房屋软基层采用毛石混凝土换埴需要考虑大体积混凝土的温度吗

~ 关于大体积混凝土温度控制的若干问题一、 概述在民用建筑工程中，大体积混凝土最多的是基础板，特别是近十年以来，随着高层的发展，要求基础混凝土板的强度等级越来越高，板越来越厚，出现裂缝的报道也越来越多，已在建筑界引起高度重视，但目前建筑部门在此领域的研究不多、不深，反映在规范条文中，其覆盖面也不够，有的规范也不尽合理，且反映在工程实践中的问题更多。如概念含糊、计算方法不合理造成误导者较多，造成人力、物力、财力的浪费是屡见不鲜，限于这方面的实验研究工作的深度、广度，本文仅就工程实践中的一些与温度控制有关的问题作粗浅的分析和探讨，希望对合理解决温度控制问题起到推动作用。二、 混凝土浇注温度的定义大家都知道大体积混凝土的温度控制主要由混凝土的浇筑温度、绝热温升、冷却速率三部分组成，而大体积混凝土浇注温度最关键的一项，如何理解浇注温度，首先从它的定义入手。浇筑温度的定义是什么呢？在网上与网友聊到‘大体积混凝土浇注温度’是如何定义的？30%人说是混凝土的入模温度，70%的人说不知道，为什么会产生这种情况呢，主要原因是在现行的“民用建筑”的施工规范、施工手册上对此没有定义；1、从《高层施工手册》中混凝土的浇筑温度Tp的计算公式来看其定义：
T_{j}=T_{c}+(T_{c}−T_{q})(A_{1}+A_{2}+A_{3}......A_{11})
T
j
​
=T
c
​
+(T
c
​
−T
q
​
)(A
1
​
+A
2
​
+A
3
​
......A
11
​
)
<1>Tp----浇筑温度； TI----混凝土入仓温度 Tq----室外平均气温A1,A2, A3,A11----温度损失系数，其中浇筑过程中A=0.003τ，τ为浇筑时间（min）由以上可知，《高层施工手册》对与混凝土的浇筑温度为：混凝土入仓后，经过平仓、振捣、铺筑层浇筑完毕，此时混凝土的温度为浇筑温度。2、《大体积混凝土温度应力与温度控制》中是这样定义的：混凝土入仓后，经过平仓、振捣、铺筑层浇筑完毕，上面覆盖新混凝土时，老混凝土的温度为浇筑温度。3、两者的区别：由于我们在大体积混凝土的浇筑中常采用薄层浇筑，外界温度对薄层混凝土的影响较大，为了使计算结果更准确，更符合实际，采用后者比较合理。
但在民用建筑的施工中采用泵送混凝土，采用的施工方法(见图一)：浇筑层厚度为500-700mm,因此外界气温对混凝土的影响较小，可以不考虑。三、大体积混凝土浇注温度的计算方法：1、《大体积混凝土温度应力与温度控制》：1）、混凝土的入仓温度计算 图一
T_{I}=T_{o}+(T_{a}+{}^{R}/{}_{β}−T_{o})(φ_{1}+φ_{2}+φ_{3}+.....+φ_{n})
T
I
​
=T
o
​
+(T
a
​
+
R
/
β
​
−T
o
​
)(φ
1
​
+φ
2
​
+φ
3
​
+.....+φ
n
​
)
〈2〉 TI---混凝土入仓温度 Ta----当时气温 R----太阳辐射热β----表面放热系数 To---混凝土出机温度φ1，φ2，φ3，φn----经验系数2）、混凝土的浇筑温度Tp可按下式计算：
T_{P}=T_{I}+(T_{a}+{}^{R}/{}_{β}−T_{I})(φ_{1}+φ_{2})
T
P
​
=T
I
​
+(T
a
​
+
R
/
β
​
−T
I
​
)(φ
1
​
+φ
2
​
)
〈3〉Tp----浇筑温度； TI----混凝土入仓温度 Ta----气温 R----太阳辐射热β----表面放热系数 φ1----平仓以前的温度系数 φ2----平仓以后的温度系数3.两种计算方法的比较：在《大体积混凝土温度应力与温度控制》的计算中，比《高层施工手册》中的计算方法更为合理，主要表现如下：1）、在《高层施工手册》的计算中，采用的是平均气温，大家都很清楚，白天与晚上浇筑混凝土时，外界的温度是不一样，会导致计算与实际误差较大，因此采用Ta（当时气温）更趋于合理。2） 、《高层施工手册》的计算中未考虑太阳辐射热：但由于白天浇筑时，混凝土是暴露在阳光之下的，太阳辐射对温度场有重要的影响，如图二：单位时间内在单位面积上，设太阳辐射来的热量为S，其中设被 混凝土面混凝土吸收的热量为R。又由于混凝土与空气之间的温度，热量散失，导致了温度降低，两者叠合，就相当与周围空气温度增高了△Ta=R/β。 图二在太阳辐射热R与气候、季节、地理位置有很大的关系，混凝土表面散热系数β与风速、表面的粗糙度、粘滞系等有关，计算起来比较复杂，在水利上计算时一般取△Ta=R/β=15℃。
