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建筑工程大體積混凝土溫控措施及施工技術(shù)的探討論文
摘 要:大體積混凝土已廣泛應(yīng)用于建筑工程之中,對(duì)大體積混凝土的理論研究也很深入,但施工標(biāo)準(zhǔn)的制定還有些滯后。目前的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑工程大體積混凝土的要求很少,文章就建筑工程大體積混凝土溫控措施及相關(guān)施工技術(shù)做了一些初步的探討。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;溫控;施工技術(shù)
大體積混凝土是指現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)的幾何尺寸較大,且必須采取技術(shù)措施以避免水泥水化熱及體積變化引起的裂縫。城市建設(shè)的不斷發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,極大推動(dòng)了高層以及超高層建筑和許多特殊建筑物的出現(xiàn),這些建筑基礎(chǔ)工程大都采用體積龐大的混凝土結(jié)構(gòu),大體積混凝土已大量應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑中。
大體積混凝土的溫度檢測(cè)和控制貫穿于施工的全過(guò)程。溫度監(jiān)測(cè)和溫度控制是相互聯(lián)系、相互配合的。在施工中宜采用信息化的施工方法,溫度監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)要及時(shí)反饋,以進(jìn)行溫度控制,采取溫度控制的措施后,又要根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)判斷溫度控制的效果。
1 大體積混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)溫控技術(shù)
1.1 分層連續(xù)澆筑法是目前大體積混凝土施工中普遍采用的方法
分層連續(xù)澆筑優(yōu)點(diǎn):①便于振搗,易保證混凝土的澆筑質(zhì)量;②可利用混凝土層面散熱,對(duì)降低大體積混凝土澆筑塊的溫升有利。
1.2 大體積混凝土溫度控制的參數(shù)
(1)混凝土的澆筑溫度不宜超過(guò)28℃。
(2)混凝土內(nèi)部與表面的溫度之差不宜超過(guò)25℃,混凝土的溫度驟降不應(yīng)超過(guò)10℃。
1.3 每次混凝土澆筑完畢后,應(yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)
(1)鋪設(shè)完保溫層之后,根據(jù)實(shí)際情況選取保溫材料進(jìn)行覆蓋,塑料薄膜、麻袋、草簾、土、砂等都可作為保溫材料,要經(jīng)過(guò)計(jì)算確定保溫層的總厚度。
(2)大體積混凝土澆筑完成并其收水后,外露表面可選用塑料薄膜、養(yǎng)護(hù)紙以及噴涂養(yǎng)護(hù)液等保溫材料。有的保溫材料配合使用能取得良好效果,比如塑性薄膜和浸濕的吸水性織物(麻袋、帆布等)配合,可使混凝土中的水分得以保持,并使其表面水分均勻分布,避免流淌水產(chǎn)生的混凝土表面斑紋。
(3)在晝夜溫差大的地區(qū)以及特殊惡劣天氣頻發(fā)的地區(qū),施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)準(zhǔn)備充分的保溫材料,同時(shí)要依照氣溫變化趨勢(shì)和混凝土內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整保溫層的厚度。
(4)根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)的結(jié)果,若混凝土內(nèi)部升溫較快,表面保溫效果不好,混凝土內(nèi)部與表面溫度之差有可能超過(guò)控制值時(shí),應(yīng)及時(shí)增加保溫層厚度。
(5)當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫度之差小于20℃時(shí),即可逐層拆除保溫層。但要保證混凝土內(nèi)部與表面溫度之差不超過(guò)控制值。當(dāng)混凝土內(nèi)部與環(huán)境溫度之差接近內(nèi)部與表面溫度控制值時(shí),即可全部撤掉保溫層。冬期施工時(shí),保溫養(yǎng)護(hù)的時(shí)間要保證混凝土在受凍前能夠達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度,并要冷卻到5℃時(shí),方可全部撤掉保溫層。
(6)大體積混凝土基礎(chǔ),也可蓄水養(yǎng)護(hù)保溫。蓄水深度一般10 mm~30 mm左右,可根據(jù)蓄水深度在四周砌磚墻表面抹防水砂漿或用黏土筑成小埂,并設(shè)進(jìn)出水管。通過(guò)調(diào)整蓄水深度控制溫度。
1.4 降低大體積混凝土澆筑溫度的措施
(1)降低骨料、拌和用水的溫度,通常采取以下措施:①?lài)娝F進(jìn)行骨料預(yù)冷,其效果也較好。但要有排水措施,使骨料含水量保持穩(wěn)定。②選定低溫地下水或自來(lái)水,也可用冰水。水溫控制在5℃~10℃時(shí),其降溫效果更為顯著。③炎夏搭棚遮陽(yáng),將骨料放在涼棚內(nèi)2 d~3 d后使用,可使骨料溫度相對(duì)曝曬溫度降低2℃~4℃,成品骨料堆高6 m~8 m,并保持足夠的儲(chǔ)備,通過(guò)底部和地垅取料可取得同樣效果。
