賈廷剛
【摘要】在重大工程項目和高層建筑施工中,通?;炷烈淮螡仓枯^大,這種大體積混凝土的澆筑極易出現(xiàn)裂縫,如果施工中不加以控制,會產(chǎn)生許多嚴重的后果。所以,在澆筑大體積混凝土的施工,一定要認真組織施工,合理安排施工工序,才能確?;炷恋馁|量。本文對大體積混凝土施工中的主要技術難點進行了簡要的闡述,提出了混凝土配合比設計、測溫養(yǎng)護的一些可供借鑒的方法。
【關鍵詞】裂縫;降溫養(yǎng)護;澆筑方案
1. 前言
1.1大體積混凝土施工的主要技術難點是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土,出現(xiàn)再大的均勻收縮,也不會在內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。當混凝土處在地基等約束條件下時,內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應力,當拉應力超過當時混凝土的抗拉強度時,混凝土就會開裂。
1.2混凝土中水泥水化用水大約只占水泥重量的20%,在混凝土澆筑硬化后,拌合水中的多余部分的蒸發(fā)將使混凝上體積縮小。混凝土干縮率大致在(2-10) ×10-4范圍內(nèi),這種干縮是由表及里的一個相當長的過程,大約需要4個月才能基本穩(wěn)定下來。干縮在一定條件下又是個可逆過程,產(chǎn)生干縮后的混凝土再處于水飽和狀態(tài),混凝土還可有一定的膨脹回復。
1.3值得注意的是早期潮濕養(yǎng)護對混凝土的后期收縮并無明顯影響,大體積混凝土的保濕養(yǎng)護只是為了推遲干縮的發(fā)生,有利于表層混凝土強度的增長,以及發(fā)揮微膨脹劑的補償收縮作用。
1.4大體積混凝土澆筑凝結后,溫度迅速上升,通常經(jīng)3 d~5d達到峰值,然后開始緩慢降溫。溫度變化產(chǎn)生體積脹縮,線脹縮值符合△L=Lo· a·△T的規(guī)律,這里線脹縮值數(shù)取1 x 10-5(1/ 0C)。因為混凝土的特點是抗壓強度高而抗拉強度低,而且混凝土彈性模量較低,所以升溫時體積膨脹一般不會對混凝土產(chǎn)生有害影響。但在降溫時其降溫收縮與干燥收縮疊加在一起時,處于約束條件下的混凝土常常會產(chǎn)生裂縫,起初的細微裂縫會引起應力集中,裂縫可逐漸加寬加長,最終破壞混凝上的結構性、抗?jié)B性和耐久性。
1.5混凝土降溫值=溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度。其中溫升值的影響因素主要有水泥品種和用量、用水量、大體積混凝土的散熱條件(主要包括澆筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降溫措施)等。
2. 混凝土配合比設計
對配合比設計的主要要求是:既要保證設計強度,又要大幅度降低水化熱;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性,又要降低水泥和水的用量。
(1)選用水化熱低的32.5 MPa礦渣水泥,水泥用量僅為340 Kg/ m3。
(2)大摻量I級粉煤灰(國外高達30 %)。摻量高達100 Kg/ m3 ,占水泥用量的29%,占膠凝材料總量的21%。在大體積混凝土中摻粉煤灰是增加可泵性、節(jié)約水泥的常用方法。礦渣水泥本身就摻有20%一70%活性或惰性摻合料,再在礦渣水泥中摻近30%的粉煤灰,而且要配制大坍落度的C40混凝土,非常少見。這個摻量巳接近GBJ 146- 9。粉煤灰混凝土應用技術規(guī)范的規(guī)定的上限。
3. 混凝土的澆筑方案選用
