DB21 T 3796-2023 水工大体积混凝土温控防裂导则.pdf
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1、ICS93.160CCS P 5921辽宁省地方标准DB21/T 37962023水工大体积混凝土温控防裂导则Directives for temperature control and crack prevention of hydraulic mass concrete2023-08-30 发布2023-09-30 实施辽宁省市场监督管理局 发 布DB21/T 37962023I目次前言.III1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14温控防裂设计.25温控防裂设计资料与计算参数.25.1气温、水温和地温.25.2基岩参数.25.3混凝土性能参数.26温度及应力计算.36.1温度场计
2、算.36.2温度应力计算.37温度及应力控制指标.37.1温差指标.37.2容许最高温度.47.3温度应力控制指标.48混凝土原材料选择.49混凝土及配合比设计.59.1混凝土设计.59.2混凝土配合比设计.510温控防裂的降温措施.610.1原材料温度控制.610.2混凝土生产过程温度控制.610.3混凝土运输和浇筑过程温度控制.610.4浇筑后温度控制.610.5通水冷却.611温控防裂的结构措施.712特殊部位的温度控制.713表面保护和养护.713.1表面保护.713.2养护.714低温季节施工温度控制.814.1一般规定.814.2原材料与拌和.8DB21/T 37962023II1
3、4.3运输与浇筑.815其它措施.816温度监测与分析.9DB21/T 37962023III前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由辽宁省水利厅提出并归口。本文件起草单位:辽宁省水利事务服务中心、大连理工大学、中国水利水电第六工程局有限公司、盘锦博望水利水电工程有限公司。本文件主要起草人:邹建飞、杜志达、吴海东、杨微、齐士强、陈风翼、潘丕勋、韩宇舟、吴金华、孙天伟、刘丽、郭岩、朱冰、李彦锋、刘湘妮、徐宗白、吴宪、理惊哲、王鹏、王岩、廉鑫、唐海俊、郭继东
4、、刘浩、运石。本文件发布实施后,任何单位和个人如有问题和意见建议,均可通过来电和来函等方式进行反馈,我们将及时答复并认真处理,根据实际情况依法进行评估及复审。归口管理部门通信地址:辽宁省水利厅(沈阳市和平区十四纬路5号),联系电话:024-62181601。文件起草单位通信地址:辽宁省水利事务服务中心(沈阳市和平区十四纬路5号),联系人:邹建飞,联系电话:024-62181172;大连理工大学(大连市甘井子区凌工路2号),联系人:杜志达,联系电话:0411-84706686;中国水利水电第六工程局有限公司(辽宁省沈阳市浑南区智慧二街178号),联系人:陈风翼,联系电话:024-83899718
5、;盘锦博望水利水电工程有限公司(辽宁省盘锦市大洼区田家镇总部生态城总部花园办公区A2-3-1),联系人:李洋,联系电话:0427-8112391。DB21/T 379620231水工大体积混凝土温控防裂导则1范围本文件规定了水工混凝土温控防裂的相关术语,对温控防裂设计、设计资料与计算参数、温度及应力计算、温度及应力控制指标、混凝土原材料选择、混凝土及配合比设计、温控防裂的降温措施、温控防裂的结构措施、特殊部位的温度控制、表面保护和养护、低温季节施工温度控制、其他措施、温度监测与分析等技术内容给出了指导性意见。本文件适用于70m高以下重力坝、水闸、水工隧洞、溢洪道、水工挡土墙等用于挡水、发电、泄
6、洪、输水、灌溉的水工大体积混凝土在设计、施工中的温控防裂。本文所指大体积混凝土为结构物尺寸在两个维度上大于1m,另一个维度上不小于0.5m 的混凝土,或可能由于温度变化及自生体积变形导致有害裂缝产生的混凝土。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 175 通用硅酸盐水泥GB/T 200 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥GB 8076 混凝土外加剂DL/T 5100 水工混凝土外加剂技术规程NB/T 35092 混凝土坝温度控制设计规
7、范SL 253 溢洪道设计规范SL 265 水闸设计规范SL 279 水工隧洞设计规范SL 319 混凝土重力坝设计规范SL 379 水工挡土墙设计规范SL 654 水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范SL 677 水工混凝土施工规范SL 744 水工建筑物荷载设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1基础约束区 foundation restraint area基础面以上00.4 的高度范围,其中00.2 称强约束区,0.20.4 称弱约束区,指混凝土浇筑块长边的长度。来源:NB/T 35092-2017,2.0.4DB21/T 379620232基础温差 foundatio
8、n temperature difference基础约束区内,混凝土最高温度与稳定温度之差。来源:NB/T 35092-2017,2.0.43.2新老混凝土温差 temperature difference between new and old concrete老混凝土(龄期超过28d)面上0.25 高度范围内的新混凝土最高温度,与浇筑新混凝土时下层老混凝土0.25 高度范围内的平均温度的差值。来源:NB/T 35092-2017,2.0.43.3内外温差 temperature difference between interior and surface of concrete混凝土内部
