水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规范JTS-T+202-1-2022.docx

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1、中华人民共和国行业标准水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规范JTS11,20212022主编单位：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司批准部门：中华人民共和国交通运输部施行口期：2022年6月1口人*HiMvt根公CJTS202-1-2010)MMft位、i三fim名单(30)(31)附融硼H:保温热工计附录E混凝土保温热工计算E.0.1混凝土保温层厚度可按下式计算：(E.O.I)aO.5A(w-r,Jb=式中6保温层厚度Gn):h混凝土浇筑层厚度(m);保温材料导热系数kJ(jnh七),按表E,0.1T取值:一传热修正系数，按表BO.1-2取值；Tmax混凝土内部最高温度CC)：T混凝土内表

2、温差控制值(C);Ta.nin一混凝土.内部达到最高温度时的可能最低气温(C);混凝十.导热系数kJG11h,C),取&28kJ(mhC)表E.0.1-1常用保温材料导热系数材科名称kJGnhDJ料名林AfkJ/hD木Ie0.83MKJ209.50泡沫熨料板0.1.1.0.18泡沫混凝土0.36Wh4.97v5.29保0.22干砂1.19水2.16很砂1.07氏72土工投物0.18空气0.I1.复料薄腹0.72节水保湿腹0.50班复聚呆板联PS)O.10v0.12表&b2传热修正系数保阻层种类风速不大于4夕从it大于4rs由易透风材料怛成2.02.3在/通风供湍材料上铺,层不易通风材料1.61

3、.9在物迹风保温材料上下各铺一层不明选风材料1.31.5由不扬透风的H料H1.成1.31.5E.0.2多种保温材料组成的保温层总热阻可按下式计算：K=4+5(Eg)式中R保温层总热阻(m2ht)kJ:附录G本规范用词说明为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度的用诃说明如下：(1)表示很严格，非这样做不可的，正面词采用必须，反面词采用“严禁”：(2)表示严格,在正常情况下均应该这样做的，正面词采用“应”，反面词采用“不应”或者“不得”；(3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的，正面词采用宜，反面词采用“不宜”；(4)表示允许选择,在一定条件下可以这样做的采用“可”引用标准名录

4、1.e通用硅酸靛水泥(GB175)2. 中热硅酸盐水泥、低热徒酸盐水泥(GRT200)3. 8用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GB,T1596)4年混凝土外加剂(GB8(J76)5. 建设用砂(G1.vr146f1.)6. 用F水泥、砂浆和混凝十中的粒化高炉矿渣粉B(G8/T180.16)7. *水泥混凝土和砂浆用合成纤维3(GBb21120)8. 水泥混凝土和砂浆用短切幺武岩纤维(GRT23265)9. 混凝上膨胀剂(GBT23439)10. 砂浆和混凝土用硅灰(GBT27690)11. 用于水泥、砂架和混凝土中的石灰石粉(GB/T35164)12. G混凝土结构设计规范(G850010)13.

5、 混凝土外加剂应用技术规范(GB50119)14. g建筑工程绿色施工规范(GRT50905)15. 大体枳混凝土温度测控技术规范(GW1.51028)16. QK运工程结构耐久性设计标准(JTS153)17. g水运工程混凝土施工规范(JTS202)18. 6水运工程混凝土试验检测技术规范B(JTS236)19. K港口水工建筑物修补加固技术规范OTS311)20. 补偿收缩混凝土应用技术规程(JGJZT178)21. 纤维混凝土应用技术规程(JGJ灯221)22. 钢纤维混凝土(JGzT472)23C高性能混凝土用管料(JGzr568)附加说明本规范主编单位、参编单位、主要起草人、主要审查

6、人、总校人员和管理组人员名单主编单位：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司参编单位：中国交通建设股份有限公司中交第二航务工程局有限公司中交天津港湾工程研究院有限公司中交上海三航科学研究院有限公司中交二航武汉港湾新材料有限公司主要起草人：唐柳青（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）张国志（中交第二航务工程局有限公司）刘可心（中交二航武汉港湾新材料有限公司）（以下按姓氏笔画为序）王成启（中交上海三航科学研究院有限公司）朱志刚（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）刘松（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）李俊毅（中交天津港湾工程研究院有限公司）吴柯（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）汪华文（中交二航