(1)全面分層,采取二次振搗方案?;炷脸跄院?,不允許受到振動?;炷辽形闯跄▌偨咏跄龠M行一次振搗,稱二次振搗),這在技術上是允許的。二次振搗可克服一次振搗的水分、氣泡上升在混凝土中所造成的微孔,亦可克服一次振搗后混凝土下沉與鋼筋脫離,從而提高混凝土與鋼筋的握裹力,提高混凝土的強度、密實性和抗?jié)B性。
(2)全面分層,二次振搗方案就是當下層混凝土接近初凝時再進行一次振搗,使混凝土又恢復和易性。這樣,當下層混凝土一直澆完42m后,再澆上層,不致出現(xiàn)初凝現(xiàn)象。此方案雖然技術上可行,也有利于保證混凝土質量,但需要增加人力和振動設備,是否采用應做技術經(jīng)濟比較。
4. 預測溫度、設計養(yǎng)護方案
在約束條件和補償收縮措施確定的前提下,大體積混凝土的降溫收縮應力取決于降溫值和降溫速率。降溫值=澆筑溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度。
為了防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生,通過計算預測了混凝土的澆筑溫度、混凝土溫升值的可能產(chǎn)生應力,并據(jù)此制定了降低澆筑溫度腔制溫升值措施,預先制定減緩降溫速率的方案和一旦出現(xiàn)意外情況的應急措施。
4.1計算混凝土內(nèi)最大溫升。
這個溫度是晝夜平均澆筑溫度,如果白天最高氣溫是35℃,這時的澆筑溫度Tj = 31.4℃。為了降低Tj,采取如下措施:料場石子進倉前用涼水沖洗,水泥在筒倉內(nèi)存放15 d以上,晴天泵管用濕巖棉被覆蓋,氣溫高時拌合水中加冰降溫。其中,拌合水中加冰效果最好。
可見,每使混凝土澆筑溫度下降1℃,平均要使拌合水溫下降近6℃。要使混凝土澆筑溫度下降3℃,至少每m3混凝土要加0℃冰40 Kg.無論如何,在工程中實際澆筑溫度Tj,都不能超過32℃。
5. 確定保溫材料的厚度,預測混凝土表面溫度
5.1據(jù)公式(3)計算,混凝土中心最大溫升達47.3℃,假如澆筑溫度是30℃,混凝土中心溫度將達77.3℃。如果環(huán)境平均溫度Tq=(35 +23) /2=29℃。兩者平均溫差將有48.3℃,這是無論如何不能允許的。解決辦法是在混凝土開始降溫時,在其表面覆蓋保溫材料,使表層混凝土溫度提高,達到減小混凝土內(nèi)表溫差的目的。
一般規(guī)定:混凝土內(nèi)表溫差T1-T2≤25℃對于較厚的混凝土,此溫差值可適當放寬。
由此可見,即使在炎熱的夏季,大體積混凝上在降溫階段要“保溫”養(yǎng)護。
經(jīng)過計算,提出兩種養(yǎng)護方案供施工時選擇。
一種是蓋一層塑料薄膜和一層3 cm厚的防水巖棉被。
5.2另一種是蓄水2cm~12cm養(yǎng)護,深度隨當時混凝土內(nèi)外溫差增減。前者的優(yōu)點是保溫性能較好,可縮小混凝土內(nèi)表溫差,減慢降溫速度,從而有利于混凝土抗裂,但缺點是可能因降溫速度過慢而延長養(yǎng)護時間;但如遇環(huán)境溫度驟降造成混凝土內(nèi)表溫差過大時,較難采取臨時加強保溫的措施。
5.3實際施工中采用了第一種養(yǎng)護方案,養(yǎng)護效果很好。塑料薄膜很有效地保證了混凝土表面的潮濕,既保證了表層混凝土的強度增長,又使前3周的降溫階段不致出現(xiàn)干燥收縮,還保證了微膨脹劑充分發(fā)揮補償收縮的作用。
5.4巖棉被的效果也恰到好處,當混凝土表面溫度過高,不利于降溫時,局部揭開巖棉被加快降溫。下過幾場大雨后,巖棉被被水浸透,導熱系數(shù)增大,使混凝土澆筑后3周的降溫速度始終較好地控制在1.3 0C/d~1.5 0C/ d范圍之內(nèi)。
6. 結語
(1)基礎大體積混凝土施工,一次澆筑量大,厚度大,強度等級高,在夏季炎熱天氣施工,技術難度大?;炷翝仓?,經(jīng)過3個星期保溫保濕養(yǎng)護,效果理想。
