大體積大方量混凝土施工質(zhì)量控制

1、<p>　　大體積大方量混凝土施工質(zhì)量控制</p><p>　　摘要：大體積大方量混凝土水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快，混凝土里表溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。采用在大體積混凝土中設(shè)置水管，并在混凝土澆筑完成之后向水管中通入冷水，進(jìn)行主動(dòng)降溫,有效的降低了大體積混凝土內(nèi)部過(guò)高的水化熱，防止了水化熱引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致的有害裂縫產(chǎn)生，保證了混凝土質(zhì)量。 </p><

2、p>　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土；溫度裂縫；冷卻水管；主動(dòng)降溫 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1.前言： </b></p><p>　　大體積混凝土就是指長(zhǎng)、寬、高任意一邊不小于1米，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料的水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，它主要的特點(diǎn)就是體積

3、大。大體積大方量混凝土在施工中，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升較快。當(dāng)混凝土里表溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。 </p><p>　　1.1大體積混凝土施工易產(chǎn)生兩種溫度裂縫： </p><p>　　1.1.1表面裂縫：大體積混凝土澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚集在內(nèi)部不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度顯著升高，如果表面散熱較快，這樣就形成較大的內(nèi)外溫差，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)

4、生拉應(yīng)力，而混凝土的早期抗拉強(qiáng)度很低，因而出現(xiàn)裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開(kāi)表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。 </p><p>　　1.1.2貫穿性裂縫：由于建筑物物里表溫差較大，結(jié)構(gòu)尺寸又受到外界的約束而引起的。當(dāng)大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時(shí)，又沒(méi)有采取特殊措施降低、放松或取消約束，或根本無(wú)法消除約束時(shí)易導(dǎo)致拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度而在約束接觸

5、處產(chǎn)生裂縫，甚至?xí)灤┱麄€(gè)表面產(chǎn)生貫穿性裂縫。 </p><p><b>　　2.施工方案： </b></p><p>　　XX煤礦副井井塔的基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)的外形尺寸為23.2m*23.2m*1.95m，最小截面尺寸為1.95m，為大體積大方量混凝土。為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率，減小混凝土收縮、提高混凝土的極

6、限拉伸強(qiáng)度、改善約束條件等方面全面考慮，結(jié)合實(shí)際采取主動(dòng)降溫措施。 </p><p>　　2.1降低水泥水化熱和變形 </p><p>　　2.1.1.選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等。 </p><p>　　2.1.2.充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量。根據(jù)試驗(yàn)每增減10

7、kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升降1℃。 </p><p>　　2.1.3.使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的粗細(xì)骨料；控制砂石含泥量；摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應(yīng)的減水劑、緩凝劑，改善和易性、降低水灰比，以達(dá)到減少水泥用量、降低水化熱的目的。 </p><p>　　2.1.4.在拌合混凝土?xí)r，還可摻入適量的微膨脹或膨脹水泥，使混凝土得到補(bǔ)償收縮，減少混凝土的溫度應(yīng)力。 &l

8、t;/p><p>　　2.2加強(qiáng)施工中的溫度控制 </p><p>　　2.2.1.在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應(yīng)力，由于施工期間室外溫度較低，必須采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。 </p><p>　　2.2.2.采取長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，延緩降溫時(shí)間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。 </p&g

9、t;<p>　　2.2.3.加強(qiáng)測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)行信息化控制，隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以?xún)?nèi)，基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以?xún)?nèi)，及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)控制，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過(guò)大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。 </p><p>　　2.2.4.合理安排施工程序，控制混凝土在澆筑過(guò)程中均勻上升，避免混凝土拌合物堆積過(guò)大高差。在澆注完成后及時(shí)回填土，避免其側(cè)面長(zhǎng)期

10、暴露。 </p><p>　　2.3．需增加的主動(dòng)降溫措施： </p><p>　　采用在大體積混凝土中設(shè)置水管，并在混凝土澆筑完成之后向水管中通入冷水，來(lái)降低混凝土水化熱的措施。冷水流經(jīng)整個(gè)冷卻水管系統(tǒng)后，將混凝土水化產(chǎn)生的熱量大部分帶走，相當(dāng)于減小了混凝土厚度。由于混凝土內(nèi)部溫度及內(nèi)外溫差顯著降低，混凝土冷卻后就不存在拉應(yīng)力過(guò)大和容易產(chǎn)生溫差裂縫的問(wèn)題了。采用混凝土內(nèi)部降溫法由于為主動(dòng)

