大體積混凝土施工技術(shù)研究

1、大體積混凝土施工技術(shù)研究前言伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，建筑物的高度越來(lái)越高，規(guī)模越來(lái)越大，大體積混凝土的應(yīng)用越來(lái)越普遍。如何在施工過(guò)程中采取有效措施保證大體積混凝土的質(zhì)量顯得尤為重要。大體積混凝土由于截面大、水泥用量大、內(nèi)外溫差大、溫度收縮應(yīng)力很容易導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種，在不同程度上都屬有害裂縫，因此要保證大體積混凝土的質(zhì)量。對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行研究是十分必要的。1.大體積混凝土施工中的溫控措施1.1通過(guò)降低水泥水化熱，控制總溫升混凝土的絕熱溫升是引起溫度應(yīng)力的主要原因，控制絕熱溫升便能降低內(nèi)外溫差，主要措施有：（1）減少水泥用量，摻加粉煤灰。

2、（2）減少拌合水，摻加減水劑。（3）選用水化熱較低的水泥，如礦渣水泥。（4）在夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，降低拌合水的溫度，如采用深井水等。1.2通過(guò)其它措施，降低總溫升。（1）在混凝土澆筑前預(yù)埋鋼管，混凝土澆筑成型后，通過(guò)循環(huán)的冷水進(jìn)行降溫。（2）混凝土澆筑過(guò)程中，分層澆筑。（3）采取保溫措施，使混凝土的表面溫度的降低速度減慢，主要措施有覆蓋防水草簾被和蓄水養(yǎng)護(hù)等。2.混凝土的配合比設(shè)計(jì) 混凝土配合比設(shè)計(jì)是否合適，對(duì)大體積混凝土施工是至關(guān)重要的，有效降低大體積混凝土水化熱是問(wèn)題的關(guān)鍵。2.1水泥用量的確定減少水泥用量對(duì)水化熱的降低具有重要作用，首先征得設(shè)計(jì)同意，混凝土按照為60天抗壓強(qiáng)度進(jìn)行試配，通

3、過(guò)幾十組試配，最終來(lái)確定水泥用量。根據(jù)施工擬采取的防裂措施和現(xiàn)有的施工條件，先計(jì)算混凝土的水泥水化熱絕熱最高溫差值，然后通過(guò)計(jì)算，估量可能產(chǎn)生的最大溫度收縮應(yīng)力，如不超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，則表示所采取的防裂措施能有效控制，預(yù)防裂縫的出現(xiàn)；如超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，則可采取調(diào)整混凝土的入模溫度、降低水化熱的溫升值、降低混凝土內(nèi)外溫差、改善施工操作工藝和混凝土拌合物的性能、提高抗拉強(qiáng)度或改善約束等措施重新計(jì)算，直至計(jì)算的應(yīng)力在允許的范圍。2.2摻合料大量摻加1級(jí)粉煤灰，節(jié)約水泥用量，同時(shí)增加混凝土的可塑性。2.3外加劑摻加復(fù)合型膨脹劑，補(bǔ)償收縮。2.4砂骨料砂采用細(xì)度模數(shù)為2.53中砂，平均粒徑大于

4、0.5mm，通過(guò)0.315mm篩孔的砂不少于15%，含泥量不大于3%，同時(shí)具有良好的級(jí)配。3. 混凝土的二次振搗3.1二次振搗的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，對(duì)澆筑后未初凝的混凝土進(jìn)行二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗集料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋之間的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減小混凝土內(nèi)部微裂，增加混凝土的密實(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高10 20 ，從而可提高混凝土的抗裂性。3.2二次振搗的時(shí)間及方法高頻振動(dòng)棒要垂直插入，快插慢拔，插點(diǎn)交錯(cuò)均勻布置，在振動(dòng)上一層混凝土?xí)r，要在下層混凝土初凝前進(jìn)行，且應(yīng)插入下一層50mm，以消除兩層間的接縫，震動(dòng)器在每一插點(diǎn)的振動(dòng)延續(xù)時(shí)間