要施工好超厚、高強度等級的大體積混凝土,關鍵要有一個先進的混凝土配合比,有一套嚴謹?shù)氖┕そM織設計,有一套科學的養(yǎng)護工藝,有一種嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。
(2)配制大體積混凝土,關鍵在于水化熱要低,大摻量I級粉煤灰和低用量的礦渣32.5 MPa水泥相結合是該工程成功的關鍵之一。它有效地降低了水化熱,提高了可泵性,從而提高了表層混凝土的強度。
在大體積混凝土的濕熱養(yǎng)護條件下,混凝土早期強度發(fā)展得很好,有效地防止了混凝土裂縫的出現(xiàn)。
微膨脹劑確實起到了補償收縮作用。根據(jù)計算,自降溫開始,混凝土表層就應該出現(xiàn)拉應力??墒窃趯崪y中,始終未測到拉應力。除混凝土松弛,養(yǎng)護階段沒發(fā)生干縮外,微膨脹劑功不可沒。
(3)大體積混凝土施工,養(yǎng)護和澆筑同樣重要。保濕是前提,控制降溫速度是關鍵,監(jiān)測是根據(jù)。
總之,大體積混凝土是目前施工中應用較多的一項新技術,只要嚴格施工規(guī)范,仔細落實每一個施工環(huán)節(jié),認真妥善地作好澆筑完的保溫工作,該項技術是完全可以取得滿意的效果。
[文章編號]1619-2737(2014)03-18-629endprint
【摘要】在重大工程項目和高層建筑施工中,通?;炷烈淮螡仓枯^大,這種大體積混凝土的澆筑極易出現(xiàn)裂縫,如果施工中不加以控制,會產(chǎn)生許多嚴重的后果。所以,在澆筑大體積混凝土的施工,一定要認真組織施工,合理安排施工工序,才能確?;炷恋馁|量。本文對大體積混凝土施工中的主要技術難點進行了簡要的闡述,提出了混凝土配合比設計、測溫養(yǎng)護的一些可供借鑒的方法。
【關鍵詞】裂縫;降溫養(yǎng)護;澆筑方案
1. 前言
1.1大體積混凝土施工的主要技術難點是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土,出現(xiàn)再大的均勻收縮,也不會在內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。當混凝土處在地基等約束條件下時,內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應力,當拉應力超過當時混凝土的抗拉強度時,混凝土就會開裂。
1.2混凝土中水泥水化用水大約只占水泥重量的20%,在混凝土澆筑硬化后,拌合水中的多余部分的蒸發(fā)將使混凝上體積縮小?;炷粮煽s率大致在(2-10) ×10-4范圍內(nèi),這種干縮是由表及里的一個相當長的過程,大約需要4個月才能基本穩(wěn)定下來。干縮在一定條件下又是個可逆過程,產(chǎn)生干縮后的混凝土再處于水飽和狀態(tài),混凝土還可有一定的膨脹回復。
1.3值得注意的是早期潮濕養(yǎng)護對混凝土的后期收縮并無明顯影響,大體積混凝土的保濕養(yǎng)護只是為了推遲干縮的發(fā)生,有利于表層混凝土強度的增長,以及發(fā)揮微膨脹劑的補償收縮作用。
1.4大體積混凝土澆筑凝結后,溫度迅速上升,通常經(jīng)3 d~5d達到峰值,然后開始緩慢降溫。溫度變化產(chǎn)生體積脹縮,線脹縮值符合△L=Lo· a·△T的規(guī)律,這里線脹縮值數(shù)取1 x 10-5(1/ 0C)。因為混凝土的特點是抗壓強度高而抗拉強度低,而且混凝土彈性模量較低,所以升溫時體積膨脹一般不會對混凝土產(chǎn)生有害影響。但在降溫時其降溫收縮與干燥收縮疊加在一起時,處于約束條件下的混凝土常常會產(chǎn)生裂縫,起初的細微裂縫會引起應力集中,裂縫可逐漸加寬加長,最終破壞混凝上的結構性、抗?jié)B性和耐久性。
