大体积混凝土温度控制指导书.docx
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大体积混凝土温度控制指导书
大西铁路客运专线站前工程1标
大体积混凝土施工温度控制
作业指导书
编制：
审核：
批准：
中铁二十五局集团公司
大西铁路客运专线指挥部第二项目部
二O一O年四月
目录
一、前言2
二、编制依据及参考文献2
三、温度控制主要标准2
四、各施工环节主要温度控制措施3
1、混凝土源头控制3
1.1优选原材料、优化配合比3
1.2原材料拌和设备温度控制4
1.3搅拌4
2、运输控制5
3、浇筑控制5
4、养护控制5
五、温度监控措施7
1、大体积混凝土的热工计算8
1.1混凝土水化热绝热温升计算8
1.2、混凝土内部实际最高温升计算8
2、温度监控方案10
2.1混凝土测温度的方案10
2.1.2测温传感器位置安装10
2.1.3混凝土的测温11
2.1.4记录格式（见附表）11
2.1.5温度曲线绘制（见附图）11
大体积混凝土施工温度控制作业指导书
一、前言
所谓大体积混凝土，目前国内尚无一个明确的定义，国外的定义也不尽相同。
简单以截面尺寸来判断易造成误区，给工程带来不同程度的损失。
综合各种定义将大体积混凝土定义为“预计会因为水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土”。
结合实际情况，将承台、墩柱按大体积混凝土控制进行施工。
二、编制依据及参考文献
1、《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）
2、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设【2005】160号）
3、《大西客专高性能混凝土实施细则》（大西客专站前工程施工细则之一）
4、《大西客专高性能混凝土夏（热）期混凝土施工的若干问题》（铁科院编制）
5、《建筑施工计算手册（第二版）》机械中国建筑工业出版社江正荣主编
三、温度控制主要标准
混凝土的施工温度应在5-30℃之间，平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时应按冬季施工方法进行施工，新浇混凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土介质之间的温差应不大于15℃。
大体积混凝土的入模温度不大于28℃，混凝土恒温期间内部温度不宜超过60℃，最大不宜超过65℃，在任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，二者间温差不得大于15℃,并且任何时段的养生用水都不得使用低于10℃的水温。
混凝土养护期间应注意采取保温措施，防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温骤降等）而发生剧烈变化。
养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不宜超过20℃（截面较为复杂时，不宜超过15℃）。
四、各施工环节主要温度控制措施
1、混凝土源头控制
1.1优选原材料、优化配合比
优先选用早期强度低的水泥，添加矿物掺合料大幅度降低水泥水化温升。
混凝土温升会随着水泥用量的增加而增加，在保证强度和规范要求的情况下减少水泥用量，减小砂率，增加大石子用量。
集料中含有小量的某些粘土会引起混凝土的高收缩性而引起开裂，因此施工严格控制集料的含泥量。
墩、台施工配合比见下表：
表一
序
号
使用
部位
强度
容重
外加
剂
P.O42.5
水泥
粉煤灰
矿粉
河砂
碎石
水
1
承台墩身
C35
2450
2.81
210
88
53
838
1110
151
2
承台墩身
C40
2470
3.02
227
94
57
815
1126
151
3
承台墩身
C45
2450
3.0
243
101
61
796
1099
150
根据《大西客专高性能混凝土夏（热）期混凝土施工的若干问题》，掺加矿粉和粉煤灰后对混凝土的绝热温升的影响见表二：
表二
水泥
品种
不掺混合材混凝土
与不掺混合材的混凝土28d绝热温升的比值
水泥用量
kg/m3
28d绝热温升℃
混合材
种类
混合材掺量（%）
20
30
40
50
60
普通
水泥
350
49.0
粉煤灰
0.90
0.86
0.82
280
39.0
矿渣
0.92
0.90
0.72
中热
水泥
358
11.5
粉煤灰
0.82
0.59
311
35.2
粉煤灰
0.82
0.59