5、，以混凝土上表面水平并出現(xiàn)水泥漿及不再出現(xiàn)氣泡、不再明顯沉落為度，混凝土不易振實(shí)，振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起離析。在混凝土澆筑45min后進(jìn)行二次振搗。4. 混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)4.1泌水現(xiàn)象的處理在大體積混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土表面泌水現(xiàn)象普遍存在，為保證混凝土的澆筑質(zhì)量，要及時(shí)清除混凝土表面泌水。因?yàn)楸盟突炷恋乃冶韧ǔ１容^大，泌水現(xiàn)象也比較嚴(yán)重，若不及時(shí)清除泌水，會(huì)降低結(jié)構(gòu)的混凝土質(zhì)量。4.2保溫養(yǎng)護(hù)措施的要求每次混凝土澆筑完畢，應(yīng)及時(shí)按溫控措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，并應(yīng)符合以下規(guī)定：保溫養(yǎng)護(hù)措施應(yīng)能使混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫度及降溫速度滿(mǎn)足溫控指標(biāo)的要求；保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力（包括混

6、凝土收縮產(chǎn)生的溫度應(yīng)力）來(lái)確定，但養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于15 d ，保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行； 在保溫養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)保證混凝土表面的濕潤(rùn)。保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差，以降低混凝土塊體的溫度應(yīng)力；其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，以提高混凝土塊體承受溫度應(yīng)力時(shí)的抗裂能力，達(dá)到防止或控制溫度裂縫的目的。施工人員應(yīng)根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來(lái)確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施。 5. 混凝土的溫度監(jiān)測(cè)5.1 混凝土的溫度監(jiān)測(cè)管理混凝土溫度的監(jiān)測(cè)主要是指混凝土的出罐溫度、入模溫度、混凝土內(nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)，為檢查混凝

7、土塊體溫度是否滿(mǎn)足溫控標(biāo)準(zhǔn)，溫控措施是否有效，就必須進(jìn)行溫度臨測(cè)與管理，并做詳細(xì)記錄，實(shí)行情報(bào)信息化施工。溫度監(jiān)測(cè)就是在混凝土中埋入一定量的測(cè)溫儀器，測(cè)量混凝土不同部位溫度變化過(guò)程，檢驗(yàn)不同時(shí)期的溫度特性。5.2 混凝土的溫度監(jiān)測(cè)方法混凝土在澆筑過(guò)程中每隔4小時(shí)測(cè)量一次原材料溫度，每隔2小時(shí)測(cè)量一次出罐溫度和入模溫度，控制其入模溫度不超過(guò)16?；炷羶?nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)，我們主要是根據(jù)根據(jù)基礎(chǔ)底板的形狀、尺寸和標(biāo)高在施工段布置測(cè)溫點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)均預(yù)埋鋼管至基礎(chǔ)底部和中部，分別監(jiān)測(cè)記錄混凝土底、中、面部溫度。測(cè)溫從混凝土澆筑4小時(shí)后開(kāi)始，其時(shí)間間隔為前4日2小時(shí)一次，第58日4小時(shí)，第9日起12小時(shí)，持續(xù)

8、到14天，當(dāng)溫控措施效果不佳，達(dá)不到溫控標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施。5.3 混凝土的溫度監(jiān)測(cè)的控制措施結(jié)合水化熱預(yù)測(cè)計(jì)算及溫度測(cè)試記錄，當(dāng)內(nèi)外溫度大于25 時(shí)，必須采取措施加以控制：如果混凝土體積大而表面積較小時(shí)，宜在內(nèi)部預(yù)埋管道，通過(guò)循環(huán)水來(lái)散發(fā)混凝土內(nèi)部的熱量；夏季施工時(shí)，應(yīng)采取冰水或冷水拌制混凝土。以降低混凝土的人模溫度；冬季施工時(shí)，應(yīng)采取草苫覆蓋或采用雙覆塑苯板覆蓋，以減少表面熱量的散發(fā)；如果采用磚胎膜，在混凝土澆筑前，胎模采用素土虛填，既可起到保溫作用。又可抵消來(lái)自混凝土對(duì)磚胎模產(chǎn)生的側(cè)壓力。不致脹模6. 后澆帶的留置與處理6.1后澆帶的留置優(yōu)點(diǎn)大體積混凝土施工中，合理分縫分塊，不僅

