焦續(xù)華 李 霞

目前大體積混凝土越來越多,但是因內(nèi)外溫差較大而產(chǎn)生溫度裂縫問題還未完全解決。寧波建龍2 500 m3高爐基礎為大體積混凝土,根據(jù)工程特點,運用溫度控制理論,研究內(nèi)外溫差產(chǎn)生的原因,提出了施工防治措施,效果較好。

1 工程概況

本工程為寧波建龍1號2 500 m3高爐基礎工程,本工程位于北侖港區(qū)。基礎底部尺寸32 m×27.6 m,高6 m,底標高-4.175 m,頂標高1.825 m。高爐基礎為鋼筋混凝土基礎,混凝土等級C30。按地震烈度6度設防,結構抗震設防為丙類,施工時間正值高溫季節(jié)。

2 工程特點

本工程符合有關規(guī)定:“結構斷面最小尺寸在0.8 m厚以上、水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土,稱為大體積混凝土”,屬于大體積混凝土,為整個工程建設的重點,高爐基礎混凝土施工由于地基處理無法按施工方案預定工期進行,澆筑時正值7月高溫季節(jié),對混凝土入模溫度及水化熱釋放降溫都有很大影響。

3 高爐基礎施工中的溫度控制

該工程高爐基礎混凝土的施工在7月中旬,日平均溫度在25℃左右,混凝土最高溫度的峰值一般出現(xiàn)在混凝土澆筑后的第三天,對混凝土澆筑后的內(nèi)部最高溫度與氣溫溫差要控制在25℃內(nèi),以免因溫差和混凝土的收縮產(chǎn)生裂縫。我們對混凝土質(zhì)量控制指標提出如下要求:1)采用水化熱低的礦渣水泥;2)摻入適量的Ⅰ級粉煤灰;3)混凝土在滿足泵送要求的坍落度的前提下,最大限度控制水灰比;4)為了提高泵送能力考慮加入HF泵送劑;5)摻UEA微膨脹劑,補償混凝土的收縮。但由于水泥是甲方提供采用散裝硅酸鹽水泥,因此,不能滿足以上1)條要求。這樣對解決混凝土早期溫度應力和后期收縮應力問題并控制混凝土裂縫的產(chǎn)生提出了更高的技術要求。對此采取了以下混凝土裂縫控制措施。

3.1 配合比設計

原材料:1)水泥:采用安徽海螺牌42.5普通硅酸鹽水泥;2)石子:采用浙江寧波產(chǎn)碎石5 mm～31.5 mm連續(xù)級配碎石,含泥量小于0.5%;3)砂:采用浙江中粗寧波產(chǎn)淡化海砂,Mx=2.45～2.55,含泥量小于1%,氯離子含量的百分比計不超過0.06%;4)水:飲用水;5)粉煤灰:采用寧波北侖電廠Ⅰ級粉煤灰;6)外加劑:采用南京華迪合成材料廠HF泵送劑和UEA膨脹劑。

配合比:混凝土的配合比及其性能見表1(參考值)。

表1 混凝土配合比及其性能

3.2 混凝土澆筑工藝

現(xiàn)場設兩臺拖式泵,采用泵管和溜槽相結合的方式布料。混凝土采用階梯式分層或斜面分層澆搗,分層厚度為400 mm～500 mm,每一層每一泵管由中間到兩邊呈S形路線澆筑并使混凝土表面形成一定的坡度,每層的澆筑長度控制在5 m左右,混凝土泌水由模板邊緣自然排出。

每個澆灌帶前后布置4臺～5臺插入式振動器,呈行列式全面振搗,使用插入式振搗器應快插慢拔,插點要均勻排列,逐點移動順序進行,不得遺漏,做到均勻振實。嚴格控制振搗時間、振動點間距和插入深度。

每次灌注必須按規(guī)范留足強度試件。

混凝土在澆筑振搗過程中產(chǎn)生的大量泌水,采用足夠數(shù)量的潛水泵或泥漿泵,及時排除并及時清除鋼筋表面的堿和混凝土。

3.3 加強溫控措施

為了保證混凝土質(zhì)量,在基礎中間部位處增加兩層冷卻水管,進行混凝土內(nèi)部降溫,其他養(yǎng)護、保溫措施正常進行。本水管設置根據(jù)以前工程實際經(jīng)驗及查閱資料設置。

