焦玉俊 王朋林

(中國(guó)一冶集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430000)

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大體積混凝土施工技術(shù)探析

焦玉俊 王朋林

(中國(guó)一冶集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430000)

結(jié)合姑嫂樹(shù)路改造工程大體積混凝土蓋梁(截面尺寸長(zhǎng)×寬×高：51 m×4.2 m×2.7 m)施工經(jīng)驗(yàn)，探索大體積混凝土溫度變化的規(guī)律，根據(jù)混凝土溫度變化的規(guī)律，對(duì)大體積混凝土不同階段進(jìn)行控制，以更好的指導(dǎo)后續(xù)大體積混凝土施工。

大體積混凝土，溫度，施工技術(shù)

大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用在各項(xiàng)工程中越來(lái)越普遍，如何制定可行的大體積混凝土施工的有效保障措施和施工技術(shù)方案，是保障大體積混凝土成品質(zhì)量的重要因素。大體積混凝土由于各類原因易導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。產(chǎn)生裂縫主要原因是：1)水泥水化熱；2)約束條件；3)外界氣溫變化；4)混凝土收縮；5)混凝土振搗不到位，導(dǎo)致大體積混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大，出現(xiàn)裂縫。依據(jù)大體積混凝土施工技術(shù)規(guī)范，加強(qiáng)大體積混凝土施工過(guò)程控制，是保障大體積混凝土成品質(zhì)量的關(guān)鍵。

1 大體積混凝土溫度變化分析

通過(guò)對(duì)大體積混凝土蓋梁測(cè)溫，得出如表1所示的溫度變化(混凝土澆筑完成后，每隔12 h測(cè)得混凝土內(nèi)部及表面溫度，入模溫度為27.5 ℃?；炷翜囟葹楦鳒y(cè)點(diǎn)的平均溫度)。

混凝土溫度與時(shí)間的曲線如圖1所示。

通過(guò)對(duì)大體積混凝土蓋梁澆筑完成后溫度監(jiān)測(cè)，可得出在澆筑完成后70 h～84 h時(shí)間段，混凝土的內(nèi)部溫度達(dá)到最高值。并且根據(jù)曲線變化，溫度上升的幅度較溫度下降幅度要大。這是因?yàn)榛炷羶?nèi)部的水泥水化熱的作用大部分集中在澆筑后的約80 h內(nèi)發(fā)生，在80 h前水泥水化作用產(chǎn)生的熱量大于混凝土構(gòu)件散失的熱量，此后混凝土的水化作用逐漸減少，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的水化熱與混凝土散失的熱量基本相同，此時(shí)混凝土的內(nèi)部溫度達(dá)到最高值，隨后混凝土內(nèi)部的溫度會(huì)逐漸降低，在8 d～10 d后，混凝土溫度與自然溫度基本相同。

表1 大體積混凝土溫度變化表

2 大體積混凝土施工技術(shù)與保障措施

加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制，現(xiàn)場(chǎng)專人進(jìn)行有效監(jiān)控，從而保障施工質(zhì)量。

2.1 優(yōu)化混凝土配合比

施工前應(yīng)提前對(duì)混凝土進(jìn)行多組試配，對(duì)比進(jìn)行配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，在混凝土滿足施工現(xiàn)場(chǎng)工作性能及設(shè)計(jì)要求的其他性能的情況下，應(yīng)采用低砂率、低坍落度、低水膠比、摻高效減水劑和高性能引氣劑及高粉煤灰摻量的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出低熱和高抗拉值的混凝土。

生產(chǎn)的混凝土應(yīng)具有良好的粘聚性，不離析、不泌水。初始坍落度在滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求的情況下宜盡量小，初凝時(shí)間應(yīng)控制在8 h～12 h。摻加一定量的粉煤灰，減少水泥和水用量，提高混凝土抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料整體的水化熱，并能提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，減少混凝土的泌水，延遲澆筑后混凝土溫度高峰的出現(xiàn)時(shí)間等，能對(duì)減小混凝土內(nèi)外溫差起到很大作用。

大體積混凝土施工時(shí)，盡量減少水泥水化熱，推遲放熱高峰出現(xiàn)的時(shí)間(根據(jù)大體積混凝土蓋梁的測(cè)溫結(jié)果，可得出高峰時(shí)段出現(xiàn)在混凝土澆筑完成后70 h～84 h)，在征得設(shè)計(jì)單位同意的情況下，可采用60 d齡期的強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)，可減少水泥用量。

2.2 混凝土材料及攪拌

在夏季盡量在夜間進(jìn)行混凝土澆筑。嚴(yán)格控制混凝土各類原材料的溫度，水泥溫度過(guò)高應(yīng)要求水泥廠家在水泥出廠前放置一段時(shí)間或采取其他降溫措施；對(duì)砂、石料要采取遮陽(yáng)措施，防止太陽(yáng)直曬，并對(duì)粗骨料在使用前2 h，可灑水降溫；拌合水采用深層江水或地下水，否則要建集水池，并采取加冰塊降溫措施，使水在池內(nèi)靜置12 h～24 h，集水池的頂面采用保溫隔熱材料制成。降低原材料的溫度，則可減小混凝土出料和入模溫度，在很大程度上可減少混凝土在凝固過(guò)程中溫度應(yīng)力值。

