约束条件下泵送大体积混凝土的施工技术措施.doc
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1、约束条件下泵送大体积混凝土的施工技术措施西安益丰建筑工程有限公司 陈登富大体积混凝土由于水化热大,存在内外温差产生变形,当受到外部约束极易产生裂缝,如采用泵送施工,使用不当有时会影响混凝土质量。本人通过工程施工实践,采取了切实可行的技术措施,使工程质量得到了保证。 西安第四军医大学科技楼由裙楼和主楼组成,裙楼六层,主楼地下二层,地面以上21层,另设上下两个技术夹层,地面以上总高度94米。结构类型为框架剪力墙结构,基础采用桩箱联合基础,桩基采用D=600800mm的混凝土灌注桩,箱形基础混凝土设计强度C40,抗渗等级为S8,箱基底板厚14米,底板下03m厚的C10垫层,平面尺寸长宽=5643(m
2、),箱基底板在水位以下约4m,考虑到水头压力较大,为避免渗漏,施工中不留后浇带,底板工程量3400m。混凝土连续一次浇注完成,由于浇注强度大采用了现场搅拌,用混凝土泵输送混凝土。箱基底板混凝土强度高,混凝土浇注量大,受到桩基和03m厚C10垫层混凝土板的约束,我们采用了以下措施有效地控制了大体积混凝土结构裂缝,收到明显效果。一、工作特点分析本工程的特点,混凝土级别较高、水泥用量大、收缩变形大,几何尺寸不十分大,水化热温升较块,降温散热快易引起开裂,混凝土桩的约束作用引起混凝土内部的拉应力。这些因素带来了本工程施工的特殊性。造成大体积混凝土产生裂缝的机理一般是混凝土在凝结硬化过程中,水泥水化反应
3、产生的水化热使混凝土温度升高,由于散热条件差,致使水化热积蓄在混凝土内部,从而引起明显的温升,混凝土温度的变化,使混凝土产生温度变形,若此变形受到约束,将产生混凝土内部的拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉极限时,混凝土便产生温度裂缝。此种裂缝又分为两种,第一:混凝土块体温升达到最高值后,温度逐渐下降,块体随之收缩,但受到基岩或已硬化的混凝土垫层或桩的约束(外约束),从而产生自下而上的拉应力贯通性裂缝,此种裂缝在工程中特别在水下危害很大,直接影响工程的使用。本工程主楼部分为桩箱联合基础,由于桩和厚垫层对箱基底板的约束作用稍有不当,极有可能产生这种贯穿性裂缝;第二:厚大体积混凝土块体内外温度分布是不
4、均匀的,其表面温度接近外界气温,而内部温度则高于表层温度,由于内外温度的不一致,使表层混凝土的收缩受到里层混凝土的约束,而产生温度拉应力,往往产生表面裂缝,因此在施工中应控制温度应力防止温度裂缝的产生。针对这些我们在大体积混凝土施工中着重解决如下几点: 1、改善混凝土的自身性能。混凝土的温升产生于水泥的水化热,降低水化热、减少分散发热量提高施工的可操作性。 2、控制温度差。在大体积混凝土施工中,当混凝土性能与约束条件已定的情况下,控制温差是减小温度应力防止裂缝产生的最有效措施,若温差控制在2025以内,则不会出现温度裂缝。 3、严格施工管理中的各环节。合理选用原材料、外加剂及混凝土施工配合比,
5、提高混凝土的密实性,减少混凝土的收缩,提高混凝土抗拉强度,是抵抗混凝土裂缝的有效措施。 4、加强混凝土的养护。泵送大体积混凝土加入了外加剂其水灰比较小,用水量很少,为了增强水泥水化反应,养护时间都较普通混凝土多和长,同时应注意测温,随时掌握混凝土温差的变化。二、保证大体积混凝土质量技术措 1、水泥品种的选用较高强度的混凝土一般适用普通水泥,根据西安市场条件,选用耀县生产的525R水泥,该水泥用作普通混凝土施工有很多优点,但是用作强度较大的大体积混凝土的施工存在许多弊端,其一大体积混凝土一般采用低水化热的水泥,但是R品牌的早强水泥初凝时间短、凝结快、水化热释放时间相对集中,使混凝土内部产生较高的
