大體積混凝土施工技術探析

焦玉俊 王朋林

(中國一冶集團有限公司，湖北 武漢 430000)

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大體積混凝土施工技術探析

焦玉俊 王朋林

(中國一冶集團有限公司，湖北 武漢 430000)

結合姑嫂樹路改造工程大體積混凝土蓋梁(截面尺寸長×寬×高：51 m×4.2 m×2.7 m)施工經(jīng)驗，探索大體積混凝土溫度變化的規(guī)律，根據(jù)混凝土溫度變化的規(guī)律，對大體積混凝土不同階段進行控制，以更好的指導后續(xù)大體積混凝土施工。

大體積混凝土，溫度，施工技術

大體積混凝土施工技術的應用在各項工程中越來越普遍，如何制定可行的大體積混凝土施工的有效保障措施和施工技術方案，是保障大體積混凝土成品質(zhì)量的重要因素。大體積混凝土由于各類原因易導致混凝土裂縫的產(chǎn)生。產(chǎn)生裂縫主要原因是：1)水泥水化熱；2)約束條件；3)外界氣溫變化；4)混凝土收縮；5)混凝土振搗不到位，導致大體積混凝土內(nèi)外溫差過大，出現(xiàn)裂縫。依據(jù)大體積混凝土施工技術規(guī)范，加強大體積混凝土施工過程控制，是保障大體積混凝土成品質(zhì)量的關鍵。

1 大體積混凝土溫度變化分析

通過對大體積混凝土蓋梁測溫，得出如表1所示的溫度變化(混凝土澆筑完成后，每隔12 h測得混凝土內(nèi)部及表面溫度，入模溫度為27.5 ℃?；炷翜囟葹楦鳒y點的平均溫度)。

混凝土溫度與時間的曲線如圖1所示。

通過對大體積混凝土蓋梁澆筑完成后溫度監(jiān)測，可得出在澆筑完成后70 h～84 h時間段，混凝土的內(nèi)部溫度達到最高值。并且根據(jù)曲線變化，溫度上升的幅度較溫度下降幅度要大。這是因為混凝土內(nèi)部的水泥水化熱的作用大部分集中在澆筑后的約80 h內(nèi)發(fā)生，在80 h前水泥水化作用產(chǎn)生的熱量大于混凝土構件散失的熱量，此后混凝土的水化作用逐漸減少，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的水化熱與混凝土散失的熱量基本相同，此時混凝土的內(nèi)部溫度達到最高值，隨后混凝土內(nèi)部的溫度會逐漸降低，在8 d～10 d后，混凝土溫度與自然溫度基本相同。

表1 大體積混凝土溫度變化表

2 大體積混凝土施工技術與保障措施

加強各個環(huán)節(jié)的控制，現(xiàn)場專人進行有效監(jiān)控，從而保障施工質(zhì)量。

2.1 優(yōu)化混凝土配合比

施工前應提前對混凝土進行多組試配，對比進行配合比優(yōu)化設計，在混凝土滿足施工現(xiàn)場工作性能及設計要求的其他性能的情況下，應采用低砂率、低坍落度、低水膠比、摻高效減水劑和高性能引氣劑及高粉煤灰摻量的設計準則，生產(chǎn)出低熱和高抗拉值的混凝土。

生產(chǎn)的混凝土應具有良好的粘聚性，不離析、不泌水。初始坍落度在滿足現(xiàn)場施工要求的情況下宜盡量小，初凝時間應控制在8 h～12 h。摻加一定量的粉煤灰，減少水泥和水用量，提高混凝土抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料整體的水化熱，并能提高混凝土的抗拉強度，減少混凝土的泌水，延遲澆筑后混凝土溫度高峰的出現(xiàn)時間等，能對減小混凝土內(nèi)外溫差起到很大作用。

大體積混凝土施工時，盡量減少水泥水化熱，推遲放熱高峰出現(xiàn)的時間(根據(jù)大體積混凝土蓋梁的測溫結果，可得出高峰時段出現(xiàn)在混凝土澆筑完成后70 h～84 h)，在征得設計單位同意的情況下，可采用60 d齡期的強度作為設計強度，混凝土強度增長時間長，可減少水泥用量。

2.2 混凝土材料及攪拌

在夏季盡量在夜間進行混凝土澆筑。嚴格控制混凝土各類原材料的溫度，水泥溫度過高應要求水泥廠家在水泥出廠前放置一段時間或采取其他降溫措施；對砂、石料要采取遮陽措施，防止太陽直曬，并對粗骨料在使用前2 h，可灑水降溫；拌合水采用深層江水或地下水，否則要建集水池，并采取加冰塊降溫措施，使水在池內(nèi)靜置12 h～24 h，集水池的頂面采用保溫隔熱材料制成。降低原材料的溫度，則可減小混凝土出料和入模溫度，在很大程度上可減少混凝土在凝固過程中溫度應力值。

加強攪拌時間控制，大體積混凝土攪拌時間控制在不低于90 s。需有資質(zhì)的專業(yè)機構定期對攪拌站的計量系統(tǒng)校驗，把混凝土原材料的計量偏差控制在允許范圍內(nèi)?；炷猎跀嚢钑r，每天定期對砂、石的含水量，混凝土坍落度、出盤溫度進行檢測，及時調(diào)整配合比來保證混凝土的工作性，并且避免配合比出現(xiàn)較大波動，影響混凝土的成品質(zhì)量。

