大体积混凝土施工技术及质量控制论文_郑六龄

大体积混凝土施工技术及质量控制论文_郑六龄

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摘要:随着国民经济和建筑技术的发展,建筑规模不断扩大,大型结构不断增多。然而混凝土结构以其廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强等特点,日益受到人们的欢迎,于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。然而大体积混凝土由于截面大、水泥用量大、内外温差大、收缩应力大等因素,很容易导致大体积混凝土产生裂缝。

关键词:大体积混凝土桥梁;施工技术;质量控制。

引言

目前,在我国社会经济快速发展的背景下,各地的基础设施建设数量日益增涨,通常使用大体积混凝土进行浇筑施工。但是,大体积混凝土各方面要求都比较高,需要做好各阶段质量控制。

一、基本定义

大体积混凝土在国际上日本建筑学会标淮(JASSS)的定义是:“结构断面最小尺寸在80cm以上,同时水化热引起的混凝土内最高温与与外界气温之差预计超过25℃的混凝土称之为大体积混凝土”;美国混凝土协会(ACI)规定的定义是:“任何就地浇注的混凝土,其尺寸之大必须采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度地控制减少开裂,就为大体积混凝土”;国际预应力混凝土协会(FIP)规定“凡是混凝土一次浇筑最小尺寸大于0.6m,特别是水泥用量大于400kg/m³时,应考虑采用水化放热慢的水泥或采取其他降温散热措施”。在国内(GB50496-2009)大体积混凝土施工规范在的定义是:“混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混泥土”。

二、基本要求

(一)材料要求

1.水泥

(1)在满足强度和耐久性等要求的前提下,宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥(发热量270-290kJ/kg)、严禁使用安定性不合格的水泥。

(2)由于大体积混凝土工程量大,水泥用量多,水泥供应难以做到按施工要求的品种标号一次进场,因此要加强水泥进场的检验和试配工作。

2.骨料

(1)粗骨料

碎石和卵石均可,并采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小间距的3/4。当采用泵送混凝土时,为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量。骨料中不得含有有机杂质,其含泥量应<=1%。

细骨料

宜选用粗砂或中砂,含泥量应≤3%。当采用泵送混凝土时,其细度模数以2.6-2.8为宜。控制细砂以0.3㎜筛孔的通过率为15-30%;0.15㎜筛孔的通过率为5-10%。

粉煤灰

按照规范要求,采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时,其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低,对混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量控制在10%以内,采用外掺法,即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

外加剂

为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。

(二)配合比设计

(1)设计配合比时尽量利用混凝土60天或90天的后期强度,以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。

(2)混凝土配合比,应根据使用的材料通过试配确定。一般要求水泥用量宜控制在260-300kg/m³。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33-0.37(泵送时宜为0.4-0.45)。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆坍落度应根据配合比要求严加控制,当采用商品混凝土泵送时,坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决,严禁在现场随意加水以增大坍落度,并应控制在10-14㎝为宜。

(三)混凝土浇筑

1.准备工作

大体积混凝土施工前的准备工作,除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外,应根据其施工的特殊性,做好附属材料和辅助设备的准备工作,如冰、冰水箱(池)、真空吸水设备、水泵、测温设备等,尤其要对预埋的降温循环系统和测温孔的检查。

2.控制要点

(1)混凝土浇筑要点如下:

1)大体积混凝土的浇筑,应根据整体连续浇筑的要求,结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况,选用以下三种方法:

① 全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑,当已浇筑的下层混凝土尚未凝结时,即开始浇筑第二层,如此逐层进行,直至浇筑完成。这种方法适用于结构平面尺寸不太大的工程。一般长方形底板宜从短边开始,沿长边推进浇筑;亦可从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

②分段(块)分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土,进行到一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其它各层。

③斜面分层:适用于结构的长度超过厚度三倍的工程,振捣工作应从浇筑层的底层开始,逐渐上移,以保证分层混凝土之间的施工质量。

2)分层浇筑时,上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/㎜2,混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之在25ºC以下时(即Tb-Tq≤25ºC)进行。

3)为了加强分层浇筑层间的结合,可以采取在下层混凝土表面设置键槽的办法。键槽可用100×100㎜的木方每隔1m左右留设。

4)分层浇筑间隔的时间,应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好,即水化热温峰值以后,一般为3-5天,因此间隔时间以大于5天为宜。

三、温度控制

(一)测温点的布置

布设位置必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度,应布置在底部、中部和表面,垂直测点间距一般为500-800㎜;平面则应布置在边缘与中间,平面测点间距一般为2.5-5m。当使用热电偶温度计时,其插入深度可按实际需要和具体情况而定,一般应不小于热电偶外径的6-10倍,则测温点的布置,距边角的表面应大于50㎜。

采用预留测温孔洞方法测温时,一个测温孔只能反映一个点数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。

(二)测温制度

混凝土温度上升阶段每2-4h测一次,温度下降阶段每8h测一次,同时应测大气温度。所有测温孔均应编号,进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量。测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录,应交技术负责人阅签,并作为对混凝土施工和质量的控制依据。

(三)测温工具

为了及时控制混凝土内外两个温差,以及校验计算值与实测值的差别,随时掌握混凝土温度动态,宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热电偶测温时,还应配合普通温度计,以便进行校验。在测温过程中,当发现温度差超过25ºC时,应及时加强保温或延缓拆除保温材料,以防止混凝土产生温差应力和裂缝。

结语

由此可见大体积混凝土施工过程中每个环节每个工序都相当重要,我们应该从混凝土的原材料、配合比、施工方法、埋设降温设施、养护等方面进行严格控制才满足相关要求。

参考文献:

[1]徐健.关于建筑工程大体积混凝土施工技术要点的探讨[J].四川水泥,2015,12(8):257.

[2]黄琼.对路桥施工技术及质量控制措施的探讨[J].江西建材,2016,7(3):150.

论文作者:郑六龄

论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第9期

论文发表时间:2018/7/30

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