7、武汉港湾新材料有限公司）张思（111交武汉港湾工程设计研究院有限公司）房艳伟（中交二航武汉港湾新材料有限公司）查进（中国交通建设股份有限公司）秦明强（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）惠晓亮（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）焦运攀（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）主要审查人：张志明（以下按姓氏笔画为序）#13E平、贡金鑫、李原、李宗平、别社安、冷发光、弓蜩斌、胡家唳、黄君哲、魏宏大总校人员：刘国辉、李荣庆、刘连生、三方、檀会春、文何心、秦明强、2S吴柯、汪华文、惠晓亮管理组人员：屠柳吉（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）刘可心（中交二航武汉港湾新材料有限公司）李遵云（中交武汉港湾工

8、程设计研究院有限公司）吴柯（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）秦明强（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司）中华人民共和国行业标准水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规范JTS/T2O212022条文说明目次2 (35)3 定.(36)4温控设计(37)5 原材料(40)5.1 水泥(40)5.2 矿物掺合料(40)5.3 集料(41)5.5 外加剂(41)5.6 拌和水(41)6 配合比设计(42)7温控措施(43)7.2 原材料温度控制(43)7.4 混凝土浇筑和振捣(43)7.5 混凝土内部降温(44)7.6 混凝土保温和养护(44)7.7 其他(45)附录A皎凝材料水化焦总计算(46)

9、A.2胶凝材料水化热总量(46)附录C混凝土S1.度和S1.度应力估算(50)C.I混凝土内部最高温度计算(50)C.2混凝土弹性模量计算(50)C.3混凝土温度应力计算(51)附录D混凝土出机口温度、浇筑温度计*(53)D.1混凝土出机口B计售(53)D.2混凝土浇筑三计*(53)4温控设计4.0.1本条是对大体枳混凝上温控设计的一般要求。不同设计使用年限的结构对混凝士性能要求不同，不同的使用环境适用温控措施不同，不同的结构出现温度裂缝后对适用性和耐久性的影响不同，这些均为温控设计时的考虑因素.4.0.3本条对大体积混凝土施工提出了分层、分块的浇筑要求以及设置施工缝时的考虑因素。设置施工缝考

10、虑的因素较多，例如温度裂缝控制的要求、混凝土的浇筑能力、方便结构钢筋绑扎、预埋管件安装、避开结构受力较大的威面处和变截面处、海洋环境下水平施工缝的设苴避开水位变动区和浪溅区等。4.05本条规定了超长大体积混凝土结构分块浇筑、跳仓施工、后浇带施工等控制有害裂缝的产生的施工措迷。分块尺寸过大不利于减少基础约束，易造成应力增加。水工混凝十.结构设计规范（SI.191-2（X）8）中规定软基上的堵体和水闸底板最大分块尺寸为30m.岩基最大分块尺寸为20m;混凝土结构设计规范（2015年版）（GB50010-2010）中规定现浇剪力墙结构最大分块尺寸为30m,挡土堵和地下墙壁结构最大分块尺寸为20m。水

11、运工程经验表明，块体平面显大尺寸小于30m能有效减少混凝土温度裂缝的产生。相邻分块高差和浇筑时间间隔控制要求参照混凝十.挑坝设计规范（S1.282-2（）18）中的相关规定。对超长（大于混;疑土结构设计规范（2015年版）（GB500102010中伸缩缝的要求）大体枳混凝土施工，留宜后浇带或跳仓方法分段施工，并规定了后浇带设置的一般要求，这样能够在一定程度上减轻外部约束程度，减少每次浇筑段的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力：但需要注意的是跳仓接缝处的应力一般较大，通常采用增加配筋量和加强构造进行处理。4.0.6大体积混凝十.分析计算过程中的参数采用试验结果有利于精确分析。4.0.7大体积

12、混凝土温度和温度应力分析采用数值仿真分析，可以较好地模拟温控施工过程，因此本条推荐采用数值分析结果。4.0.8本条给出了大体积混凝土温控抗裂安全性的评价方法。国内外规范对温控抗裂安全系数的计算方法行不同的规定0年大体积混凝土施工标准3（GB5（加62018）中温控抗裂安全系数表述为某一-龄期的混凝上轴心抗拉强度标准值与计算温度应力之比，并规定温控抗裂安全系数不小于1.15。欧洲般采用开裂风险的概念，即混凝土计算拉应力与对应龄期劈裂抗拉强度的比值，并对开裂风险作了规定。厄勒海峡磁道和丹麦大带桥要求计算温度应力与劈裂抗拉强度之比大于0.7,即劈裂抗拉强度与计算温度应力比不小于1.4,现场监测结果表