1.5混凝土降溫值=溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度。其中溫升值的影響因素主要有水泥品種和用量、用水量、大體積混凝土的散熱條件(主要包括澆筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降溫措施)等。
2. 混凝土配合比設計
對配合比設計的主要要求是:既要保證設計強度,又要大幅度降低水化熱;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性,又要降低水泥和水的用量。
(1)選用水化熱低的32.5 MPa礦渣水泥,水泥用量僅為340 Kg/ m3。
(2)大摻量I級粉煤灰(國外高達30 %)。摻量高達100 Kg/ m3 ,占水泥用量的29%,占膠凝材料總量的21%。在大體積混凝土中摻粉煤灰是增加可泵性、節(jié)約水泥的常用方法。礦渣水泥本身就摻有20%一70%活性或惰性摻合料,再在礦渣水泥中摻近30%的粉煤灰,而且要配制大坍落度的C40混凝土,非常少見。這個摻量巳接近GBJ 146- 9。粉煤灰混凝土應用技術規(guī)范的規(guī)定的上限。
3. 混凝土的澆筑方案選用
(1)全面分層,采取二次振搗方案?;炷脸跄院?,不允許受到振動?;炷辽形闯跄▌偨咏跄龠M行一次振搗,稱二次振搗),這在技術上是允許的。二次振搗可克服一次振搗的水分、氣泡上升在混凝土中所造成的微孔,亦可克服一次振搗后混凝土下沉與鋼筋脫離,從而提高混凝土與鋼筋的握裹力,提高混凝土的強度、密實性和抗?jié)B性。
(2)全面分層,二次振搗方案就是當下層混凝土接近初凝時再進行一次振搗,使混凝土又恢復和易性。這樣,當下層混凝土一直澆完42m后,再澆上層,不致出現(xiàn)初凝現(xiàn)象。此方案雖然技術上可行,也有利于保證混凝土質量,但需要增加人力和振動設備,是否采用應做技術經(jīng)濟比較。
4. 預測溫度、設計養(yǎng)護方案
在約束條件和補償收縮措施確定的前提下,大體積混凝土的降溫收縮應力取決于降溫值和降溫速率。降溫值=澆筑溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度。
為了防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生,通過計算預測了混凝土的澆筑溫度、混凝土溫升值的可能產(chǎn)生應力,并據(jù)此制定了降低澆筑溫度腔制溫升值措施,預先制定減緩降溫速率的方案和一旦出現(xiàn)意外情況的應急措施。
4.1計算混凝土內(nèi)最大溫升。
這個溫度是晝夜平均澆筑溫度,如果白天最高氣溫是35℃,這時的澆筑溫度Tj = 31.4℃。為了降低Tj,采取如下措施:料場石子進倉前用涼水沖洗,水泥在筒倉內(nèi)存放15 d以上,晴天泵管用濕巖棉被覆蓋,氣溫高時拌合水中加冰降溫。其中,拌合水中加冰效果最好。
可見,每使混凝土澆筑溫度下降1℃,平均要使拌合水溫下降近6℃。要使混凝土澆筑溫度下降3℃,至少每m3混凝土要加0℃冰40 Kg.無論如何,在工程中實際澆筑溫度Tj,都不能超過32℃。
5. 確定保溫材料的厚度,預測混凝土表面溫度
5.1據(jù)公式(3)計算,混凝土中心最大溫升達47.3℃,假如澆筑溫度是30℃,混凝土中心溫度將達77.3℃。如果環(huán)境平均溫度Tq=(35 +23) /2=29℃。兩者平均溫差將有48.3℃,這是無論如何不能允許的。解決辦法是在混凝土開始降溫時,在其表面覆蓋保溫材料,使表層混凝土溫度提高,達到減小混凝土內(nèi)表溫差的目的。
一般規(guī)定:混凝土內(nèi)表溫差T1-T2≤25℃對于較厚的混凝土,此溫差值可適當放寬。
由此可見,即使在炎熱的夏季,大體積混凝上在降溫階段要“保溫”養(yǎng)護。
經(jīng)過計算,提出兩種養(yǎng)護方案供施工時選擇。
一種是蓋一層塑料薄膜和一層3 cm厚的防水巖棉被。