4、 浇筑温度计算公式中存在的问题：在浇筑过程中混凝土热量损失系数为0.003 1/min，而未考虑浇筑层的厚度，下面我们不妨做一个假设：1）、假定大气温度Ta=30℃，R/β=15℃，混凝土入仓温度TI=20℃，混凝土的浇筑层厚度为600mm，浇筑的时间为60min，（计算时不考虑热量倒灌）：
T_{P}=T_{I}+(T_{a}+{}^{R}/{}_{β}−T_{I})(φ_{1}+φ_{2})
T
P
​
=T
I
​
+(T
a
​
+
R
/
β
​
−T
I
​
)(φ
1
​
+φ
2
​
)
=20+（30+15-20）（0.003*60）=24.5℃2）、假如将以上浇筑层等分为4层，即每层的厚度为150，则有浇筑时间为20min，则浇筑温度为：
T_{P}=T_{I}+(T_{a}+{}^{R}/{}_{β}−T_{I})(φ_{1}+φ_{2})
T
P
​
=T
I
​
+(T
a
​
+
R
/
β
​
−T
I
​
)(φ
1
​
+φ
2
​
)
=20+（30+15-20）（0.003*20）=21.5℃很显然此计算方法是不合理的；大体积混凝土常采用分层浇筑，在计算时，大家都假定混凝土的浇筑层厚度为150，为什么都用150，而不用600，由此可猜想，浇筑过程的散热系数是在浇筑层厚度为150时通过试验得出来的。四、规范中对于大体积混凝土浇筑温度的一些规定，及存在的问题1、 《凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）规定，大体积混凝土浇注温度不宜超过28℃。我国电力建设施工及验收规范规定不超过30℃，在国外，美国规定不超过32℃，日本土木工程协会施工规范规定不超过30℃，日本建筑协会规范规定不超过35℃，原苏联规范规定混凝土从搅拌站运出时的温度不应超过30℃-35℃，原西德规范规定新拌混凝土不得超过30℃。2、 很显然我国的《凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）规定，比较严格，但在实际施工中能不能做到，我看就未必能做到：1）、施工背景：1、 如上所说的，概念含糊，计算方法不准确；2、 气候条件：在我国绝大部分地区，一年中最高温超过30℃的时间在4个月以上，再加上太阳辐射热对浇筑温度的影响，采用常规的施工方法很难保证砼浇筑温度小于28℃。3、 当气温较高时，施工单位常采用较低入模温度来降低混凝土的浇筑温度；我们可以采用反推法来推导混凝土的浇筑温度控制过程：假定当时的气温为35℃（此气温在我国大部分地区很常见），太阳辐射热对混凝土表面的影响R/β=15℃。（不考虑热量倒灌）。薄层浇筑时间为20min，混凝土的运输时间(采用砼搅拌运输车运送)为1h。
根据公式
T_{P}=T_{I}+(T_{a}+{}^{R}/{}_{β}−T_{I})(φ_{1}+φ_{2})
T
P
​
=T
I
​
+(T
a
​
+
R
/
β
​
−T
I
​
)(φ
1
​
+φ
2
​
)
=28℃ 可推出TI=26.6℃根据公式
T_{I}=T_{o}+(T_{a}+{}^{R}/{}_{β}−T_{o})(φ_{1}+φ_{2}+φ_{3}+.....+φ_{n})
T
I
​
=T
o
​
+(T
a
​
+
R
/
β
​
−T
o
​
)(φ
1
​
+φ
2
​
+φ
3
​
+.....+φ
n
​
)
可推导出To=14.1℃我们任意假定3、 施工背景：常规施工中，混凝土的入模温度要高于大气温度3℃-4℃；如果较大幅度地降低浇注温度，避免大气温度倒灌，需要花费大量的人力、物力，对于施工单位来说，是得不偿失，且我国的绝大部分地区，一年中大气温度超过28℃的时间多达4个月，如何解决此问题，已成为建筑业的难题；4、 浇注温度对大体积混凝土的影响根据大体积混凝土的绝热温升公式：T=
\frac{Q(W+kF)}{cρ}(1−e^{−mτ})
cρ
Q(W+kF)
​
(1−e
−mτ
)
中的m的取值为：
浇筑温度（℃） 5 10 15 20 25 30
m(1/d) 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406
可见浇注温度越高，水化的速度越快，由此混凝土板很快出现较高温，这对大体积混凝土的温度控制很不利。5、 计算公式T=T+Tхζ, （一般以龄期为第三天的温度作为最高温度 ） 但根据《大体积混凝土温度应力与温度控制》的混凝土板在初温To恒定情况下自然冷却的降温计算，可计算出，浇注温度为To到第三天为中心点做得贡献为T(3)。 公式：T(τ)=
\frac{4T_{o}}{π}
π
4T
o
​