2.3 混凝土的運輸

在混凝土澆筑前，對混凝土運輸路線充分考察，綜合考慮運輸途中的交通堵塞及途中坍落度的損失等，確?；炷恋綀龅馁|(zhì)量。在夏季可考慮對運輸車輛覆蓋，防止太陽直曬。

2.4 混凝土的澆筑

混凝土施工宜進行分層澆筑、分層振搗密實，使混凝土的初步水化熱能盡快散失。分層澆筑厚度每層宜保證在30 cm以內(nèi)，并保持從倉面一側向另一側、由中間向兩邊澆筑的順序進行。分層斷面不宜過大，根據(jù)施工速度，保證在下層混凝土初凝前開始澆筑上層混凝土，在第二層混凝土澆筑時，振搗棒應插入下層混凝土內(nèi)，增加混凝土的密實度，使上下兩層混凝土在初凝前結合良好。混凝土澆筑應在環(huán)境溫度較低時(夜間)進行，并且入模溫度不宜高于28 ℃。

2.5 混凝土測溫

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，混凝土構件的外表溫度，為混凝土外表以內(nèi)5 cm處的溫度，混凝土內(nèi)部溫度，根據(jù)構件尺寸，應盡量選擇構件中心處的溫度。大體積混凝土構件測溫點，應能真實地反映出混凝土構件里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度，以本文介紹的大體積混凝土蓋梁為例，布置方式為：監(jiān)測點的布置范圍以蓋梁平面對稱軸線的半條軸線為測試區(qū)，在測試區(qū)內(nèi)監(jiān)測點按平面分層布置(分底部、面部、中間分兩層)；在每條測試軸線上，監(jiān)測點位5處，根據(jù)蓋梁結構的幾何尺寸布置；蓋梁里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度監(jiān)測，在混凝土澆筑后，每隔12 h進行。

2.6 混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑后，產(chǎn)生的水化熱較大，為防止成型結構產(chǎn)生裂縫，在混凝土中需設置冷凝管。以大體積混凝土蓋梁為例，冷凝管采用D30 mm的無縫鋼筋，沿橫梁長度方向布置，上、下各兩排，設置位置距橫梁緣50 cm處。

大體積混凝土應進行保溫保濕養(yǎng)護，在每次混凝土澆筑完畢后，及時用塑料薄膜密封，外包裝土工布，必要時可覆蓋棉被。除應按普通混凝土進行常規(guī)養(yǎng)護外，并應及時根據(jù)溫度測量結果對混凝土結構進行內(nèi)降溫及外保溫。在混凝土保溫養(yǎng)護過程中，應有專人對已完成的混凝土內(nèi)外溫差及溫度變化速率進行現(xiàn)場監(jiān)測并記錄分析，當測得的結果不滿足指標要求時，應及時調(diào)整養(yǎng)護措施。

混凝土初凝后，及時在冷凝管中通水，降低混凝土內(nèi)部溫度，通水時間不小于7 d。

根據(jù)技術規(guī)范要求，混凝土保濕養(yǎng)護的持續(xù)時間不得少于14 d，應對保溫材料的完整性進行檢查，保證在養(yǎng)護期混凝土表面濕潤，可大大減少混凝土收縮裂紋。根據(jù)測溫結果，當混凝土的表面溫度與環(huán)境最大溫差小于20 ℃時，且混凝土在降溫過程中，連續(xù)3 d內(nèi)外溫差小于25 ℃時，可全部拆除。

3 結語

大體積混凝土施工技術較普通混凝土難度要大，但如果從原材料、配合比、運輸、澆筑、養(yǎng)護等各方面的措施能夠到位，完全可以避免大體積混凝土各類質(zhì)量問題的發(fā)生。并且以姑嫂樹改造工程大體積混凝土蓋梁為例，根據(jù)溫度監(jiān)測，反映大體積混凝土內(nèi)部及表面溫度變化，以及變化速率。通過有針對性手段，對混凝土澆筑完成后，不同階段，采取相應的養(yǎng)護措施，確保大體積混凝土施工質(zhì)量。

[1]GB 50204—2005，混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范.

[2]GB 50496—2009，大體積混凝土施工規(guī)范.

[3]GB/T 50107—2010，混凝土強度檢驗評定標準.

Analysis on massive concrete construction technology

Jiao Yujun Wang Penglin

(China1stMetallurgyGroupCo.,Ltd,Wuhan430000,China)

Combining with massive concrete beam construction experience(section size: length width height: 51 m×4.2 m×2.7 m) of Gusaoshu road transformation engineering, the paper explores massive concrete temperature alteration law. According to massive concrete temperature change law, it controls massive concrete at various phases, with a view to better guide continuous massive concrete construction.

massive concrete, temperature, construction technology

1009-6825(2015)18-0090-02

2015-04-18

焦玉俊(1973- )，男，高級工程師； 王朋林(1985- )，男，工程師

TU755

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