5.2另一種是蓄水2cm~12cm養(yǎng)護,深度隨當時混凝土內(nèi)外溫差增減。前者的優(yōu)點是保溫性能較好,可縮小混凝土內(nèi)表溫差,減慢降溫速度,從而有利于混凝土抗裂,但缺點是可能因降溫速度過慢而延長養(yǎng)護時間;但如遇環(huán)境溫度驟降造成混凝土內(nèi)表溫差過大時,較難采取臨時加強保溫的措施。
5.3實際施工中采用了第一種養(yǎng)護方案,養(yǎng)護效果很好。塑料薄膜很有效地保證了混凝土表面的潮濕,既保證了表層混凝土的強度增長,又使前3周的降溫階段不致出現(xiàn)干燥收縮,還保證了微膨脹劑充分發(fā)揮補償收縮的作用。
5.4巖棉被的效果也恰到好處,當混凝土表面溫度過高,不利于降溫時,局部揭開巖棉被加快降溫。下過幾場大雨后,巖棉被被水浸透,導熱系數(shù)增大,使混凝土澆筑后3周的降溫速度始終較好地控制在1.3 0C/d~1.5 0C/ d范圍之內(nèi)。
6. 結語
(1)基礎大體積混凝土施工,一次澆筑量大,厚度大,強度等級高,在夏季炎熱天氣施工,技術難度大。混凝土澆筑后,經(jīng)過3個星期保溫保濕養(yǎng)護,效果理想。
要施工好超厚、高強度等級的大體積混凝土,關鍵要有一個先進的混凝土配合比,有一套嚴謹?shù)氖┕そM織設計,有一套科學的養(yǎng)護工藝,有一種嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。
(2)配制大體積混凝土,關鍵在于水化熱要低,大摻量I級粉煤灰和低用量的礦渣32.5 MPa水泥相結合是該工程成功的關鍵之一。它有效地降低了水化熱,提高了可泵性,從而提高了表層混凝土的強度。
在大體積混凝土的濕熱養(yǎng)護條件下,混凝土早期強度發(fā)展得很好,有效地防止了混凝土裂縫的出現(xiàn)。
微膨脹劑確實起到了補償收縮作用。根據(jù)計算,自降溫開始,混凝土表層就應該出現(xiàn)拉應力??墒窃趯崪y中,始終未測到拉應力。除混凝土松弛,養(yǎng)護階段沒發(fā)生干縮外,微膨脹劑功不可沒。
(3)大體積混凝土施工,養(yǎng)護和澆筑同樣重要。保濕是前提,控制降溫速度是關鍵,監(jiān)測是根據(jù)。
總之,大體積混凝土是目前施工中應用較多的一項新技術,只要嚴格施工規(guī)范,仔細落實每一個施工環(huán)節(jié),認真妥善地作好澆筑完的保溫工作,該項技術是完全可以取得滿意的效果。
[文章編號]1619-2737(2014)03-18-629endprint
【摘要】在重大工程項目和高層建筑施工中,通?;炷烈淮螡仓枯^大,這種大體積混凝土的澆筑極易出現(xiàn)裂縫,如果施工中不加以控制,會產(chǎn)生許多嚴重的后果。所以,在澆筑大體積混凝土的施工,一定要認真組織施工,合理安排施工工序,才能確?;炷恋馁|量。本文對大體積混凝土施工中的主要技術難點進行了簡要的闡述,提出了混凝土配合比設計、測溫養(yǎng)護的一些可供借鑒的方法。
【關鍵詞】裂縫;降溫養(yǎng)護;澆筑方案
1. 前言
1.1大體積混凝土施工的主要技術難點是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土,出現(xiàn)再大的均勻收縮,也不會在內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。當混凝土處在地基等約束條件下時,內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應力,當拉應力超過當時混凝土的抗拉強度時,混凝土就會開裂。