​

\sum\limits_{n=1}^{∞}{\frac{1}{2n−1}\sin \frac{(2n−1)πx}{L}e^{−(2n−1)^{2}π^{2}F_{o}}}
n=1
∑
∞
​

2n−1
1
​
sin
L
(2n−1)πx
​
e
−(2n−1)
2
π
2
F
o
​

〈3〉T( τ)---中心点任意时间的温度； 　To----混凝土板的初温n----1、2、3、4¨¨ L---计算板厚 x—离开混凝土表面的距离Fo-----傅立叶准数 Fo=aτ/L2 a---混凝土的导温系数，取a=0.1如果计算板厚为1m， T(3)=0.066To 如果计算板厚为2m， T(3)=0.6To 显然此公式与实际是不符的。6、 经验计算公式T=T+
\frac{W}{10}+\frac{F}{50}
10
W
​
+
50
F
​

但根据水泥水化热Q的取值
水泥品种 发 热 量Q (kJ/kg)
Po32.5 Po42.5
普通水泥 377 461
矿渣水泥 335
￥
5.9
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关于大体积混凝土温度控制的若干问题
关于大体积混凝土温度控制的若干问题
一、 概述
在民用建筑工程中，大体积混凝土最多的是基础板，特别是近十年以来，随着高层的发展，要求基础混凝土板的强度等级越来越高，板越来越厚，出现裂缝的报道也越来越多，已在建筑界引起高度重视，但目前建筑部门在此领域的研究不多、不深，反映在规范条文中，其覆盖面也不够，有的规范也不尽合理，且反映在工程实践中的问题更多。如概念含糊、计算方法不合理造成误导者较多，造成人力、物力、财力的浪费是屡见不鲜，限于这方面的实验研究工作的深度、广度，本文仅就工程实践中的一些与温度控制有关的问题作粗浅的分析和探讨，希望对合理解决温度控制问题起到推动作用。
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二、 混凝土浇注温度的定义
大家都知

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丹东市15068684984： 混凝土与毛石混凝土基础施工有什么要求 - ？
芒独醋酸： 混凝土与毛石混凝土基础适用于层数较高(三层以上)的房屋,特别是地基潮湿或地下水位较高时. 基础混凝土应分层浇注,使用插入式振捣器捣实.对于阶梯形基础,每一阶梯内应分层浇筑捣实.如基础上有插筋时,在浇捣过程中要保持插筋位置固定,不得使其浇捣混凝土时而发生位移.为了节约水泥,在浇筑混凝土时,可投入30%左右的毛石(30%为毛石与混凝土的体积比),这种基础称为毛石混凝土基础.

丹东市15068684984： 毛石混凝土能否二次浇筑 - ？
芒独醋酸： 毛石混凝土不二次浇筑; 毛石混凝土一般用在基础工程的多.如毛石混凝土带形基础、毛石混凝土垫层等.也有用在大体积混凝土浇筑,为了减少水泥用量减少发热量对结构产生的病害,在浇筑混凝土时加入一定量毛石.浇筑混凝土墙体较厚时,也掺入一定量的毛石,如毛石混凝土挡土墙等.毛石混凝土施工中,掺入的毛石一般为体积的 25%左右,毛石的粒径控制在200以下;具体操作先放浆再放入毛石、保证浆体充分包裹住,毛石在结构体空间中应保证其布置均匀.

丹东市15068684984： 毛石砌体和砖砌体相比的优缺点,从结构和经济方面考虑? - ？
芒独醋酸： 1、从名词解释上看,普通红砖是指240*115*53的实心烧结黏土砖; 2、相同体积多孔砖的砌体自重要小于普通红砖砌体; 3、常用的20孔240*115*90的承重黏土空心砖1400Kg/m3,孔洞率22.8%,可以计算出同体积实心砖的重量,理论上应该...

丹东市15068684984： 桩基础施工方案 - ？
芒独醋酸： (一)施工工艺 本工程冲孔桩的施工工艺主要包括以下工序. 1、护筒设置及定位; 2、冲孔机冲击成孔; 3、钢筋笼制作、安装; 4、灌注水下混凝土. (二)工艺流程和施工技术措施 (1)工艺流程 本工程的工艺流程如下采用如下工艺流程...

丹东市15068684984： 砌筑毛石挡土墙需要打混凝土垫层吗?？
芒独醋酸： 通常情况下不需要.要是设计有特殊要求的,根据设计要求,还得根据现场基土情况来定. 一般垫层的作用是起找平,弹线,保护钢筋受环境影响,可以防止挖好的基础水浸后变软,也便于清理.不作为承重设计来考虑,除设计要求外.作为毛石挡土墙我认为没有必要打混凝土垫层,不过底面毛石大面应朝下,上面直缝应相互错开.

丹东市15068684984： 地基的选择 地基和基础的区别 - ？
芒独醋酸： 一、地基与基础的概念 地基:承受由基础传下来荷载的土体或岩体.地基承受建筑物荷载而产生的应力和应变是随着土层深度的增加而减小,在达到一定的深度以后就可以忽略不计. 基础:建筑物地面以下的承重构件.它承受建筑物上部结构...

丹东市15068684984： 基础的设计 - ？
芒独醋酸： 一、基础是建筑物和地基之间的连接体. 基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基.从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力. 如果地基的承载能力足够,则...