13、明混凝土没有出现温度裂缝，温控效果良好。日本规范（JCI20I6）要求劈裂抗拉强度与计算温度应力比不得小于1.251.5,抗裂安全系数与开裂概率的关系见图4.1。图1抗裂安仝系数与开裂概率的关系本条将温控抗裂安全系数定义为标准养护条件下混;疑土劈裂抗拉强度试验值与计算温度应力之比，并给出了计算公式。4.0.9本条提出不同结构类型温控抗裂安全系数的要求。根据国内多个水运工程大体积混凝土温控经验并参考日本规范抗裂安全系数的取值，将裂缝等级划分为三类。严酷侵蚀环境是指混凝土结构耐久性设计规范(Gwr5(76-2019)规定的结构所处环境类别为H、山、IV、V类环境，且作用程度为非常严重E级别及以上。

14、4.0.10对于混凝土浇筑温度，C水运工程混凝土施工规范(JTS202-2011)中规定热大浇筑温度不大于30C冷天不小于5C;大体积混凝土施工标准B(GB5049620】3)中规定入模温度宜控制在5C、30C;某军工码头控制夏季浇筑温度小于或等于30C、冬季不小于5C,现场监测结果表明大体积混凝土.没有出现温度裂缝，温控效果良好。参照国内规范和水运工程施工经验，规定浇筑温度不高于3(C且不低于5C对于内表温差，大体积混凝土施工标准(GB5019620中规定内表温差(不含混凝土收缩当盘温度)不宜大于25C,C公路桥涵施工技术规范(JTGzr3650-2020)规定应将内表温差控制在25C以内。

15、国内多项水运工程控制内表温差小于或等于25C,现场监测结果表明混;疑土未出现温度裂缝。因此规定内表温差不大于25C混凝土.内部最高温度与浇筑温度、配合比、几何尺寸和现场条件等因素密切相关，混凝土早期温度过高一方面容易形成延迟钙矶石，另一方面容易导致水泥“假凝.另外，混凝土内部温度过高，当降温到准稳定温度时，整个过程温度应力过大，从而增大混凝土开裂的可能性。英国建筑工业研究和情报协会(C1.RIA)指南Ear1.y-agcTherma1.CrackContro1.inConcrete(C1.R1.AC660)中提出混凝土内部温度不应大于70C厄勒海峡隧道与桥梁和加索大联盟桥也要求混凝土内部温度不

16、应大于7(C。中国土木工程学会标准混凝土结构耐久性设计与施工指南(2005年修订版)(CCES012004)也规定混凝土内部温度不应高于70七。因此规定混;疑士内部以高温度不高于70C7.6.8在大体积混凝土保温养护中，需因地制宜地采用保温性能好且经济的保温材料.条文中列举了施工中常见的保温保湿材料，并新增了节水保湿养护膜。节水保湿养护膜是一种覆盖于混凝土表面，连续不透水的密封膜层材料。7.&9工程经验表明，蒸汽、喷雾养护是一种行之仃效的保湿措施,在大体积混凝十.初凝前养护效果明显。7.6.10保温养护应根据事先确定的温控指标和实时监测数据及时调整，确保混凝土不出现过大的温度应力，从而防止有害

17、裂缝的产生。7.7其他7.7.1常见纤维混凝土包括钢纤维混凝土和聚丙烯纤维等，掺入钢纤维能提高混凝土的抗拉强度，掺入聚丙烯纤维能提高混凝土表面抗开裂性能。减缩剂能减小混凝土收缩，降低收缩应力，水化热抑制剂能降低混凝土水化热，这两种特种外加剂一般作为温控措施采用。7.7.2本条是新增加内容，主要考虑到大体积混凝土单次浇筑量越来越大，己行工程实例单次浇筑混凝土超过几千万立方米。所以针对大体积混凝上施工的特点，明确了强度试件的留胄.要求。本条留置要求参照大体枳混凝土施工标准(GB50496-2018)相关规定制定。A.3!友推对水泥水化嬉务试雄事4收战材料(kn,)水股比水泥金钟留煤灰丛林ht(%)

