摘 要:本文結(jié)合工程實例，分析闡述了地下室底板大體積混凝土施工過程中的溫度裂縫預(yù)防控制措施，并對大體積混凝土施工時混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測技術(shù)措施及監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)探討

關(guān)鍵詞:大體積混凝土;溫度裂縫;地下室底板;控制措施;溫度監(jiān)測

中圖分類號:TU746.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)07-0187-02

1工程概況

湖南湘鄉(xiāng)某商住綜合樓工程，總建筑面積45000m²，地下一層，地下室底板呈“L”形，最大長度為83.6m，最大寬度為39.2m，大底板厚度不一，裙房部位為1.2m，主樓部位為2.0m，在電梯井核心筒處局部則加深厚達(dá)5.35m。并設(shè)3道后澆帶，分I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四塊，現(xiàn)場采用集中攪拌泵送澆筑混凝土?；炷翉?qiáng)度及抗?jié)B等級為C30、S8，混凝土總量達(dá)8000m³，厚度為2.0m，屬于大體積混凝土工程，本工程地下室大底板澆筑時正值6～9月炎夏季節(jié)，控制好大體積混凝土施工過程中的溫度裂縫是工程地下室底板施工的技術(shù)關(guān)鍵。

2防止大體積混凝土施工溫度裂縫的控制措施

為了確保工程質(zhì)量，控制裂縫的開展，本工程從原材料的選擇、配合比的設(shè)計、溫升控制、延緩降溫速率等方面采取了一系列的技術(shù)措施。

2.1材料選用和配合比的確定

在材料選擇和配合比設(shè)計上，首先是要符合《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2000、《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T10-95，在滿足工程設(shè)計和施工工藝要求的前提下，盡量減少單位體積混凝土的水泥用量，使用水化熱較低的水泥品種，以降低水泥水化熱引起的溫升值;其次是采用適當(dāng)?shù)墓橇狭?，?yōu)良的級配及嚴(yán)格控制砂、石中的含泥量，來減少混凝土養(yǎng)護(hù)硬化過程中的收縮，降低收縮當(dāng)量溫差;其三是采用摻合料和外加劑，改善混凝土的工作性和可泵性，并利用其代替部分水泥以減少水化熱，延緩混凝土的放熱峰值。

2.1.1水泥

采用“雪峰”P.O42.5水泥，其物理性能見表1:

2.1.2粗細(xì)骨料

石子:本地成巖碎石，粒徑范圍為5~31.5 mm，屬連續(xù)級配，含泥量為0.3%，壓碎指標(biāo)為7.7%(I類)。

砂子:本地大石河砂，屬粗砂I級區(qū)，細(xì)度模數(shù)為3.4。

2.1.3摻合料

I級粉煤灰既可改善混凝土的性能，又可代替部分水泥，減少水化熱。據(jù)實驗，摻入水泥量的15%粉煤灰可降低水化熱約15%。粉煤灰質(zhì)量指標(biāo)見表2。

2.1.4外加劑

采用LJ-202高效泵送劑，其主要成份含萘系璜酸鹽、聚酯酸鹽、助泵劑、引氣劑、保塑劑等復(fù)合產(chǎn)品。它可以提高坍落度，改善拌合物的和易性，提高泵送性能，同時具有延緩混凝土的放熱峰值。其物理指標(biāo)見表3。

2.1.5配合比的確定

針對工程實際和泵送施工工藝要求，根據(jù)理論計算和試配試驗結(jié)果，所選用的配合比為水泥:水:砂:石子:I級粉煤灰:LJ-202高效泵送劑=300:205:700:1085:45:4.5。為補(bǔ)償混凝土的收縮，摻入水泥用量的12%UEA以替代相同重量的水泥。在滿足泵送的條件下，考慮到地下室底板混凝土的施工距離、泵送高度等具體情況，本次工程將坍落度定為14±2cm。

2.2控制混凝土溫升

在材料和配合比已經(jīng)確定的情況下，主要是控制混凝土的出機(jī)溫度和入模溫度。本工程基礎(chǔ)底板混凝土澆筑時間在8月下旬和9月份，正值夏季高溫期，最高氣溫在30~32℃左右，最低氣溫在于20~22℃左右，故要求將入模溫度嚴(yán)格控制在30℃以下。

對混凝土出機(jī)溫度影響最大的是原材料的溫度，降低出機(jī)溫度有效辦法也就是降低原材料的溫度，因此采取了以下措施:

a、防止石砂子等原材料受陽光直接照射， 在砂、石堆場搭設(shè)遮陽蓬;

b、盡量用地下管線中的自來水拌制混凝土，少用儲存水;

c、泵送罐車要防曬，必要時淋水降溫;

d、泵管覆蓋草袋并澆水予以冷卻等措施。

通過以上措施，經(jīng)實測，出機(jī)溫度在29~30%之間，入模溫度較出機(jī)溫度高1℃左右。同時分別對四塊底板混凝土中心溫度進(jìn)行實測，現(xiàn)場布置測溫孔14點(diǎn)，詳見圖1，測得其平均值63.7℃，而理論最高溫升值 Tmax:

Tmax= T0+Q/10+ F/50=30+300/10+ 45/50

=60.9℃

式中:T0——混凝土入模溫度，取30℃;

Q——每立方米混凝土水泥用量，取300kg /m³，

F——粉煤灰摻量，取45 kg /m³。

理論計算與實測相差僅2.8℃，誤差率為4.4%，實測中心溫度最高點(diǎn)71.7℃(測點(diǎn)6)，最低57.3℃(測點(diǎn)12)，相差11.4℃，這主要是混凝土灌筑厚度差異(厚1.2~5.35m)、保溫層或地質(zhì)散熱條件有差別所致。

2.3保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施

保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施主要為防止混凝土表面溫、濕度的過快損失，控制中心最高溫度與表面溫度之差不大于25%，并有效控制混凝土早期產(chǎn)生的塑性收縮裂縫，但在保溫措施中同樣要考慮降溫速度的快慢，以免出現(xiàn)急劇的溫差應(yīng)力造成 的裂縫，混凝土表面覆蓋物厚度S:

式中: S——保溫材料厚度

H——大體積混凝土厚度

λ ——保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，編織材料取0.14w/(m.k )

λ1——混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)2.3w/(m.k )

Ta——混凝土養(yǎng)護(hù)材料接觸面溫度，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃時，Ta=Tmax-25

Tmax——混凝土中部最高溫度℃

Tb——施工時大氣平均溫度℃

K——傳熱系數(shù)修正值K=1.3

由此得cm

現(xiàn)場實際采用鋪設(shè)一層塑料薄膜保濕和鋪一層麻袋、一層草包的保溫養(yǎng)護(hù)措施。同時，根據(jù)測量值和溫差及時調(diào)整，并備有一定數(shù)量的草包以作溫差變化應(yīng)急措施之用，以調(diào)節(jié)降溫速率?，F(xiàn)場溫差均控制在25%以內(nèi)，日均降溫速率在 1.9℃/d，中心與表面最大溫差為24.8℃，最小為10.7℃。15天后對混凝土表面、側(cè)面進(jìn)行觀察未見任何裂縫，說明以上技術(shù)措施是成功的。

3大體積混凝土溫度監(jiān)測措施及結(jié)果分析

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中的溫度監(jiān)測十分重要。了解混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度變化情況，必要時可以及時采取事先考慮的有效措施，以防止混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度裂縫。本工程基礎(chǔ)底板采用XMTE- 3002測溫儀，它由溫度繼電器和熱敏元件組成。主要測定混凝土中心溫度和混凝土表面溫度，確定其溫差是否超過25℃，提示技術(shù)人員采取必要的措施降低溫差。

3.1測溫點(diǎn)布置

豎向測溫點(diǎn)布置以根據(jù)混凝土厚度不同埋設(shè)測溫點(diǎn)為原則，為使測溫全面， 共布置14個測溫點(diǎn)，詳見測溫點(diǎn)布置圖1。

3.2測溫時間

混凝土從澆灌到硬化有一個升溫和降溫過程，特別降溫至大氣溫度過程比較緩慢，為此，測溫時間頻率控制在7d內(nèi)每2小時監(jiān)測一次，15d以內(nèi)4小時監(jiān)測一次，15d以后每天監(jiān)測一次。

3.3測溫結(jié)果分析

測溫從8月15日開始，至10月15日結(jié)束，歷時60余天，取得了4000余個數(shù)據(jù)，完成了測溫方案中的工作要求。經(jīng)過對大體積基礎(chǔ)底板測溫記錄進(jìn)行整理、分析，得出以下結(jié)論:

①混凝土施工和混凝土的養(yǎng)護(hù)措施是成功有效的，保證了混凝土的最高內(nèi)外溫差不超過25℃;

②控制了混凝土的降溫速率，日均降溫速率在1.9℃/d，保證了混凝土不產(chǎn)生溫度裂縫。

③通過對測溫點(diǎn)日平均中心溫度、表面溫度和日平均溫差波動曲線圖分析可知，見典型的5測點(diǎn)溫度時間波動曲線圖2，混凝土中心溫度峰值在混凝土成形3 d內(nèi)達(dá)到最高，接下去開始降溫放熱，至15d表面溫度接近環(huán)境溫度。

4結(jié)語

在夏秋季節(jié)進(jìn)行大體積混凝土施工，對砂、石堆場搭設(shè)遮陽蓬可降低混凝土出機(jī)溫度;對泵送罐車遮陽、泵管草袋覆蓋并澆水同樣可降低混凝土入模溫度，僅比出機(jī)溫度高1℃左右;對2 m厚的混凝土底板采用塑料薄膜、一層麻袋、一層草包保溫保濕養(yǎng)護(hù)，可控制中心最高溫度與表面溫差在25℃以內(nèi)，降溫速率2℃/d左右，可避免由溫度應(yīng)力引起溫度裂縫;采用摻入適量粉煤灰和外加劑的“雙摻”技術(shù)，可降低水化熱和延緩降溫速率;對大體積混凝土采用測溫技術(shù)，可利用信息反饋及時指導(dǎo)采取控制溫差的相應(yīng)措施，以控制大體積混凝土施工的溫度裂縫。

參考文獻(xiàn):

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