9、最高温度与混凝土表面温度之差。来源:NB/T 35092-2017,2.0.44温控防裂设计4.1含有大体积混凝土的水工混凝土结构应进行专门的温控防裂设计,温控防裂设计应依据现行国家标准和行业规范进行,并给出明确的温控防裂标准。4.2大体积混凝土温控防裂的标准应按照不同的部位给出,包括但不限于最高温度、新老混凝土温差、基础温差、内外温差,以及混凝土的抗裂能力指标。4.3施工前应根据设计提出的温控防裂标准制定可靠的温控防裂措施。结构复杂或者比较重要的工程,制定温控防裂标准和编制温控防裂措施,宜进行大体积混凝土温度场、应力场的仿真计算。5温控防裂设计资料与计算参数5.1气温、水温和地温5.1.1温
10、度控制设计需要的气温资料包括:多年平均气温及年内变幅、多年月平均或旬平均气温、多年极端气温、多年日平均气温及日变幅、气温骤降的降幅和历时及频率、日照影响。这些资料应采用工程所在地气象站的实测资料,实测资料没有或者不足,可根据周边气象站的实测资料通过修正采用。5.1.2温度控制设计需要的河水水温应根据工程所在地水文站实测的天然河水水温资料,确定多年平均河水水温和多年月平均河水水温。无水文站时,宜在工程地点设简易观测点获取河水水温资料,或收集工程所在河流上下游水文站及梯级水库的实测资料和区间支流资料修正后采用。5.1.3水库水温应收集类似工程的资料进行类比。5.1.4多年平均地温或多年月平均地温应
11、根据工程所在地实测资料确定,无实测地温资料时,可收集周边气象站实测资料分析采用。5.2基岩参数5.2.1基岩弹性模量、密度等参数宜釆用试验值,并考虑基础处理的影响。5.2.2基岩比热容、导热系数、泊松比等参数无试验资料时,可参考类似工程资料分析确定。5.3混凝土性能参数DB21/T 3796202335.3.1温度控制设计所需的混凝土力学参数应包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、密度;变形参数应包括极限拉伸值、自生体积变形、干缩、徐变;热学参数应包括绝热温升、比热容、导热系数、导温系数、线膨胀系数。5.3.2混凝土各项性能参数宜通过试验确定。其中弹性模量、绝热温升、极限拉伸值、自生体积变
12、形的试验值宜拟合为与龄期的关系式,徐变试验值宜拟合为与加荷龄期及荷载持续时间的关系式。5.3.3无试验值时,混凝土绝热温升、导热系数、比热容、导温系数、线膨胀系数、泊松比、密度等宜参考 NB/T 35092 的有关规定进行估算。6温度及应力计算6.1温度场计算6.1.1混凝土建筑物和基础的温度场 F(x,y,z)应满足如下方程:T=22+22+22+(1)式中:T混凝土温度();时间(h);导温系数(m2/h);混凝土绝热温升();x、y、z 各向坐标(m)。6.1.2应对水工建筑物混凝土和基础进行从基础开挖起,包括混凝土分块浇筑上升过程和正常运行阶段,直至混凝土和基础温度能够随外界温度呈稳定
13、周期变化为止的长历时温度场变化过程的仿真计算。6.1.3边界条件拟定和温度场计算方法,可参考 NB/T 35092 的相关规定。6.2温度应力计算6.2.1应对水工建筑物混凝土进行包括混凝土分块浇筑上升过程和正常运行阶段,直至混凝土和基础温度能够随外界温度呈稳定周期变化为止的长历时应力场变化过程的仿真计算。混凝土温度应力可参考NB/T 35092 的方法计算。6.2.2计算混凝土温度应力时应考虑混凝土自重、徐变和自生体积变形。6.2.3气温日变幅较大时,宜计算气温日变幅引起的混凝土表面温度应力。7温度及应力控制指标7.1温差指标7.1.1温差指标应包括基础容许温差、新老混凝土容许温差和内外容许
14、温差。7.1.2基础容许温差,在条件符合时,可按 NB/T 35092 的规定取值。7.1.3对以下情况的混凝土基础容许温差应加以论证:a)混凝土所用骨料的线膨胀系数与 1.010-5/相差较大;b)常态混凝土 28d 龄期的极限拉伸值低于 0.8510-4或 碾压混凝土 28d 龄期的极限拉伸值低于0.7010-4;c)基岩弹性模量和混凝土弹性模量相差较大;d)采用含氧化镁较高的水泥,试验或实测资料表明混凝土具有明显的自生体积变形;DB21/T 379620234e)在基础约束范围内长期停歇的浇筑块;f)坝块结构尺寸长宽比大于 2.0;g)结构尺寸高长比小于 0.5。7.1.4在龄期超过 2
15、8d 的老混凝土面上浇筑混凝土时,应采取短间歇均匀上升或薄层连续上升的浇筑方式。新老混凝土容许温差可取 15C20,当浇筑块长边长度大于 40m 时宜取小值。7.1.5施工过程中各浇筑块应均匀上升,相邻块高差不宜超过 12m,浇筑时间间隔宜小于 28d。7.1.6应根据当地气候条件,进行表层混凝土温度应力分析和表面保温设计,提出混凝土内外容许温差。7.2容许最高温度7.2.1以基础容许温差为温控依据的区域,混凝土内部容许最高温度应为相应部位的准稳定温度平均值与基础容许温差之和。7.2.2以内外容许温差为温控依据的区域,混凝土内部容许最高温度应为混凝土表面温度与内外容许温差之和。7.2.3以新老
16、混凝土容许温差为温控依据的区域,混凝土内部容许最高温度应为浇筑新混凝土时下层老混凝土 0.25 高度范围内的平均温度与新老混凝土容许温差(为老混凝土面上 0.25 高度范围内的新混凝土最高温度与浇筑新混凝土时下层老混凝土 0.25 高度范围内的平均温度的差值)之和。7.2.4混凝土内不同区域的混凝土容许最高温度应采用本文件第 7.2.17.2.3 条中计算所得各种容许最高温度值的小值。7.2.5应结合工程具体情况,根据温度场和温度应力计算成果,提出混凝土的温度控制分区。7.3温度应力控制指标7.3.1混凝土温度应力控制指标可按综合安全系数法或分项系数法确定。7.3.2采用综合安全系数法时,施工
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