18、7d水化热(kjkg7时(化14500.35PI1.42.5290.724500.35PI1.42.511.35233.30.8034500.35PI1.12511tt.4520X20.70朱伯芳的研究给出了粉煤灰对水泥水化热及绝热温升的影响，见表A.4.4Iff1.I/对土修升的效累水泥吊林与不挎矿物建合料的$14凝上2Sd绝耕阻升的比(ft杵通硅酸盘水泥松侬庆按Jft(%)2030W0.900.860.82考虑到本规范中推荐的粉煤灰掺量为20%50%因此综合以上的资料计算不同粉煤灰掺扯时水化热调整系数的平均值，见表A.5,并根据表A.5的数据拟合出不同粉煤灰掺量的水化热调整曲线，见图A.1

19、,A.5不同!友修量水化焦K平均值t.tt%)01020304050布设灰10.920.900.50.820.76注：表中IMt为粉煤灰占股JmIf槌用量的百分比图A.1不同粉煤灰烤献水化热谢赘系数拟台曲战因此,对于不同的水泥和粉煤灰品种，单掺粉煤灰时，其不同掺址时调整系数变化较大，为r估算方便，本附录根据图a/的拟合曲线给出r不同掺量的水化热调整系数参考值。(2)粒化高炉犷渣粉=单掺粒化高炉矿渣粉在水运工程中的应用并不多见,混凝土绝热温升资料也较少。相关研究数据见表A.6表A.6单，粒化高炉矿渣给对蒙体水化磕的影响说号K化Ri炉矿港粉按StcO木化姒(KJkg)7d水化热扉低率(、)加水化热

20、WUAId3d7d1162228261230H320223510.00.90340115190231H.50.88I5011218122015.70.8!56082Ita18927.60.72670706?34.50.66注：采用42对热水泥，粒化高力仍蛾比表面枳加Mn制&某大桥混凝土抗裂性能研究提出的粒化高炉矿渣粉掺量:对水泥水化热的影响，见表A.7.A.7单捡粒化充炉了g对裁体水化魁的*0编写粒化高炉旷洪希()水化热(kjkg)7d水化热Wf低车)7d求化热调整弟BJId3d7d1158.6248.3305.6220125.12(M.7277.79.20.91330112.0189.626

21、2211.30.87注：采用PO1.1.5水泡粒修砂W渣粉比表面枳为IfjOIrfIg朱伯芳的研究给出了粒化高炉矿渣粉对混凝十.绝热温升的影响，见表AS表a与轴化高炉Ea对油*坟热升的影响效果水泥Ai种普通水混他化高炉犷流粉挨hU%)105070与不押(T物搀合料的混战士28d绝热湍J1.的比依0.920.900.72考虑到本规范中推荐的粒化高炉矿渣粉掺量为3O%7O闪此综合以上的资料计算不同掺增时水化热调整系数的平均值，见表A.9,并根据表A.9的数据拟合出了不同掺量的水化热调整曲线，见图A.2.*a9不磷化育炉丁渣”量水化焦mu敷平均值校化岛炉/戏粉棒歌(D010203010506070水

22、化热利祭展数1.OO。脚0.920.900.880.840.720注：衣中掺fit为粒化高炉旷浅1&占物材料总用值的百分比.由调研资料可知，对于不同品种的水泥和粒化高炉矿渣粉，单掺粒化高炉矿渣粉时,不同掺成调整系数变化较大，为了彷柒方便，本附录根据图A.2的拟合曲戏给出了粒化高炉矿渣粉不同掺量的水化热调整系数参考值。(3)粉煤灰和粒化高炉旷渣粉复合在水运工程中，为降低混凝土的水化热同时又能提高混凝土的密实性，多采用粉煤灰和粒化高炉矿渣粉蜕掺。相关试验结果见表A.104X“化高81r而历”0（、）图，12不同粒化施炉矿液粉掺显水调整系数拟令曲级A.100爆灰和粒化肉炉木液，对裁体水化焦的制，4粒

23、化四炉0激希捧信代）的煤灰水化热（kjkg）7d木化物调修系数k1.kId3d7dI162228361221161071752250.860.853422872145194(1.750.73注I采用，2.5中热*泥.本规范相关研究数据见表A.I1.*.7d水化热器整案数匕k1297.923515225.20.760.813W20205.760.690.7742010HM.80.650.76注：采用PHS.5东超.本版比为0.SO.某大桥混凝土宽箱梁的抗裂性研究的试验结果见表A.I2*.12w*ma化募Zat对秦体水化焦的影摘号收化岛炉。.济粉播M（%）粉?灰搏我蚓7d水化热(kj)7d水化络司