(2)可充分利用低溫季節(jié)和夜間進(jìn)行澆筑,以降低澆筑溫度,減少溫控費(fèi)用。夏季的溫度較高,白晝期間要加快混凝土的澆筑速度,同時(shí)縮短混凝土日光暴曬時(shí)長(zhǎng),減少暴露的面積,降低混凝土拌和物因吸收太陽(yáng)光造成的溫升;夜間在不形成“冷縫”的前提下,盡可能延緩混凝土的入倉(cāng)覆蓋速度,以便早期水化熱散發(fā)。
(3)當(dāng)夏季溫度較高時(shí),混凝土泵管上可覆蓋草等材料,并經(jīng)常噴水保持濕潤(rùn),以較少混凝土拌和物因運(yùn)輸而造成的溫度回升。
2 防止大體積混凝土裂縫的溫控技術(shù)措施
對(duì)于大體積混凝土,由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化,是導(dǎo)致發(fā)生裂縫的主要原因。因此,如何控制溫度是重中之重。
2.1 混凝土的溫升控制
在降溫階段,降溫和水分蒸發(fā)等原因會(huì)使大體積混凝土結(jié)構(gòu)形成收縮,加之存在的外約束不能自由變形而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。控制水泥水化熱引起的溫升,可以減小降溫溫差,它對(duì)降低溫度應(yīng)力有很好作用,同時(shí)防止產(chǎn)生溫度裂縫。混凝土升溫的熱源是水泥水化熱,為控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)因水泥水化熱而產(chǎn)生的溫升,要選用中低熱的水泥品種,并盡量降低水泥用量,大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工選用325#、425#礦渣硅酸鹽水泥,實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示可使水化熱量減少超過(guò)20%。
2.2 摻加粉煤灰及其他外加劑
長(zhǎng)期實(shí)踐表明,在混凝土內(nèi)摻入粉煤灰,可以改善混凝土黏塑性,因?yàn)榉勖夯揖哂幸欢ɑ钚?可替代部分水泥,另外粉煤灰顆粒呈球形,能發(fā)揮“滾珠效應(yīng)”起到潤(rùn)滑的作用,該措施能增加泵送混凝土施工要求的0.315 mm以下的細(xì)粒含量,改善混凝土可泵性,降低混凝土水化熱。為滿足送到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土具有一定坍落度,僅依靠增加單位水泥用量,會(huì)浪費(fèi)水泥,加劇混凝土的收縮,會(huì)使水化熱增大,引發(fā)混凝土開(kāi)裂。必須選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿�。木質(zhì)素磺酸鈣是一種陰離子表面活性劑,對(duì)水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng),并能使水的表面張力降低而引起加氣作用。在混凝土中摻入一定比重的木質(zhì)素磺酸鈣,可改善混凝土的和易性,又可降低拌和水,節(jié)約水泥水量,降低水化熱。目前,許多新型的減低收縮劑已經(jīng)在廣泛使用。
2.3 利用混凝土的后期強(qiáng)度
長(zhǎng)期實(shí)踐得知,單位體積混凝土水泥使用量,每變化10 kg,混凝土溫度會(huì)因水泥水化熱相應(yīng)變動(dòng)1℃。為控制混凝土溫升,降低溫度應(yīng)力,極大程度避免溫度裂縫,結(jié)合實(shí)際,可采用f 45、f 60或f 90替代f 28作為混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度,單位統(tǒng)計(jì)混凝土水泥使用量可大幅減少,混凝土的水化熱溫升也隨之大幅降低。
2.4 粗細(xì)骨料選擇
為達(dá)到工程要求,充分發(fā)揮水泥效用,粗骨料應(yīng)達(dá)到最佳的最大粒徑。建筑工程的大體積鋼筋混凝土,粗骨料的規(guī)格與結(jié)構(gòu)物的配筋間距、模板形狀以及混凝土澆筑工藝等有很大關(guān)系,自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料配制混凝土和易性好,經(jīng)濟(jì)用量能達(dá)到較好抗壓強(qiáng)度,可作為首選。要根據(jù)施工狀況,選用粒徑大、級(jí)配良好的石子,同時(shí)優(yōu)化級(jí)配設(shè)計(jì),做好攪拌、澆注以及振搗工作。粗骨料中針、片狀顆粒按重量計(jì)不超過(guò)15%為宜,細(xì)骨料采用中、粗砂較好,可降低混凝土溫升并減少收縮。泵送混凝土輸送過(guò)程中,級(jí)配設(shè)計(jì)要考慮砂率大小,砂率過(guò)大對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生影響,滿足可泵性的條件下,盡可能的降低砂率。此外,砂、石的含泥量必須嚴(yán)格控制,砂、石的含泥量若超過(guò)規(guī)定,不僅會(huì)增加混凝土的收縮,同時(shí)也會(huì)降低混凝土抗拉強(qiáng)度,對(duì)混凝土的抗裂十分不利,要不斷探索,將石子和砂的含泥量控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
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