混凝土收缩当量温差计算

Tyi=-Ey（i）

a

α—混凝土的线膨胀系数，取1.0×10-5.

Ty1=-0.043×10-4=-0.43℃

1×10-5

Ty2=-0.056×10-4=-0.56℃

1×10-5

Ty3=-0.087×10-4=-0.87℃

1×10-5

Ty4=-0.168×10-4=-1.68℃

1×10-5

Ty5=-0.209×10-4=-2.09℃

1×10-5

Ty6=-0.249×10-4=-2.49℃

1×10-5

Ty7=-0.289×10-4=-2.89℃

1×10-5

3.10混凝土的最大综合温度差计算

⊿T=T0+

T（i）+Ty（i）-Th

⊿T1=24.61+

*9.6-0.43-25.61=4.97℃

⊿T2=24.61+

*13.2-0.56-25.61=7.24℃

⊿T3=24.61+

*20.88-0.87-25.61=12.05℃

⊿T4=24.61+

*24.58-1.68-25.61=13.71℃

⊿T5=24.61+

*27.33-2.09-25.61=15.13℃

⊿T6=24.61+

*29.36-2.49-25.61=16.08℃

⊿T7=24.61+

*30.87-2.89-25.61=16.69℃

综合温度差均小于25℃。

3.11混凝土的松驰系数

A1=0.023701d-1；A2=3.45167d-1；p1=0.067419d-1；p2=9.43797d-1；

S（i）=1-

（1-e-p1t）-

（1-e-p2t）

S

（1）=1-

（1-2.718-0.067419×1）-

（1-2.718-9.43797×1）=0.657

S

（2）=1-

（1-2.718-0.067419×2）-

（1-2.718-9.43797×2）=0.589

S（3）=1-

（1-2.718-0.067419×3）-

（1-2.718-9.43797×3）=0.569

S（4）=1-

（1-2.718-0.067419×4）-

（1-2.718-9.43797×4）=0.551

S（5）=1-

（1-2.718-0.067419×5）-

（1-2.718-9.43797×5）=0.533

S（6）=1-

（1-2.718-0.067419×6）-

（1-2.718-9.43797×6）=0.517

S（7）=1-

（1-2.718-0.067419×7）-

（1-2.718-9.43797×7）=0.502

3.12混凝土的温度收缩应力计算（二维）

σ=

H（t）Ri

σ1=

×0.657×0.6=0.050

σ2=

×0.589×0.6=0.126

σ3=

×0.569×0.6=0.292

σ4=

×0.551×0.6=0.349

σ5=

×0.533×0.6=0.526

σ6=

×0.517×0.6=0.622

σ7=

×0.502×0.6=0.705

3.13温度开裂指数计算

K=

K1=

（安全）

K2=

（安全）

K3=

（安全）

K4=

（安全）

K5=

（安全）

K6=

（安全）

K7=

（安全）

由于混凝土抗渗要求较高，K取1.5合适。

根据以上计算结果分析，通过以上技术措施的实施，能达到温控要求。

4、温控注意事项

4.1施工前做好原材料和施工环境的温度控制，按上述措施操作，保证将其控制在允许的范围内。

4.2加强原材料的检测，不合格的原材料坚决不能用于混凝土浇浇筑施工，严格按照设计配合比进行混凝土拌制，加强混凝土出机口和入仓温度的检测。

4.3合理安排浇筑时间和科学分块，密切关注天气预报，避开中午高温时间进行混凝土浇筑施工。

4.4加强二次抹面工作。

4.5及时切缝处理，切缝的顺序为先通缝后半缝。

4.6加强混凝土养护工作。