水管選用φ48鋼管,壁厚為3.5 mm,平面設置成 S形,上下兩平面由豎向直管連接,此兩層管放置在鋼筋支架上,如需要增加支架,根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。首層水管標高為-1.825 m,第二層水管標高為-0.175 m,每層水管邊距基礎邊約為1 500 mm,管與管間距為1 m,1.5 m。

進水管同樣選用φ48鋼管與熱風爐處水管相接,長度為60 m,在基礎附近設球閥并設增壓泵一臺,以及流量計一臺。

冷卻水管安裝時,要以鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠,以防混凝土灌注時水管變形及脫落而發(fā)生堵水和漏水,并做通水試驗。

每層循環(huán)水管被混凝土覆蓋并振搗完畢,即可在該層水管內(nèi)通水。循環(huán)冷卻水的流量可控制在1.2 m3/h～1.5 m3/h,使進、出水的溫差不大于6℃。循環(huán)冷卻管排出的水在混凝土灌注未完之前,應立即排除圍堰外,不得排至混凝土頂面。冷卻水管使用完畢,需壓注水泥漿封閉。

3.4 養(yǎng)護措施

根據(jù)水泥水化熱及當時氣候作出養(yǎng)護措施準備,依據(jù)實測結果調(diào)整養(yǎng)護措施?；炷翝仓戤吅?混凝土表面即用塑料布覆蓋,上覆草簾其厚度根據(jù)經(jīng)驗及實測結果確定。內(nèi)表溫差趨近于25℃時,增加草簾覆蓋厚度,當混凝土內(nèi)表溫差小于25℃時,逐漸減少草簾覆蓋厚度,控制降溫速率小于1℃/d～1.5℃/d,當混凝土內(nèi)外溫差小于20℃,且相對穩(wěn)定時即可停止監(jiān)控,轉(zhuǎn)入正常養(yǎng)護,并及時驗收回填。

3.5 混凝土測溫

采用專用半導體溫度傳感器,預埋于混凝土結構中,該傳感器體積小、強度高、反應靈敏可靠,安裝時選擇有代表性截面,分別預埋于結構表面、中心等不同位置,其水平間距5 m,垂直距離1.5 m。數(shù)據(jù)采集采用GZ-60自動巡回測溫儀集中監(jiān)控,專人記錄,每班3人,每天3班。測溫時間:升溫階段4h,降溫階段6 h,保溫層增減應根據(jù)測溫結果確定。檢測人員應隨時將記錄結果上報技術組分析處理,當發(fā)現(xiàn)異常情況應及時上報處理,記錄人應確保數(shù)據(jù)準確可靠。

中間斷面點實測結果見表2(此點記錄為任意摘取其他測點混凝土表面和內(nèi)部溫差均未超過25℃)。

從表2中可以看出,實測數(shù)據(jù)表明內(nèi)外溫差沒有超過極限值25℃,可見采取的措施得當,可以作為以后制定溫控措施的依據(jù)。

表2 中間斷面點實測結果

4 結語

大體積混凝土施工的關鍵是防止混凝土開裂,可以通過控制大體積混凝土水泥用量,選用低水化熱水泥,摻加合適的外加劑,優(yōu)化混凝土配合比,完善澆筑工藝,以及加強養(yǎng)護工作和溫度檢測工作等來完成。本工程由于運用了裂縫溫度控制理論,找到影響裂縫的主要原因,采取了有效措施,本工程高爐基礎大體積混凝土施工完畢后,經(jīng)質(zhì)檢部門驗收,未出現(xiàn)裂縫,施工質(zhì)量優(yōu)良。

[1] 葉琳昌,沈 義.大體積混凝土施工[M].北京:中國建筑出版社,1987.

[2] 徐仁祥.建筑施工手冊(第 4冊)[M].第3版.北京:中國建筑出版社,1997.