264
30.3
粉煤灰
0.82
0.59
1.2原材料拌和设备温度控制
原材料尤其是骨料需搭设遮掩棚，避免日光暴晒，必要时可向粗骨料堆上喷水，借水蒸发时的强力吸热使骨料降温，拌和用水可采用经检验合格地下水直接搅拌，气温过高时不得采用蓄水池中的存水，必要时可加碎冰或冰屑将拌和用水冷却。
搅拌站料斗、储水器、皮带运输机、拌和楼等设备要有遮阳设施，开盘前需用冷水空拌，进行润湿冷却。
1.3搅拌
搅拌过程控制的目标是降低温度，对原材料、设备采取降温措施，同时要选择合适搅拌时间。
在满足规范要求的前提下，选择适当的搅拌时间，尽量缩短搅拌时间。
2、运输控制
夏季混凝土运输中控制目标是缩短运输时间，减少混凝土失水，减小混凝土坍落度损失。
必须采用混凝土运输搅拌车运输混凝土，合理组织安排施工，尽量缩短运距；运输混凝土过程中宜慢速搅拌混凝土，采用间歇式搅拌，减少搅拌产生的热量；运输车需加盖防晒设施。
3、浇筑控制
浇筑温度对混凝土水化温升影响很大，混凝土的浇灌应严格控制入模温度，混凝土入模温度不高于28℃。
新浇筑的混凝土与邻接的己硬化的混凝土间的温差不得大于15℃。
应避免模板和新浇筑的混凝土直接受阳光照射。
在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时，应采取适当挡风等措施，防止混凝土失水过快。
混凝土浇筑前垫层、施工缝、底、侧模板等应用水充分润湿或浇注薄层砂浆；混凝土较厚时，严格分层浇捣,在条件允许的情况下尽可能的减少分层厚度。
混凝土的浇筑时间间隔最长不超过混凝土的初凝时间。
混凝土浇筑前应制定周密计划,施工中严格执行，以保证施工连续、紧凑，减少施工等待及不必要的消耗时间；夏季施工时间最好安排在下午16:
00以后开始，次日10:
00前达到终凝，此段时间内温度较低、水分蒸发较中午缓慢。
4、养护控制
混凝土振捣完成后，及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（覆盖材料可用土工布或蓬布），尽量减少暴露时间，防止表面水分蒸发。
暴露面的保护层混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖，此时应注意覆盖物不宜直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。
任何时段的养生用水都不得使用低于10℃的水温。
承台拆除模板后，在满足混凝土表面与环境温差的前提下应及时进行回填，利用蓄热法进行养护，暴露面需覆盖土工布并保持湿润。
承台在养生期间，特别是浇筑完前5天，每天应对环境温度进行监测（监测的时间间隔依据实际情况而定），当环境温度与混凝土表面温度超过20℃时，应对混凝土实施保温
墩柱在夏季天气下拆除模板要求更为严格，在炎热的天气不拆模板来代替养护不可能得到满意的效果，拆模对混凝土不造成损伤时就要及时松开模板，然后在混凝土上露表面洒水进行养护。
拆模后，应迅速采用朔料薄膜进行包裹覆盖，墩柱顶部设置滴水装置，使墩柱始终保持湿润状态，注意及时补充加水。
混凝土去除表面覆盖物或拆模后，应对混凝土及时进行潮湿养护，并保证养护时间满足表三的要求。
不同类型混凝土、不同水灰比以及不同的气候条件，潮湿养护的龄期不同，可以参考下表进行混凝土的湿养护。
表三混凝土保湿养护时间
混凝土类型
大气潮湿（RH≥50%），无风，无阳光直射
大气干燥（RH＜50%），有风，或阳光直射
日平均气温T（℃）
潮湿养护期限（d）
日平均气温T（℃）
潮湿养护期限（d）
胶凝材料中掺有矿物掺合料
5≤T＜10
10≤T＜20
20≤T
14
10
7
5≤T＜10
10≤T＜20
20≤T
21
14
10
注：
本表适用于水胶比≤0.45的混凝土
严格控制温差，混凝土养护期间混凝土温度不宜超过60℃，最高不能超过65℃。
养护期间混凝土中心与表层、表层与环境间温差不超过20℃。
在硬化混凝土和平直的混凝土表面洒水时，水的温度不应低于混凝土表面温度15℃以上。
在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖的养护方式。
五、温度监控措施
混凝土施工前应对内部最高温度进行理论计算，如计算结果不能满足要求，则应采取相应的降温措施如布设降温管，分层（施工缝）施工等，混凝土养护期间，应对有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温等参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护措施，确保混凝土的内外温差满足要求。
1、大体积混凝土的热工计算