加強(qiáng)攪拌時(shí)間控制，大體積混凝土攪拌時(shí)間控制在不低于90 s。需有資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)定期對(duì)攪拌站的計(jì)量系統(tǒng)校驗(yàn)，把混凝土原材料的計(jì)量偏差控制在允許范圍內(nèi)。混凝土在攪拌時(shí)，每天定期對(duì)砂、石的含水量，混凝土坍落度、出盤(pán)溫度進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整配合比來(lái)保證混凝土的工作性，并且避免配合比出現(xiàn)較大波動(dòng)，影響混凝土的成品質(zhì)量。

2.3 混凝土的運(yùn)輸

在混凝土澆筑前，對(duì)混凝土運(yùn)輸路線充分考察，綜合考慮運(yùn)輸途中的交通堵塞及途中坍落度的損失等，確保混凝土到場(chǎng)的質(zhì)量。在夏季可考慮對(duì)運(yùn)輸車輛覆蓋，防止太陽(yáng)直曬。

2.4 混凝土的澆筑

混凝土施工宜進(jìn)行分層澆筑、分層振搗密實(shí)，使混凝土的初步水化熱能盡快散失。分層澆筑厚度每層宜保證在30 cm以內(nèi)，并保持從倉(cāng)面一側(cè)向另一側(cè)、由中間向兩邊澆筑的順序進(jìn)行。分層斷面不宜過(guò)大，根據(jù)施工速度，保證在下層混凝土初凝前開(kāi)始澆筑上層混凝土，在第二層混凝土澆筑時(shí)，振搗棒應(yīng)插入下層混凝土內(nèi)，增加混凝土的密實(shí)度，使上下兩層混凝土在初凝前結(jié)合良好?；炷翝仓?yīng)在環(huán)境溫度較低時(shí)(夜間)進(jìn)行，并且入模溫度不宜高于28 ℃。

2.5 混凝土測(cè)溫

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，混凝土構(gòu)件的外表溫度，為混凝土外表以內(nèi)5 cm處的溫度，混凝土內(nèi)部溫度，根據(jù)構(gòu)件尺寸，應(yīng)盡量選擇構(gòu)件中心處的溫度。大體積混凝土構(gòu)件測(cè)溫點(diǎn)，應(yīng)能真實(shí)地反映出混凝土構(gòu)件里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度，以本文介紹的大體積混凝土蓋梁為例，布置方式為：監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置范圍以蓋梁平面對(duì)稱軸線的半條軸線為測(cè)試區(qū)，在測(cè)試區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按平面分層布置(分底部、面部、中間分兩層)；在每條測(cè)試軸線上，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位5處，根據(jù)蓋梁結(jié)構(gòu)的幾何尺寸布置；蓋梁里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)，在混凝土澆筑后，每隔12 h進(jìn)行。

2.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑后，產(chǎn)生的水化熱較大，為防止成型結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，在混凝土中需設(shè)置冷凝管。以大體積混凝土蓋梁為例，冷凝管采用D30 mm的無(wú)縫鋼筋，沿橫梁長(zhǎng)度方向布置，上、下各兩排，設(shè)置位置距橫梁緣50 cm處。

大體積混凝土應(yīng)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，在每次混凝土澆筑完畢后，及時(shí)用塑料薄膜密封，外包裝土工布，必要時(shí)可覆蓋棉被。除應(yīng)按普通混凝土進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)外，并應(yīng)及時(shí)根據(jù)溫度測(cè)量結(jié)果對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)降溫及外保溫。在混凝土保溫養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)有專人對(duì)已完成的混凝土內(nèi)外溫差及溫度變化速率進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)并記錄分析，當(dāng)測(cè)得的結(jié)果不滿足指標(biāo)要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。

混凝土初凝后，及時(shí)在冷凝管中通水，降低混凝土內(nèi)部溫度，通水時(shí)間不小于7 d。

根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，混凝土保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間不得少于14 d，應(yīng)對(duì)保溫材料的完整性進(jìn)行檢查，保證在養(yǎng)護(hù)期混凝土表面濕潤(rùn)，可大大減少混凝土收縮裂紋。根據(jù)測(cè)溫結(jié)果，當(dāng)混凝土的表面溫度與環(huán)境最大溫差小于20 ℃時(shí)，且混凝土在降溫過(guò)程中，連續(xù)3 d內(nèi)外溫差小于25 ℃時(shí)，可全部拆除。

3 結(jié)語(yǔ)

大體積混凝土施工技術(shù)較普通混凝土難度要大，但如果從原材料、配合比、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等各方面的措施能夠到位，完全可以避免大體積混凝土各類質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。并且以姑嫂樹(shù)改造工程大體積混凝土蓋梁為例，根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)，反映大體積混凝土內(nèi)部及表面溫度變化，以及變化速率。通過(guò)有針對(duì)性手段，對(duì)混凝土澆筑完成后，不同階段，采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，確保大體積混凝土施工質(zhì)量。

[1]GB 50204—2005，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范.

[2]GB 50496—2009，大體積混凝土施工規(guī)范.

[3]GB/T 50107—2010，混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn).

Analysis on massive concrete construction technology

Jiao Yujun Wang Penglin

(China1stMetallurgyGroupCo.,Ltd,Wuhan430000,China)

Combining with massive concrete beam construction experience(section size: length width height: 51 m×4.2 m×2.7 m) of Gusaoshu road transformation engineering, the paper explores massive concrete temperature alteration law. According to massive concrete temperature change law, it controls massive concrete at various phases, with a view to better guide continuous massive concrete construction.

massive concrete, temperature, construction technology

1009-6825(2015)18-0090-02

2015-04-18

焦玉俊(1973- )，男，高級(jí)工程師； 王朋林(1985- )，男，工程師

TU755

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