9、可以減輕約束作用，縮小約束范圍；同時(shí)也可利用澆筑塊的層面進(jìn)行散熱，降低混凝土內(nèi)部的溫度。另外，尚可滿(mǎn)足綁扎鋼筋、預(yù)埋螺栓等工序的操作需要，但接縫的處理必須滿(mǎn)足防止?jié)B漏水的要求。6.2 后澆帶的留置要求與處理方法后澆帶的設(shè)置和處理如設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，其間距一般為20 m30 m，縫寬1 m，可在后澆帶形成40 d后封閉，冬期可適當(dāng)延長(zhǎng)。封閉前，應(yīng)仔細(xì)鑿毛，并將鋼筋按設(shè)計(jì)要求連接好，再用補(bǔ)償收縮混凝土(亦可在普通混凝土中摻入膨脹劑)將縫灌注密實(shí)。7. 大體積混凝土的冬期施工在工業(yè)與民用建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的冬期施工中，主要是防止早期混凝土被凍問(wèn)題。而在大體積混凝土的冬期施工中，情況有所不同，除了要防止早

10、期混凝土被凍外，還存在著控制溫差、防止裂縫的問(wèn)題，而且防凍與防裂之間往往還存在著矛盾。在設(shè)計(jì)和施工中，必須妥善解決這個(gè)矛盾，兼顧防凍與防裂兩方面的要求。這是大體積混凝土冬期施工的主要特點(diǎn)。 混凝土冬期施工尤其是在嚴(yán)寒地區(qū)，無(wú)論采用何種施工方法，為了防止早期混凝土被凍，一般要求混凝土具有較高的澆筑溫度。但另一方面，正是由于氣候寒冷，基礎(chǔ)溫度和內(nèi)外溫差必然加大，往往超過(guò)允許溫差，不能滿(mǎn)足防止混凝土裂縫的要求。因此，在大體積混凝土冬期施工中，防凍與防裂矛盾集中反映咋混凝土澆筑溫度的選擇上。實(shí)踐證明，如果單純從防止混凝土早期被凍的角度出發(fā)，選擇過(guò)高的澆筑溫度，往往會(huì)造成混凝土開(kāi)裂，導(dǎo)致混凝土施工的質(zhì)量

11、問(wèn)題。所以，大體積混凝土的冬期施工要選擇合理的澆筑溫度，采取一系列的技術(shù)措施。7.1混凝土出機(jī)溫度與澆筑溫度的選擇混凝土的澆筑溫度系指經(jīng)過(guò)平倉(cāng)振搗，將要蓋上第2層混凝土拌合物之前的溫度。為了防止早期混凝土受凍，澆筑溫度當(dāng)然是越高越好，規(guī)范規(guī)定的入模溫度為不小于5C ，沒(méi)有上線(xiàn)控制。但對(duì)于大體積混凝土既有防凍要求，還有防裂要求，由于混凝土體積大，澆筑后雖然表面溫度較低，單內(nèi)部溫度卻因水化熱急劇上升。為了減少內(nèi)外溫差和基礎(chǔ)溫度差，澆筑溫度越低越有利，通常宜不大于10 C 。因此，大體積混凝土施工的澆筑溫度一般為5-10C為宜。如果氣溫很低，在達(dá)到臨界強(qiáng)度之前，混凝土表面有遭受凍害的可能，應(yīng)加強(qiáng)保溫

12、措施，不可單純?yōu)榱朔纼龆S意提高澆筑溫度，以致引起裂縫。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和保溫方法，由澆筑溫度、運(yùn)輸及澆筑過(guò)程中的熱量損失，就可得到混凝土的出機(jī)溫度。規(guī)范規(guī)定出機(jī)溫度不小于10 C ，一般控制在10-15 C 為宜。7.2基礎(chǔ)及冷壁的預(yù)熱在澆筑混凝土之前，對(duì)基礎(chǔ)、預(yù)埋鐵件及與新混凝土接觸的冷壁（舊混凝土、預(yù)制混凝土模板），應(yīng)用蒸汽清除所有的冰、雪、霜凍，并使其表面溫度上升。如果基巖及冷壁的內(nèi)部溫度較低，還需要提前進(jìn)行預(yù)熱。如果不進(jìn)行預(yù)熱，澆筑混凝土以后，接觸面附近的新混凝土溫度將很快降至0 C 以下。預(yù)熱所需溫度、深度和持續(xù)時(shí)間通過(guò)溫度計(jì)算確定，其原則是接觸面附近的新混凝土在達(dá)到臨界強(qiáng)度之前