1.1混凝土水化热绝热温升计算
绝热温升是假定结构物四周没有任何散热和热损失条件，水泥、矿物掺和料的水化热全部转化成温升后的温度值，最大绝热温升按下式计算：
△T=（mcQc+mqQq）/Cρ
式中△T——混凝土的最大水化热温升值
mc——每立方混凝土的水泥用量（kg/m3）
Qc——每千克水泥水化热量（kJ/kg），普通425号水泥为377
C——混凝土的比热容，一般取0.96kJ/kg·℃
ρ——混凝土的容重（kg/m3）
mq——每立方混凝土的矿物掺和料用量（kg/m3）
Qq——每千克矿物掺和料水化热量（kJ/kg）
由于没有矿粉和粉煤灰的实测水化热量资料，粉煤灰的水化热远小于水泥，7天的水化热约为21kJ，矿粉按水泥的0.8倍计算，我项目实际配合比的矿物掺量为40%，取水泥用量较大的3号配比计算：
最大绝热温升计算为
△T=（243×377+101×21+61×0.8×377）/（2450×0.96）
=47.67℃
1.2、混凝土内部实际最高温升计算
实际大体积混凝土并非完全处于绝热状态，而是处于散热条件下，实际温升值要比绝热状态下要小，而不同的浇筑厚度与混凝土的绝热温升有密切关系，混凝土块越小，散热越快，水化热温升值低，反之混凝土块厚度越大，散热越慢，当混凝土浇筑厚度在5m以上时，混凝土的实际温升已接近绝热温升。
根据江正荣主编的《建筑施工计算手册》提供的资料显示，不同浇注块厚度与混凝土绝热温升的最关系ζ见表四所示：
表四不同浇注块厚度与混凝土绝热温升的关系（ζ值）
浇注块厚度
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
6.0
ζ
0.36
0.49
0.57
0.65
0.68
0.74
0.79
0.82
注：
本表适用于混凝土浇筑温度为20-30℃的工程
故此，混凝土内部中心最高温度按下式计算：
Tmax=T0+△T.ζ
式中Tmax——混凝土内部中心最高温度；
T0——混凝土的入模温度；
△T——混凝土的绝热温升。
我项目大体积结构的厚度最大为3m，最小为1m，其中以2m为常见，按最高的入模温度为28℃分别进行计算：
厚度为3m时，Tmax=T0+△T.ζ=28+47.67×0.68=60.4℃；
厚度为2m时，Tmax=T0+△T.ζ=28+47.67×0.57=55.17℃；
厚度为1m时，Tmax=T0+△T.ζ=28+47.67×0.68=45.16℃；
由此可见当结构物最大厚度为3m时计算的内部温度稍微超过要求，但只要降低入模温度即可满足施工要求，故在施工较厚结构时应重点控制入模温度，其它厚度按常规要求施工即可，但所有结构浇筑均需选择代表性的结构进行温度监测与计算结果进行校核，如差距较大超出范围可调整养护措施。
2、温度监控方案
2.1混凝土测温度的方案
2.1.1测温仪器型号：
JDC-2型便携式建筑电子测温仪
仪器主要技术指标：
1.测温范围：
-30℃～130℃；
2.测温误差：
≤0.5℃（与测温探头配合）；≤1.0℃（与测温线配合）；
3.分辨率：
0.1℃；
4.操作环境温度：
-20℃～50℃；
5.显示方式：
3.5位宽温型液晶显示屏；
6.电源：
9V积层电池一枚；
7.重量：
200g；
8.主机体积：
135mm×72mm×32mm。
2.1.2测温传感器位置安装
安装3个温度传感器在承台的中部（测芯部温度），用钢筋支架固定；在承台的一侧上、下及中部各安装1个温度传感器（测表面温度），安装图如下：
温度测试仪器
2.1.3混凝土的测温
承台施工完成后，进行第一次检测，在混凝土温度上升阶段每两小时测一次；温度下降阶段每4小时测一次，同时测大气温度。
混凝土芯部温度以3个测温传感器的平均值为芯部温度值，混凝土表面温度以3个测温传感器的平均值为表面温度值；当表面（芯部）个别值出现偏移较大时要查明原因，排除故障重新测试，并留有相应的记录。
2.1.4记录格式（见附表）
2.1.5温度曲线绘制（见附图）
附表大体积混凝土测温记录表
施工单位：
编号：
工程名称
工程部位
混凝土浇筑日期
混凝土入模温度
混凝土浇筑时大气温度
混凝土养护方法
浇筑前介质与介质温度
温度记录
测试部位
时间
数值
数值
数值
数值
数值
个值
均值
个值
均值
个值
均值
个值
均值
个值
均值
芯部
1#
2#
3#
表面
1#
2#
3#
环境
1#
2#
3#
测温孔布置示意图
记录人：
现场监理：
附图温度曲线
#承台混凝土芯部温度与表面温度曲线图（样板）
#承台混凝土表面温度与环境温度曲线图（样板）
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