張防震
(南京嘉盛混凝土公司,南京市)
南京世貿(mào)中心工程由上海四建承建,工程位于南京市河西CBD中心,建筑面積為43萬m2,建筑高度為308.15m。結構層次為地上60層,地下3層。底板混凝土設計為C40P8,底板厚底在2.5m~10.0m。單次混凝土澆筑在8000m3~15000m3,底板部分共計澆筑混凝土7萬m3左右。
大體積底板混凝土關鍵是控制混凝土溫度裂縫,控制溫度裂縫的關鍵是降低混凝土水化熱,通過原材料選擇、配比優(yōu)化、生產(chǎn)控制等措施來降低混凝土水化熱,控制混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃。工程施工在夏天,氣溫較高,方便結構體保溫養(yǎng)護,所以僅采取了一層塑料薄膜一層草柵的保溫覆蓋措施;結構體內(nèi)部沒有采用結構冷卻降溫措施,主要依靠混凝土自身降低水化熱。
選用江蘇金峰水泥廠生產(chǎn)的早期水化熱低﹑品質(zhì)穩(wěn)定的P·O42.5水泥、入庫溫度控制不大于60℃;華能電廠生產(chǎn)的Ⅰ級粉煤灰,細度不大于10%;南京濱江礦粉廠生產(chǎn)的S95礦粉,入庫溫度不大于40℃。外加劑為巴斯夫生產(chǎn)的聚羧酸混凝土外加劑BSA-5100。砂的細度模數(shù)為2.3;石子粒徑為5mm~31.5mm,砂石用全封密料倉先儲備,避免陽光直射造成骨料溫度升高;混凝土拌合用水中加入適量冰塊降低拌合水溫度;控制混凝土入模溫度不大于35℃。
C40P8混凝土入模坍落度200mm~220mm。施工配合比見表1。
表1 施工配合比 /kg/m3
本配合比設計中選用了巴斯夫獨擁有sureTEC(超級保坍技術)和SDC(即智能動力混凝土技術)技術的Rheoplus5100 SDC聚羧酸外加劑。有了sureTEC技術,即使混凝土從攪拌站運往澆筑地點的時間超過2h或更長,也依然能保持其優(yōu)越的混凝土工作性能。由于本項目底板澆筑方量大,連續(xù)澆筑時間長,保證出色的混凝土性能是十分重要的。通過sureTEC技術,可以大大降低工作性對外部條件(如天氣、運距)的敏感性。SureTEC技術能有效控制了混凝土初期的水化進程,降低初期的水化熱,又不影響后期強度的發(fā)展。能夠在保證混凝土和易性的前提下顯著提高混凝土的流動性,從而加快澆筑進程,提高混凝土的耐久性。
混凝土隨齡期變化水化熱計算按照《大體積混凝土施工規(guī)范》(GB50496-2009)見式(1)。
混凝土最大絕熱溫升(即t取無限大)公式簡化見式(2)。
T(t)——混凝土澆完時間td后,混凝土的絕熱溫升值(℃);
Tmax——混凝土的最大水化熱溫升值(℃);
B——每立方混凝土膠凝材料用量(kg/m3)(B=233+63+127=423)
Q——膠凝材料7d水化熱239kJ/m3(經(jīng)測試數(shù)據(jù))
c——混凝土的比熱,一般0.92 ~1.0 ﹝kJ/(kg×K)﹞,取 1.0;
ρ——混凝土的質(zhì)量密度,取2390(kg/m3);
e——常數(shù),為 2.718;
m——水泥水化速度系數(shù),與水泥品種、澆搗時溫度等有關;
t——混凝土澆筑后至計算時的天數(shù)(d)
對入庫的每車水泥、礦粉做溫度檢測,符合技術要求方可入庫?;炷脸鰪S每200m3做一次溫度檢測,發(fā)現(xiàn)溫度超過35℃,立即加大蓄水池的冰塊投入量,通過降低拌合用水溫度來控制混凝土溫度。每次生產(chǎn)時做混凝土常壓泌水率試驗,控制混凝土1h泌水量幾乎為零。澆筑混凝土期間新來砂石材料不允許入庫,生產(chǎn)一律用庫存材料,保證骨料溫度。
混凝土澆筑后及時收光,終凝時灑水養(yǎng)護,并立即用塑料薄膜覆蓋,12h后再覆蓋草柵。混凝土澆筑時預埋測溫探頭,實時采集混凝土溫度變化見表2?;炷羶?nèi)外溫差控制最大在22℃,很好地控制了混凝土溫度開裂;混凝土表面幾乎無泌水、泌漿,保證了混凝土結構體地均勻性。
表2 混凝土澆筑后的測溫結果 /℃
經(jīng)檢測混凝土強度符合要求、無溫度裂縫及塑性裂縫出現(xiàn),各項指標符合設計要求,實踐證明通過混凝土配比優(yōu)化及生產(chǎn)、養(yǎng)護一系列措施的實施,能夠很好的完成大體積混凝土的施工。