大体积混凝土夏季施工裂缝控制措施初探论文_高建初

大体积混凝土夏季施工裂缝控制措施初探论文_高建初

高建初

江苏省泰州引江河管理处 江苏泰州 225321

摘要:介绍泰州引江河第二期工程高港枢纽二线船闸工程的概况,对船闸上下闸首大体积混凝土施工条件进行分析,对施工主要裂缝控制措施进行了总结。大体积混凝土体内外温差产生的应力超过极限承载值就会出现裂缝,应加强施工的事前事中控制防止裂缝的发生和扩展。

关键词:大体积混凝土;夏季施工;裂缝控制

1工程概况

泰州引江河全长23.846km,是一条以引水为主,灌、排、航综合利用,支撑苏北地区和沿海发展的基础设施工程。泰州引江河第二期工程主要建设内容包括河道工程、高港枢纽二线船闸工程及相应的水保、环保设施等。

高港枢纽二线船闸工程船闸规模为230×23×4m(长×宽×槛上水深)。二线船闸主要由上闸首、下闸首、闸室、上游引航道、下游引航道等组成。上下闸首采用钢筋混凝土整体坞式结构,闸室墙采用灌注桩拉锚地连墙结构,导航墙采用拉锚地连墙结构及钢筋混凝土扶壁结构,闸首工作闸门采用双扇对开三角门。上闸首、下闸首底板尺寸为30m×53.8m×2.50m。上、下闸首设计将底板分为三块,浇筑混凝土平面尺寸分别为两边块30m×17.4m,中块30m×17.0m,均为大体积混凝土,最大浇筑块混凝土约1305m3,总混凝土浇筑量约为7800m3。每块底板浇筑须连续一次性浇筑完成。

2.施工条件分析

2.1施工季节正值高温夏季,温控难度大

本工程施工时间正值夏季高温时节,由于夏季施工温度高、强度上升比较快,混凝土的水化放热速率很大,混凝土温升越高,体积变化也就越大,所以,为保证混凝土里表温差不大于25摄氏度,防止温度裂缝的出现,应设法对浇筑混凝土的内外温差进行控制。

2.2 泵送混凝土的使用加大了裂缝控制的技术难度

本工程混凝土采用强制式搅拌站集中拌和,混凝土罐车运输,泵车入仓。泵送混凝土由于高流态施工,水泥用量、水用量增加,水泥的活性、细度和早期强度增加,水泥水化热和混凝土的收缩变形显著增加,同时,为满足泵送要求,混凝土配合比中骨料粒径减小、砂率提高、坍落度加大等因素导致混凝土的体积稳定性下降。泵送混凝土具有早强、高强特性,水泥强度提高,抗压强度显著提高,抗拉强度滞后于抗压强度。泵送混凝土由于胶凝材料用量增加,体积稳定性亦下降。

3 主要施工裂缝控制措施

3.1 选择合适原材料,优化混凝土配合比

选择合适的混凝土原材料,优化混凝土的配合比,就是在满足混凝土强度、耐久性、和易性前提下,尽量减少单位水泥用量,降低水化热,延缓混凝土水化热峰值时间,提高混凝土初期抗拉强度,具有较大的抗裂能力。

在选择水泥时,优先选择产品质量稳定、生产批量大的大型水泥生产厂家生产的水泥。水泥的选择主要考虑抗裂性能好,兼顾低热和高强度的要求,一般采用低热矿渣水泥。细骨料宜选取细度模数大、含泥量和泥块含量都小于1.5%的细骨料。在细骨料级配较差的情况下,可用粒径不同的几种细骨料进行级配,选择其最佳级配。粗骨料级配是影响混凝土抗裂性能的主要因素,应优化粗骨料级配。

在配比中掺加高效减水剂,对水泥水化热能起到一定的抑制作用。高效减水剂的使用,可大幅度降低用水量,减小混凝土中的空隙率,增加混凝土的密实性,提高水泥拌和物的流动性和混凝土的坍落度,可节约水泥10%-25%。