1.2混凝土中水泥水化用水大約只占水泥重量的20%,在混凝土澆筑硬化后,拌合水中的多余部分的蒸發(fā)將使混凝上體積縮小?;炷粮煽s率大致在(2-10) ×10-4范圍內(nèi),這種干縮是由表及里的一個相當長的過程,大約需要4個月才能基本穩(wěn)定下來。干縮在一定條件下又是個可逆過程,產(chǎn)生干縮后的混凝土再處于水飽和狀態(tài),混凝土還可有一定的膨脹回復。
1.3值得注意的是早期潮濕養(yǎng)護對混凝土的后期收縮并無明顯影響,大體積混凝土的保濕養(yǎng)護只是為了推遲干縮的發(fā)生,有利于表層混凝土強度的增長,以及發(fā)揮微膨脹劑的補償收縮作用。
1.4大體積混凝土澆筑凝結后,溫度迅速上升,通常經(jīng)3 d~5d達到峰值,然后開始緩慢降溫。溫度變化產(chǎn)生體積脹縮,線脹縮值符合△L=Lo· a·△T的規(guī)律,這里線脹縮值數(shù)取1 x 10-5(1/ 0C)。因為混凝土的特點是抗壓強度高而抗拉強度低,而且混凝土彈性模量較低,所以升溫時體積膨脹一般不會對混凝土產(chǎn)生有害影響。但在降溫時其降溫收縮與干燥收縮疊加在一起時,處于約束條件下的混凝土常常會產(chǎn)生裂縫,起初的細微裂縫會引起應力集中,裂縫可逐漸加寬加長,最終破壞混凝上的結構性、抗?jié)B性和耐久性。
1.5混凝土降溫值=溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度。其中溫升值的影響因素主要有水泥品種和用量、用水量、大體積混凝土的散熱條件(主要包括澆筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降溫措施)等。
2. 混凝土配合比設計
對配合比設計的主要要求是:既要保證設計強度,又要大幅度降低水化熱;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性,又要降低水泥和水的用量。
(1)選用水化熱低的32.5 MPa礦渣水泥,水泥用量僅為340 Kg/ m3。
(2)大摻量I級粉煤灰(國外高達30 %)。摻量高達100 Kg/ m3 ,占水泥用量的29%,占膠凝材料總量的21%。在大體積混凝土中摻粉煤灰是增加可泵性、節(jié)約水泥的常用方法。礦渣水泥本身就摻有20%一70%活性或惰性摻合料,再在礦渣水泥中摻近30%的粉煤灰,而且要配制大坍落度的C40混凝土,非常少見。這個摻量巳接近GBJ 146- 9。粉煤灰混凝土應用技術規(guī)范的規(guī)定的上限。
3. 混凝土的澆筑方案選用
(1)全面分層,采取二次振搗方案。混凝土初凝以后,不允許受到振動?;炷辽形闯跄▌偨咏跄龠M行一次振搗,稱二次振搗),這在技術上是允許的。二次振搗可克服一次振搗的水分、氣泡上升在混凝土中所造成的微孔,亦可克服一次振搗后混凝土下沉與鋼筋脫離,從而提高混凝土與鋼筋的握裹力,提高混凝土的強度、密實性和抗?jié)B性。
(2)全面分層,二次振搗方案就是當下層混凝土接近初凝時再進行一次振搗,使混凝土又恢復和易性。這樣,當下層混凝土一直澆完42m后,再澆上層,不致出現(xiàn)初凝現(xiàn)象。此方案雖然技術上可行,也有利于保證混凝土質量,但需要增加人力和振動設備,是否采用應做技術經(jīng)濟比較。
4. 預測溫度、設計養(yǎng)護方案
在約束條件和補償收縮措施確定的前提下,大體積混凝土的降溫收縮應力取決于降溫值和降溫速率。降溫值=澆筑溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度。
為了防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生,通過計算預測了混凝土的澆筑溫度、混凝土溫升值的可能產(chǎn)生應力,并據(jù)此制定了降低澆筑溫度腔制溫升值措施,預先制定減緩降溫速率的方案和一旦出現(xiàn)意外情況的應急措施。
4.1計算混凝土內(nèi)最大溫升。