24、整系敷hI305.621010270.50.880.9】31515247.00.810.88i.fJP3.010*3.2104颂4.8105.010(103.2XI043.5104C.3混腹土H度应力计真C.3.I混凝土的表层拉应力主要是由内表温差产生的自约束引起的，表层拉应力的大小取决于混凝土的线膨胀系数、内表温差、弹性模量和应力松弛作用，参照大体积混凝土施工标准(GB504962018)自约束应力的计算方法给出了表层拉应力的计算方法.C.3.2混凝土内部的拉应力主要是由混凝土内部降温受到基础约束引起的，内部最大拉应力取决于混凝上的线膨胀系数、弹性模狂、内部最高温度与准稔定温度之差、基础约束

25、强度和应力松弛作用。混凝土重力坝设计规范(S1.319-2018)把温差(TmX-Tw)分为两部分：水化热温升T;混凝土由浇筑温度T。降低到最终准稳定温度T。.相应的温差为(T,-T).其中Cr-T)为均匀温差，使用约束系数法计肾温度应力：水化热温升T,为非均匀温差，采用影响纹法计身温度应力。有关资料表明，对于最高温度降至稳定温度引起的温度应力与混凝土重力坝设计规范(S1.319-2018)中的方法类似，但对于水化热温升引起的温度应力计算给出了半经验公式,其中均匀温后引起的温度应力计算公式与水化热温升引起的半经验温度应力计算公式不同之处在于：水化热温升引起的温度应力计兑时采用的是基础影响系数,

26、均匀温差引起的温度应力计算采用的是基础约束系数R,但R值比A值大，本规范为了计算简便，并考虑到R值比A值大，采用约束系数R进行简化计算安全系数更大，所以把Tr-T)和T综合到一起，采用温差(Tm-T)和约束系数R进行内部最大拉应力的计算。应力松弛系数K。取决于加载的龄期和荷载持续的时间，而K直接影响到温度应力估算值的大小，因此需要通过试验确定。经验表明，简化计算时参照6混凝上重力坝设计规范(SU19-20I8)取K.值为0.5,计卯结果与有限元计算结果和应力实测值较为吻合。因此无试验资料时应力松弛系数简化计算和温控设计时一般取0.5。C.33对于基础约束系数R.混凝土重力坝设计规范(S1.3I

27、9-20I8)中给出了其确定方法，但考虑到基岩的弹性模量大小一般较难确定，而块体基础大体枳混凝土施工技术规程(YBJ224-1991)中给出的基础约束系数的计算方法使用较为方便，且该规程的简化设计计算经验表明，采用块体基础大体积混凝上施工技术规程(YBJ224-1991)中提供的计算方法得出的基础约束系数与工程实际吻合较好。因此，采用该规程中提供的方法计算基础约束系数R。采用本附录方法进行大体枳混凝土的温控设计(图C2),能够提出嘏控指标，进行温度应力验算和抗裂安全性评价。堆曜生幽TmmTm(O.TrtC.T(2)、.浇筑鼎哎柠JW：TP内表阻弟r私S根据风控标准询定原村科双度、泥彩上绝热温开

28、、用度控制标准会却水管布置*分层分块、像温层”吱及浇筑养护3现场阻控指施断面降地速率控剂：2,c,y图C2实用温控设计流程图附录D混凝土出机口温度、浇筑温度计算D.1双覆土出机口温度计算出机口温度主要取决于抨和前各原材料的温度。出机口温度与原材料的温控措施有密切的关系，考虑到原材料加片冰措施的普遍性,根据工程经验考虑加片冰量对混凝土出机口温度的影响。D.2混疆土浇筑J1.度计算本节给出了浇筑温度的计算方法。浇筑温度取决于混凝土的出机口温度，但考虑到混凝I:出机后还受装卸和转运、运输等过程的影响，参照有关浇筑温度计免公式和热设损失系数并结合工程经验,给出J相关环节的影响系数计算方法。根据已有的实际工程经验，采用泵送时，因摩擦牛.热，需考虑每百米泵送距离温度升高0.7C0.8C