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摘要:社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展勢(shì)必加快了城市化的發(fā)展步伐,建筑企業(yè)如雨后春筍般紛紛崛起,大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛。為了提高建筑工程的質(zhì)量,對(duì)大體積混凝提施工技術(shù)的要求越來(lái)越高。本文對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:建筑;大體積混凝土;施工技術(shù)
1 技術(shù)措施分析
1.1混凝土的溫度控制
對(duì)大體積混凝土的溫度進(jìn)行控制,包括控制混凝土出攪拌機(jī)溫度、混凝土入模溫度和混凝土內(nèi)部溫升值等方面。有效控制混凝土的溫度,可降低結(jié)構(gòu)物內(nèi)部和表面的溫差,降低和減少溫度裂縫的產(chǎn)生。
1.1.1控制混凝土出攪拌機(jī)的溫度
根據(jù)攪拌前混凝土原材料總的熱量與攪拌后混凝土總的熱量相等的原理,可用以下公式計(jì)算出混凝土的出機(jī)溫度T0。
(1)
式中:Cs、Cg、Cc、Cw—分別為砂、石、水泥和水的比熱,J/(kg·℃),一般取Cs = Cg= Cc=800 J/(kg·℃),Cw =4000J/(kg·℃);
Ws.Wg.Wc.Ww—分別為混凝土中砂、石、水泥和水的用量,kg/m3
Ts.Tg.Tc.Tw—分別為砂、石、水泥和水的溫度,℃;
Qs.Qg一分別為砂、石的含水量,%。
由式(1)可見,砂石的比熱較小,但其在每立方米混凝土中所占的比例較大(尤其是石子占混凝土重量的45%左右);水的重量在每立方米混凝土中占的比例較小沾混凝土重量的6.5%左右),但水的比熱較大。因此,對(duì)混凝土出攪拌機(jī)溫度影響最大的是石子及水的溫度,砂的溫度次之,水泥的溫度影響較小。所以,降低出機(jī)溫度最有效的辦法是降低石子和水的溫度,其次是降低砂的溫度。
1.1.2控制混凝土入模的溫度
混凝土的入模溫度即澆灌溫度,是指混凝土從攪拌機(jī)出料后,經(jīng)攪拌車或其他工具運(yùn)輸、卸料、澆筑、振搗、平倉(cāng)等工序后的混凝土溫度。根據(jù)相關(guān)資料,混凝土澆筑溫度工。可按下式計(jì)算:
(2)
式中:To----混凝土出攪拌機(jī)溫度,℃;
Tcl----混凝土運(yùn)輸澆筑過(guò)程中的氣溫,℃;
----混凝土裝、卸和轉(zhuǎn)運(yùn)溫度變化系數(shù),每次變化系數(shù)為0.032,如裝、卸和轉(zhuǎn)運(yùn)共3次,則=0.032×3,如裝、卸共2次,則=0.032×2,其余類推;
----混凝土運(yùn)輸過(guò)程中溫度變化系數(shù),=At,t為運(yùn)輸時(shí)間(min),A取0.0005~0.0040;
混凝十澆筑過(guò)程中溫度變化系數(shù),=0.003t,t為澆筑時(shí)間(min)
由式(2)可見,從混凝土出機(jī)溫度到澆筑溫度,以混凝土的裝卸和轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)、運(yùn)輸和澆筑時(shí)間以及運(yùn)輸澆筑過(guò)程氣溫高低的影響最大。所以,盡可能減少裝卸和轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)、縮短運(yùn)輸和澆筑時(shí)間,以及降低運(yùn)輸澆筑過(guò)程的溫度對(duì)控制混凝土的澆筑溫度具有重要意義。
1.1.3控制混凝土的內(nèi)部溫升
混凝土中的熱源主要來(lái)自膠凝材料(尤其是水泥)的水化熱,膠凝材料的水化熱使混凝土溫度升高。假定混凝土處于小能散發(fā)熱量的絕熱狀態(tài),此時(shí)混凝土內(nèi)部的溫升稱為絕熱溫升??刂苹炷羶?nèi)部的絕熱溫升關(guān)鍵是控制絕熱最高溫升。絕熱最高溫升Tmax計(jì)算:
(3)
式中:W混凝土中水泥含量,kg/ m3
Q0 ---水泥水化熱,J/kg;
C----比熱,一般為0.92一1.0 x 10,J/(kg·℃)
----混凝土容重2400一2500 kg/ m3;