粉煤灰的掺入可以降低水泥水化热,并且水泥水化放热峰值也相应地降低,水化放热的时间也得到一定的推迟。

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对泵送混凝土施工的裂缝控制要根据设计标号的不同,对掺入泵送剂的混凝土收缩进行有重点的配合比设计,对水灰比加以控制,特别是对于减水剂的选择要根据不同的设计标号、工程的不同要求进行有针对性的筛选。

3.2 合理进行分缝分块,做好施工前期准备工作

混凝土的结构形式对温度应力和裂缝的出现具有重要影响,应该尽量少用对温度应力敏感的结构。施工中的浇筑块尺寸对温度应力影响很大,浇筑块越大,温度应力也越大,越容易产生裂缝,合理的分缝分块对防止裂缝具有重要意义。

在施工前期,一定要重视混凝土浇筑温度控制方面的准备工作,根据工程的特点有针对性地编制施工组织设计,制定防止产生浇筑裂缝的措施,做好制冷设备、冷却水管及保温材料等的准备工作。

3.3 控制混凝土温度,减小内外温差的出现

对混凝土的温度进行控制是大体积混凝土防止裂缝的重要措施。

应控制原材料入仓温度,料堆加以覆盖。在混凝土浇筑前,可对粗骨料洒水降温,对骨料进行预冷,在较低的温度浇筑,可降低混凝土硬化的水化热。在浇筑混凝土时,应设法降低混凝土的浇筑温度,通过冷却拌和、加冰拌和、预冷等办法降低混凝土出机口的温度,采用加大混凝土的浇筑强度、仓面保温等方法减少浇筑过程中的温度回升。

在浇筑混凝土时,在混凝土内可铺设冷却水管,降低水温,通过水管冷却的方法降低混凝土的温度。可分层铺设冷却水管,根据混凝土厚度可划分为每1.5m一层。一般来说,混凝土内部温升的高峰值一般约在3天时产生,在混凝土浇筑过程中通水,以降低混凝土浇筑温度,降低混凝土内外温差,减小拉应力。但也应避免混凝土内部降温过快,内部降温过快也可能引起内部裂缝。

应做好对浇筑混凝土的表面保温工作,在混凝土表面应覆盖保温材料,以减少内外温差,防止混凝土表面温度降低太快。

3.4 加强浇筑过程管理

在混凝土浇筑进度安排上,尽量做到薄层浇筑、短间隔、均匀上升。避免突击浇筑一块然后长时间停歇,相邻块之间高差不宜过大。

大体积混凝土应采取分层浇筑的方法,每层浇筑厚度不超过500mm,但分层浇筑时,应在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕,否则层与层具有较强的内约束作用,将影响混凝土的整体性;,混凝土浇筑应分段连续进行,每段混凝土浇筑次序由外向内对称进行,可防止模板受力不均匀产生位移,导致应力集中。

拌制混凝土的坍落度不宜大于160mm,且严禁在搅拌机外二次加水搅拌。

混凝土浇筑时的下料高度影响混凝土的均质性,下料高度太高,容易造成混凝土离析,浇筑混凝土的自由倾落高度不宜超过2m。

混凝土的振捣对混凝土的质量影响很大,振捣时应充分但不过分振捣,判定依据为表面开始出现浮浆,停止出现气泡。

3.5 做好养护管理工作

浇筑完毕后要及时覆盖保温材料,并蓄水养护,保持表面经常湿润,以起到既保水又保温的效果,防止早期干缩而产生裂缝。浇筑完毕后至少应满足14天的养护要求,以降低混凝土的干燥收缩。

4 结语

对大体积混凝土施工的裂缝进行控制,首要的是合理选择混凝土的原材料,优化混凝土的配合比设计,采用低水化热水泥和合适的外加剂,降低水泥水化产生的热量,提高混凝土的抗裂能力;在施工前应做好防止裂缝的各项准备工作,施工中对浇筑的混凝土的温度进行控制,减小混凝土的内外温差;浇筑完毕后要及时做好养护工作。总之,一是提高混凝土本身的抗拉强度,二是对混凝土内外产生的应力进行控制。由于采取了上述措施,本工程未出现施工裂缝。

作者简介:

高建初,男,1968年7月生,工程师,主要从事工程建设管理工作。工作单位:江苏省泰州引江河管理处。

论文作者:高建初

论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿

论文发表时间:2016/4/5

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