11、降溫，混凝土內(nèi)部溫度容易控制，因此具有明顯的優(yōu)越性。 </p><p>　　冷卻管的設(shè)置，需經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，選用施工現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的ф48×3.5鋼管腳手架桿，這樣便于現(xiàn)場(chǎng)取材。經(jīng)過(guò)初步估算，ф48×3.5的鋼管通入冷水后可降低以鋼管為圓心的0.5m半徑內(nèi)的混凝土的溫度。因此，冷卻水管在平面的布置間距應(yīng)為1m，本筏板基礎(chǔ)的厚度1.95m，所以應(yīng)沿厚度方向布置兩排降溫水管（見(jiàn)圖1），分別設(shè)置在距基礎(chǔ)底面0.

12、6m和1.4米的高度。降溫水管在大體積混凝土中應(yīng)該以梅花形布置（見(jiàn)圖2）。冷卻水管中水的流速可為v=1m/s。 </p><p>　　圖1：距底板1.4m處的冷卻水管層 </p><p>　　圖2：筏板基礎(chǔ)冷卻水管布置剖面圖（圖中實(shí)心圓點(diǎn)為冷卻水管，外部大圓為對(duì)混凝土的降溫范圍） </p><p>　　根據(jù)大體積混凝土施工規(guī)范的有關(guān)要求，溫控指標(biāo)應(yīng)符合混凝土澆筑塊體

13、的里表溫差不宜大于25℃。所以為保證所選用的冷卻水管管徑及間距、流速等符合大體積混凝土的降溫要求，對(duì)擬采用的措施進(jìn)行了詳細(xì)驗(yàn)算： </p><p><b>　　≤25℃ </b></p><p>　　式中：T砼—混凝土的溫度 </p><p>　　W—單位體積混凝土中水泥用量，本工程約為390kg/m3； </p><p&g

14、t;　　Q水泥—水泥的水化熱，約為375kj/kg； </p><p>　　c砼—混凝土的比熱容,0.97kj； </p><p>　　ρ砼—水的密度1000kg/ m3； </p><p>　　R—混凝土半徑（兩降溫水管距離的一半）0.5m； </p><p>　　v水—水的流速, 1m/s； </p><p>　　

15、c水—水的比熱容，4.2kj； </p><p>　　r—水管的半徑,0.024m； </p><p>　　L—降溫水管在混凝土中通過(guò)的長(zhǎng)度； </p><p>　　λ—混凝土的傳熱系數(shù)2.33； </p><p>　　e—常數(shù)，取2.718； </p><p>　　m—系數(shù)，當(dāng)空氣溫度為20°C時(shí)取0.36

16、2； </p><p>　　t—混凝土的齡期，取3天。 </p><p>　　將各個(gè)數(shù)值代入到公式當(dāng)中： </p><p>　　=15.6≤25℃ </p><p>　　驗(yàn)算結(jié)果顯示，所采用的冷卻管能滿(mǎn)足筏板基礎(chǔ)大體積混凝土的溫控要求。 </p><p><b>　　3.實(shí)際效果： </b><

17、;/p><p>　　為及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫升與表面溫度的變化值，在基礎(chǔ)混凝土內(nèi)埋設(shè)若干個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，第l-5d每2h測(cè)溫1次，第6d后每4h測(cè)溫1次，測(cè)至溫度穩(wěn)定為止。經(jīng)實(shí)際測(cè)量，基礎(chǔ)大體積混凝土內(nèi)部的溫度與大氣溫度的差值沒(méi)有超過(guò)25°C。符合規(guī)范要求。 </p><p>　　經(jīng)工程施工實(shí)踐證明，結(jié)合各項(xiàng)基礎(chǔ)大體積混凝土的質(zhì)量控制措施，在基礎(chǔ)混凝土中設(shè)置兩層冷卻水管進(jìn)行主動(dòng)降溫,有效的降

18、低了大體積混凝土內(nèi)部過(guò)高的水化熱，防止了水泥水化熱引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致的有害裂縫產(chǎn)生，保證了混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量，副井井塔筏板基礎(chǔ)的混凝土經(jīng)試驗(yàn)室的檢測(cè)，全部達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。井塔基礎(chǔ)工程也順利的通過(guò)了有關(guān)部門(mén)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)驗(yàn)收。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]虞曉光 . 不同條件下的混凝土工程應(yīng)用技術(shù) 中國(guó)現(xiàn)代工程技術(shù)出版