這個溫度是晝夜平均澆筑溫度,如果白天最高氣溫是35℃,這時的澆筑溫度Tj = 31.4℃。為了降低Tj,采取如下措施:料場石子進倉前用涼水沖洗,水泥在筒倉內(nèi)存放15 d以上,晴天泵管用濕巖棉被覆蓋,氣溫高時拌合水中加冰降溫。其中,拌合水中加冰效果最好。
可見,每使混凝土澆筑溫度下降1℃,平均要使拌合水溫下降近6℃。要使混凝土澆筑溫度下降3℃,至少每m3混凝土要加0℃冰40 Kg.無論如何,在工程中實際澆筑溫度Tj,都不能超過32℃。
5. 確定保溫材料的厚度,預測混凝土表面溫度
5.1據(jù)公式(3)計算,混凝土中心最大溫升達47.3℃,假如澆筑溫度是30℃,混凝土中心溫度將達77.3℃。如果環(huán)境平均溫度Tq=(35 +23) /2=29℃。兩者平均溫差將有48.3℃,這是無論如何不能允許的。解決辦法是在混凝土開始降溫時,在其表面覆蓋保溫材料,使表層混凝土溫度提高,達到減小混凝土內(nèi)表溫差的目的。
一般規(guī)定:混凝土內(nèi)表溫差T1-T2≤25℃對于較厚的混凝土,此溫差值可適當放寬。
由此可見,即使在炎熱的夏季,大體積混凝上在降溫階段要“保溫”養(yǎng)護。
經(jīng)過計算,提出兩種養(yǎng)護方案供施工時選擇。
一種是蓋一層塑料薄膜和一層3 cm厚的防水巖棉被。
5.2另一種是蓄水2cm~12cm養(yǎng)護,深度隨當時混凝土內(nèi)外溫差增減。前者的優(yōu)點是保溫性能較好,可縮小混凝土內(nèi)表溫差,減慢降溫速度,從而有利于混凝土抗裂,但缺點是可能因降溫速度過慢而延長養(yǎng)護時間;但如遇環(huán)境溫度驟降造成混凝土內(nèi)表溫差過大時,較難采取臨時加強保溫的措施。
5.3實際施工中采用了第一種養(yǎng)護方案,養(yǎng)護效果很好。塑料薄膜很有效地保證了混凝土表面的潮濕,既保證了表層混凝土的強度增長,又使前3周的降溫階段不致出現(xiàn)干燥收縮,還保證了微膨脹劑充分發(fā)揮補償收縮的作用。
5.4巖棉被的效果也恰到好處,當混凝土表面溫度過高,不利于降溫時,局部揭開巖棉被加快降溫。下過幾場大雨后,巖棉被被水浸透,導熱系數(shù)增大,使混凝土澆筑后3周的降溫速度始終較好地控制在1.3 0C/d~1.5 0C/ d范圍之內(nèi)。
6. 結語
(1)基礎大體積混凝土施工,一次澆筑量大,厚度大,強度等級高,在夏季炎熱天氣施工,技術難度大?;炷翝仓?,經(jīng)過3個星期保溫保濕養(yǎng)護,效果理想。
要施工好超厚、高強度等級的大體積混凝土,關鍵要有一個先進的混凝土配合比,有一套嚴謹?shù)氖┕そM織設計,有一套科學的養(yǎng)護工藝,有一種嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。
(2)配制大體積混凝土,關鍵在于水化熱要低,大摻量I級粉煤灰和低用量的礦渣32.5 MPa水泥相結合是該工程成功的關鍵之一。它有效地降低了水化熱,提高了可泵性,從而提高了表層混凝土的強度。
在大體積混凝土的濕熱養(yǎng)護條件下,混凝土早期強度發(fā)展得很好,有效地防止了混凝土裂縫的出現(xiàn)。
微膨脹劑確實起到了補償收縮作用。根據(jù)計算,自降溫開始,混凝土表層就應該出現(xiàn)拉應力。可是在實測中,始終未測到拉應力。除混凝土松弛,養(yǎng)護階段沒發(fā)生干縮外,微膨脹劑功不可沒。
(3)大體積混凝土施工,養(yǎng)護和澆筑同樣重要。保濕是前提,控制降溫速度是關鍵,監(jiān)測是根據(jù)。
總之,大體積混凝土是目前施工中應用較多的一項新技術,只要嚴格施工規(guī)范,仔細落實每一個施工環(huán)節(jié),認真妥善地作好澆筑完的保溫工作,該項技術是完全可以取得滿意的效果。
[文章編號]1619-2737(2014)03-18-629endprint