6、温升。其二这种水泥的水化热高于普通525水泥,给工程的施工带来了很多不利。 2、减少水泥的用量减少水泥的用量能有效地减少水化热,降低混凝土的温升值,我们主要采用三条措施,第一,掺入10的粉煤灰替代10的水泥,根据美国垦务局提出的绝热温升的公式:T(t)=mcQ(1- e-mt)c;式中 T(t)在龄期t时的绝热温升() mc每m3混凝土中的水泥用量 (kgm3) Q每kg水泥的水化热(kJkg) c混凝土的比热(097kJkgK) 混凝土的密度(2400kgm3) m随混凝土浇筑温度、水泥品种等而异的系数 525水泥的水化热375kJkg,当浇筑温度为25时取m0382,可算得如果每立方米混凝
7、土的水泥用量增减10kg在绝热条件下的温升约2左右。第二,征得设计部门同意,发挥粉煤灰后期强度和混凝土强度在28d龄期后仍有少量增长的有利作用,采用60d的混凝土强度作为评定标准,充分发挥混凝土强度的潜力,经50组以上配合比试验证明60d的强度较28d提高58MPa,在保证混凝土的强度条件下减少了水泥的用量。第三,掺用高效减水剂。泵送混凝土要求坍落度180220mm范围以内,我们按施工要求坍落度20cm,在坍落度一定时降低了水灰比即减少了水泥用量。 3、掺外加剂 在混凝土中掺合高效减水剂、缓凝剂。水灰比控制在05以下,使用缓凝剂的目的针对525R水泥的早强作用,使混凝土的热量释放延缓并趋于平稳
8、,有利于混凝土的散热,我们使用了缓凝剂以后初凝时间延长到9h以上。为保证足够的抗渗性加入了12的UEA混凝土微膨胀剂,在限制条件下这种膨胀能转化为化学预压应力,可补偿混凝土的收缩,防止并减少裂纹,提高抗渗性。 4、严格控制混凝土骨料的规格和质量 粗骨料选用1030mm级配合理的泾河天然级配卵石,颗粒级配符合筛分曲线,含泥量小于1,压碎指标为9,针片状低于15,细骨料选用细度模量279的中砂。砂子的含泥量不超过3。 5、优选混凝土施工配合比 经反复试配选定混凝土配合比。为使水泥用量较少并且强度高能保证混凝土内外温差小于25,我们选用的配合比是:水灰比 水泥 细骨料 粗骨料 水 粉煤灰 外加剂04
9、3 392 682 1112 170 44 35(水胶比=1:039)1:174:284:O11:009试块按统计方法评定均达到了设计要求。 6、保证混凝土的均匀密实 保证混凝土的密实性从两个方面入手,一:选用了宝鸡电厂的粉煤灰液态渣,这种粉煤灰在高达1740的炉膛内产生的,具有玻璃体含量高,水化反应快,水化产物高,孔隙小的特点,该粉煤灰玻璃体含量大于70 96,有较高的活性,在ca(OH)2和CaSO42H2O的激发下,活性充分发挥,可大大提高混凝土的后期强度,增加混凝土的密实度,和易性也较好,同时提高了混凝土的可泵性。二:确保混凝土均匀密实。混凝土的计量严格按标准采用电子计量措施,准确地校
10、正并配有专人管理,混凝土的浇注平面科学安排,流水施工,计算好浇筑速度,采用分层斜浇法,使上下层混凝土浇筑停歇时间不超过初凝时间,浇筑面分界处不漏振。在混凝土的浇面上采用高频震动器,泵管送到浇筑面上的混凝土每层厚度控制在30cm以内,浇筑上层混凝土前先将下层混凝土表层充分振捣,再浇筑上层混凝土,振捣上层混凝土时振动棒插入下层混凝土表面至少5cm,以利于散热也便于上下层混凝土充分咬合形成整体。 7、加强混凝土保温和养护工作 混凝土表面蓄热保温,适度润湿养护是保证将混凝土内外温差控制在25内的一项关键的工作。为了不使温差大于25必须采取有效的保温养护工作,本工程在开工前作了充分的准备工作,在现场用同
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