但是,實(shí)際結(jié)構(gòu)都小是絕熱的,在水化熱升溫的同時(shí),就有散熱發(fā)生,故實(shí)際的最高溫升一般都小于絕熱溫升。則土建工程大體積混凝土最高溫升值T,可按下式計(jì)算:
(4)
式中:Tp一混凝土澆筑溫度,℃;
Q混凝土中水泥用量,kg/ m3;
F混凝土中粉煤灰用量,kg/ m3;
由式(4)可見,混凝土升溫的主要熱源是水泥水化熱,選用中低水化熱的水泥品種,是控制混凝土溫升的最基本方法,見表1。其次,在滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性的前提下,可采用減少混凝土中水泥用量冰泥用量每增減10kg,其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升降約1℃,增加礦物摻合料(如粉煤灰)用量的措施控制溫升胳加摻合料可在小改變水泥品種的前提下有效降低混凝土的溫升),見表2
表1 水泥水化熱值(kJ/kg)
表2 摻加粉煤灰對(duì)水泥水化熱的影響(kJ/kg)
1.2混凝土的澆筑控制
澆筑控制主要是強(qiáng)調(diào)對(duì)混凝土拌合物表面的抹面處理及初凝硬化之前的抹面處理。這些措施主要是為了改善新拌混凝土的表面狀況,減少十燥收縮微裂縫的形成。
有學(xué)者模擬混凝土施工的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了A和B兩種施工方式,其中A為混凝土澆筑后自接暴露于相對(duì)濕度55%的條件下,而B則為混凝土澆筑后在終凝硬化前對(duì)混凝土進(jìn)行二次抹面處理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。從結(jié)果看出,與自接暴露的施工方式相比,抹面處理后混凝土的初裂時(shí)間推遲了,而且裂紋的數(shù)量、總長(zhǎng)、開裂面積都有所減少,開裂程度較小。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)混凝土初凝后的二次抹面一方面可以消除混凝土早期產(chǎn)生的微裂紋;另一方面抹面也封堵了已經(jīng)形成的失水通道,減少水分的自接揮發(fā);而且二次抹面還可以使混凝土表面更密實(shí),提高其表面強(qiáng)度。因此,通過(guò)二次抹面可顯著減少混凝士表面形成的裂紋。
表3 不同施工方式對(duì)混凝土開裂的影響
大體積混凝土施工強(qiáng)調(diào)收二次面,第一次是粗收,起平整作用腳澆筑的同時(shí)進(jìn)行平整收面);第二是細(xì)收住次抹面),預(yù)防或減少表面微裂紋,在初凝硬化前進(jìn)行二次抹面初凝時(shí)間以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)為準(zhǔn),采用木模抹面、小要壓光)。
1.3混凝土的養(yǎng)護(hù)控制
大體積混凝土施工后要加強(qiáng)保濕保溫養(yǎng)護(hù),包括初、終凝之前的覆蓋養(yǎng)護(hù)及覆蓋養(yǎng)護(hù)時(shí)間的保證等方面。在混凝土澆筑之后,盡量以適當(dāng)?shù)牟牧霞右愿采w,采取保濕和保溫措施,小僅可以減少升溫階段的內(nèi)外溫差,防比裂縫產(chǎn)生和擴(kuò)展,而且可以使膠凝材料順利水化,提高混凝土極限拉伸值,防比產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力和溫度裂縫,確保結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度增長(zhǎng)和耐久性的提高。需要注意的是,把握養(yǎng)護(hù)時(shí)間是獲得良好養(yǎng)護(hù)效果的關(guān)鍵,若養(yǎng)護(hù)時(shí)間把握小當(dāng),養(yǎng)護(hù)將失去意義。
2 工程實(shí)例應(yīng)用
某28層商業(yè)住宅項(xiàng)目的轉(zhuǎn)換層為大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工,采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌的C45泵送混凝土澆筑,為了確保結(jié)構(gòu)物的工程質(zhì)量,針對(duì)該項(xiàng)目大體積混凝土施