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最新,水利工程大体积混凝土质量,要如何控制
2018-02-06   来源:广西水利水电工程质量与安全监督网   阅读次数:586

    大体积混凝土在浇筑初期, 由于水泥水化过程中发出的热量, 使得混凝土内部升温速度很快。整个升温过程一般持续3~5d, 3d 内温度便可达到最高值(一般可达到55℃~59℃), 此后温度趋于稳定并开始降低。

    由于混凝土导热性能差, 混凝土内部温度聚集在结构物内长期不易散失, 在早期水化热温度迅速升高阶段, 由于混凝土内、外散热条件不同, 形成温度梯度, 内外温差较大,表面受拉, 内部受压, 当应力超过混凝土抗拉强度时, 混凝土表面就产生裂缝。所以大体积混凝土的施工防裂技术措施是大体积混凝土施工技术的核心内容。

    1降低水化热措施

    降低水泥水化热、延迟水泥水化热峰值的到来是防裂最有效的技术措施, 具体的措施有:

    1.1  采用混凝土60d强度作为设计强度

    大体积混凝土采用60d后期强度,可以减少大体积混凝土中水泥用量,提高掺合料用量,以降低大体积混凝土的水化温升。同时可以使浇注后的混凝土内外温差减小,降温速度控制难度降低。 

    1.2 选用低水化热水泥

    水泥品种和用量直接影响水化热的高低。应选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,水泥3d水化热不宜大于240kJ/kg,7d水化热不宜大于270kJ/kg。 

    1.3 掺粉煤灰

    掺粉煤灰外掺料,改善混凝土和易性, 减少水泥用量,降低水化热。实际施工过程中,粉煤灰掺量一般控制在20%以内。

    1.4 掺外加剂

    由于高效缓凝减水剂具有较高的减水率,在水灰比不变的情况下,可降低水泥用量,最终降低水泥水化热。其缓凝作用在满足施工工艺的同时,可延缓水泥的化,从而推迟水化热峰值,有利于温升控制。常用减水剂如SF-1 缓凝高效减水剂。

    1.5 控制粗、细骨料质量

    根据当地骨料生产现状, 采用非碱活性粗骨料, 粒径为1 6~3 1. 5 mm级配良好的碎石, 含泥量不大于1 % , 从而提高混凝土和易性, 减少水泥用量, 最终减少水泥水化热。

    细骨料宜采用中砂,其细度模数宜大于2.3,含泥量不大于3%。合理配置配合比砂率,能减少水泥用量,从而减少混凝土收缩。

    2施工措施 

    2.1 混凝土运输

    风机基础混凝土要求一次性浇筑,质量要求高、浇筑施工强度大。合理的配置设备数量,控制混凝土的和易性,是保证混凝土人仓速度的关键。混凝土运输过程中严禁向拌和物中加水,混凝土搅拌运输车应具有防风、防晒、防雨和防寒设施,并控制混凝土运输速度,保持混凝土均匀性,不发生分层、离析现象。所配置的混凝土拌合物,至浇注工作面的塌落度不宜低于160mm。

    2.2 控制混凝土入模温度

夏季浇注混凝土时,宜采用遮盖、洒水、拌冰屑等降低混凝土原材料温度的措施,混凝土入模温度宜控制 在30℃以下;冬季浇注混凝土时,宜采用热水拌和、加热骨料等提高混凝土原材料温度的措施,混凝土入模温度不宜低于5℃。 

    2.3 混凝土浇筑

    大体积混凝土浇注应分层进行,分层厚度300~500mm;混凝土浇筑宜从低处开始,沿长边向另一端进行,对圆形基础,按从周边向中心浇注。应在前层混凝土初凝之前将下一层浇注完毕,层间最长间歇时间不应大于混凝土的初凝时间。对于风力发电基础,建议一次建筑完毕,不留施工缝。 

    2.4 混凝土振捣

    采用Φ50 软轴振捣棒及时振捣,以“梅花形”方式插入振捣,快插慢拔至混凝土表面开始泛浆即换位,间距40-60cm 控制,振捣到位,无漏振过振现象,确保浇筑质量。振捣器垂直地插入混凝土内, 并要插至前一层混凝土50~ 100 mm,以保证新浇混凝土与先浇混凝土能较好地结合。 

    2.5 混凝土养护及拆模

    (1)混凝土浇筑完毕后,应立即用棉毡、草袋、塑料薄膜覆盖包裹,进行保温保湿养护,夏季及春秋季节施工的混凝土早期采用补水养护, 即表面包裹, 再用塑料包裹封闭, 养护期内,需对蓄水物质实时注水, 养护时间应≥14 d 。

    (2)做好混凝土保温工作。控制混凝中心温度与表面温度差值不超过25℃;控制混凝土表面与周围环境温度差值不超过20℃。当不满足要求或天气骤然变化时, 应及时采取保温隔热措施,增减保温材料,防止因温度梯度引起混凝土开裂。

    (3)混凝土除去表面覆盖物或拆模后, 应对混凝土采用覆盖洒水措施进行潮湿养护,有条件应尽量延长混凝土包裹保湿养护时间。

    (4)当昼夜平气温低于5℃或最低气温低于-3℃时,应按冬期施工处理。当环境温度低于5 ℃时, 禁止对混凝土表面进行洒水养护。此时,可在混凝土表面喷涂养护液,并采取适当保温措施。

    (5)模板应在混凝土达到设计强度后方可拆除,拆模应在混凝土表面温度与周围环境温度差值不大于20℃情况下进行。

    3其他防止开列措施

   (1)进行混凝土水化热热工计算, 绘制出混凝土内部温度变化曲线, 了解混凝土温度“上升-峰值-下降”变化的全过程。

    (2)在承台混凝土中埋设热敏电阻元件, 或温度传感器,测定结构内部温度,对实时温度变化进行监测。

    (3)通过埋置冷却水管实现循环冷却,经热交换作用, 降低混凝土结构中不同界面、不同深度的温度,以达到减小内外温差的目的。

    尾巴:

    我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定: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凝土,称之为大体积混凝土。

    现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大,一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小,水泥水化热释放比较集中,内部升温比较快。混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它,来保证施工的质量。

    美国混凝土学会(ACI)规定:“任何就地浇筑的大体积混凝土,其尺寸之大,必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题,以最大限度减少开裂”。

    大体积混凝土一般在水工建筑物里常见,类似混凝土重力坝等。


    大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同,但其实质的区别是由于混凝土中水泥水化要产生热量,大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快,造成内外温差过大,其所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素,又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素,比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别,一般来说,当其差值小于25℃时,其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度,不会造成混凝土的开裂,当差值大于25℃时,其所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度,造成混凝土的开裂,此时就可判定该混凝土属大体积混凝土。[3] 

    高层建筑的箱形基础或片筏基础都有厚度较大的钢筋砼底板,高层建筑的桩基础则常有厚大的承台,这些基础底板和桩基承台均属大体积钢筋砼结构。还有较常见的一些厚大结构转换层楼板和大梁也属大体积钢筋砼结构。


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