13、不被凍結(jié)。一般來(lái)講，應(yīng)使基巖深度10cm 內(nèi)的溫度達(dá)到5C 以上。7.3 原材料加熱 當(dāng)氣溫不小于-1C 時(shí)，一般只須將拌合水加熱，以滿(mǎn)足出機(jī)溫度的要求。但水溫應(yīng)不大于60 C ，以免水泥發(fā)生假凝。當(dāng)氣溫小于-1C 時(shí)，須將水與細(xì)骨料加熱，同時(shí)加熱粗骨料，使其中的冰雪融化。加熱砂石料時(shí)應(yīng)避免過(guò)熱和過(guò)分干燥，最高溫度宜不大于75C 。水的加熱可采用鍋爐、電熱或蒸汽，砂料加熱可用封閉的蛇形管，石料加熱使用蒸汽最方便。7.4 運(yùn)輸中的溫度 運(yùn)輸中的熱量損失與運(yùn)輸工具有關(guān)。如果使用大型運(yùn)輸罐，散熱損失一般不大。若使用自卸卡車(chē)可用廢氣加熱車(chē)底，車(chē)皮外面應(yīng)加保溫層，對(duì)車(chē)身上面進(jìn)行覆蓋。如使用皮帶輸送機(jī)，最

14、好搭蓋帳篷進(jìn)行封閉，否則熱量損失很大。此外，運(yùn)輸中應(yīng)盡量減少倒轉(zhuǎn)次數(shù)。7.5 澆筑過(guò)程中減少熱量損失 澆筑大體積混凝土?xí)r分層澆筑的，每層厚度20-50cm，由于厚度薄、散熱面積大，澆筑過(guò)程中的熱量損失是很大的。減少熱量損失的辦法，一是加快澆筑速度，縮短澆筑時(shí)間；二是采用保溫被或聚乙烯泡沫塑料板覆蓋保溫。當(dāng)氣溫小于-5C 時(shí)，即停止?jié)仓?。在更低的溫度下澆筑混凝土，以采用暖棚法為宜?. 結(jié)語(yǔ)(1)混凝土配合比選用低熱微膨脹水泥、粉煤灰替代部分水泥、摻加減水劑、合理布置循環(huán)冷卻水管及采用混凝土分層澆筑施工工藝等措施，溫度控制效果明顯，節(jié)省混凝土直接成本及工期，社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益顯著。(2)大體積混凝土

15、施工是一個(gè)系統(tǒng)工程。不僅要有技術(shù)措施。而且還要有組織措施和管理措施為保證施工處于受控狀態(tài)。澆筑時(shí)應(yīng)建立由施工、監(jiān)理、甲方等多方共同組成的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量保證體系機(jī)構(gòu)。對(duì)保證混凝土的澆筑質(zhì)量和連續(xù)施工有很好的作用：后期的監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)最為關(guān)鍵。在時(shí)間、人員、材料、設(shè)備上一定要予以保證。參考文獻(xiàn)：1 黃永昌. 大體積混凝土施工防裂措施J. 中國(guó)科技信息 , 2007,(01) 2 羅惠. 大體積混凝土的裂縫控制J. 今日科技 , 2006,(07) 3 陳瓊. 淺析對(duì)控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫問(wèn)題的探討J. 中國(guó)科技信息 , 2005,(17) 4 趙延朋. 大體積混凝土在冬季施工中裂縫控制J. 科技信息(

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17、) 3、大體積混凝土溫度裂縫的控制3、1控制混凝土的溫升 大體積混凝土結(jié)構(gòu)在降溫階段，由于溫度和水分蒸發(fā)等原因產(chǎn)生收縮，再加上存在外約束不能自由變形而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，因此，控制水泥水化熱引起的溫升，即減小了降溫溫差，這對(duì)降低溫度應(yīng)力，防止產(chǎn)生溫度裂縫能起到釜底抽薪的作用，為了控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)因水泥水化熱產(chǎn)生的溫升，需要采取相應(yīng)的施工措施。31.1選用中低熱的水泥品種 混凝土溫升的熱源是水泥的水化熱，在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥以及盡量降低水泥的用量，為此，大體積混凝土結(jié)構(gòu)多采用325#、425#礦渣硅酸鹽水泥。3.1.2摻加外加金為了滿(mǎn)足送到施工現(xiàn)場(chǎng)的商品混凝土具有一定的坍落度，如單純?cè)黾訂挝凰嘤昧浚粌H多用水泥，加劇混凝土收縮，而且會(huì)使水化熱增大，容易引起開(kāi)裂，因此，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿?。木質(zhì)素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑，對(duì)水泥顆粒有明顯得分散效應(yīng)，并能使水的表面張力降低而引起加起作用，因此，在混凝土中摻入水泥重量0.25%的木鈣減水劑，它不僅能使混凝土和易性有明顯的改善