大体积混凝土配合比设计及温控计算.doc

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1、去安庆长江公路大桥索塔承台大体积混凝土配合比设计及温控计算作者：许玲  来源：本站原创  发布时间：2007-7-3015:52:24  发布人：admin安庆长江公路大桥索塔承台大体积混凝土配合比设计及温控计算许玲［摘要］本文通过安庆长江公路大桥索塔承台大体积混凝土配合比设计过程及实际温控效果，阐述了大体积混凝土配合比设计的思路及温控计算方法。［关键词］大体积混凝土；温控计算1 前言安庆长江公路大桥主桥为双塔双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥，跨径组成50＋215＋510＋215＋50（米）。索塔承台结构为钢筋混凝土

2、圆台，直径29米，高6米。混凝土设计强度等级C30，总浇筑方量3963.1m3，属大体积混凝土。2 承台大体积混凝土配合比设计思路大体积混凝土的主要特点是混凝土浇筑方量大，水泥水化蓄热多，承台内部温度升高快，而混凝土自身导热性能低，表面与内部散热条件不同，因而在混凝土内外部形成温度梯度。此温差的存在，将引起结构体系内力重分配，导致承台混凝土应力分布不均匀，内部产生压应力，表面产生拉应力。由于强度上升过程中混凝土自身弹性模量较小，当表面拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土表面将发生开裂，从而影响承台的使用安全及

3、寿命。因此，大体积混凝土施工前必须进行混凝土配合比优化设计及温度应力计算，以保证承台混凝土的施工质量。2.1配合比设计的主要原则大体积混凝土配合比设计的关键在于减少水泥的总发热量，降低混凝土内部的最高温度，以避免混凝土在内外温差作用下出现温度应力裂缝。在本桥索塔承台混凝土配合比设计中，我们主要考虑了以下四个方面：（1）合理选择混凝土原材料。优先使用水化热低、凝结时间长的矿渣水泥；选择具有缓凝和减水双重效用的外加剂；（2）采用“双掺”技术，以粉煤灰取代部分水泥，减少大体积混凝土的单位水泥用量；（3）在保证承台混凝

4、土强度及和易性要求的前提下，尽可能采用低水灰比，降低单位用水量，并适当提高矿物掺合料掺量和骨料含量，从而降低单位体积混凝土的水泥用量，减少混凝土干缩，并降低水泥水化的总发热量。（4）承台混凝土浇筑方量多、作业面积大、持续时间长。新拌混凝土应具有较长的缓凝时间，坍落度经时损失值应小。2.2 原材料选择①水泥 经过比选，施工中采用了湖北黄石华新水泥厂生产的P.S32.5水泥。②粉煤灰 大体积混凝土中掺入粉煤灰能有效地降低水泥用量，减少水泥水化热，还能提高混凝土的密实性，充分发挥混凝土的后期强度。施工中采用了安徽马鞍

5、山二电厂生产的Ⅰ级粉煤灰。③粗骨料 尽可能使用粒径大、级配良好的碎石。考虑到泵送混凝土的要求及混凝土结构情况以及当地碎石生产的工艺水平，施工中采用了安庆余湾生产的5～40mm的连续级配石灰岩碎石。④细骨料 宜采用级配良好且含泥量少的中砂。经过比选，施工中采用了潜山余井河砂。⑤外加剂 掺用合适的外加剂可以有效地改善大体积混凝土的工作性，减少用水量和水泥用量，降低早期水化热。通过比较验证，施工中选用了北京冶建生产的JG-3缓凝高效减水剂。2.3 混凝土配合比确定在大体积混凝土配合比设计原则的指导下，工地试验室经过多

6、组混凝土配合比试验的比对和优选，确定了承台混凝土配合比的配合比设计，如下表：承台混凝土配合比强度水胶比配合比水泥(kg/m3)粉煤灰(kg/m3)JG-3砂率坍落度（cm）抗压强度（Mpa）5d7d28dC300.390.39∶1∶1.91∶2.6372971050.8%0.4216.519.723.741.6新拌混凝土坍落度范围16～18cm，初凝时间大于15h。3 承台大体积混凝土温控计算温控计算是承台大体积混凝土施工时制定温控施工方案的前提，也是提出温控标准的主要依据。3.1计算条件（1）根据承台结构特点

7、，取1/4圆进行计算；（2）承台处于围堰之内，堰壁厚1.5m，内有填芯混凝土，绝热性较好，因此可将混凝土水化热温度视为周边绝热，只考虑沿浇筑层面垂直方向传递；（3）承台浇筑分为三层进行，浇筑厚度从下至上分别为1m、2m和3m；（4）混凝土浇筑温度拟为29℃；每层浇筑间歇期为7天；（4）承台混凝土内埋设冷却水管。第一层不布置；第二层布置一层冷却水管；第三层布置二层冷却水管；（5）采用混凝土泵送及人工振捣；（6）各层混凝土顶面混凝土终凝后采用蓄水保温养护。3.2 混凝土浇筑前最大温度应力计算3.2.1 混凝土的绝热

8、温升承台混凝土内部因水泥水化热引起的绝热温升值可按下式计算：式中：T(t)—混凝土龄期为t时的绝热温升值（℃）W—每立方米混凝土中的水泥用量（Kg/m3）Q0—水泥水化热总量（KJ/Kg）c—混凝土的比热，一般为0.92～1.0（KJ/Kg∙℃），取0.96KJ/Kg∙℃γ—混凝土的重力密度。取2400Kg/m3m—与水泥品种、浇筑温度等有关的系数,一般取0.3～1.3d-1。取0.3