大体积混凝土施工技术研究

2022-09-11

1 施工前的技术

大体积混凝土施工前的关键技术主要是混凝土配合比的配制。因为配合比的合理性不仅仅关系到混凝土强度, 还会影响混凝土的泵送要求、坍落度、和易性以及混凝土浇筑后的水化热产生的多少等等, 特别是大体积混凝土的水化热将影响到混凝土的裂缝既而影响整个大体积混凝土的质量。根据笔者的工程经验, 要保证大体积混凝土施工的质量, 配合比应满足以下这些要求。

水泥品种选择及数量要求。在大体积混凝土施工中, 混凝土温度升高的主要因素是水泥产生的水化热, 但由于不同品种水泥的水化热差异较大。因此, 对大体积混凝土的水泥一般采用低水化热和凝结时间较长的水泥, 如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。尽可能不用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥, 以减低水泥所产生的水化热。如要采用高水化热的水泥, 就必须采取相应措施延缓水化热的释放。此外, 除采用水化热低的水泥外, 要减少温度变形, 还应千方百计地降低水泥用量。

砂石料的级配要合理。一般情况下, 采用级配好的碎石作为粗骨料。粗骨料选用10m～40mm天然连续级配碎石, 这种级配经实践验证在相同水灰比情况下, 水泥可减少22kg左右。细骨料采用细度模数为218～310的中砂。它比采用细砂每立方米混凝土减少用水量20kg左右, 水泥相应减少20kg～25kg, 从而降低混凝土的干缩。另外, 砂、石含泥量控制在1%以内, 并不得混有有机质等杂物。

合理掺加混凝土用掺和料 (如粉煤灰) 、外加剂 (如缓凝剂、减水剂) , 不仅可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性, 还可减少水泥水化热。

2 施工过程的技术

2.1 大体积混凝土的浇筑和振捣

混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑, 不得随意留施工缝, 并符合下列规定。

混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。当采用泵送混凝土时, 混凝土的摊铺厚度不宜大于600mm;当采用非泵送混凝土时, 混凝土的摊铺厚度不宜大于400mm;分层连续浇筑或推移式连续浇筑, 其层间的间隔时间应尽量缩短必须在前层混凝土初凝之前, 将其次层混凝土浇筑完毕, 以避免混凝土产生冷缝, 增强混凝土的密实性。层间最长的时间间隔应不大于混凝土的初凝时间。在每条浇筑带的前、中、后布置3道振捣棒, 前道振捣棒布置在底排钢筋处和混凝土的坡脚处, 确保混凝土下部的密实;后道振捣棒布置在混凝土的卸料点, 解决上部混凝土的捣实;中部振捣棒使中部混凝土振捣密实, 并促进混凝土流动。对于工程量较大、浇筑面积也大、一次连续浇筑层厚度不大 (一般不超过3m) , 且浇筑能力不足时的混凝土工程, 宜采用推移式连续浇筑法。

在混凝土浇筑过程中, 应及时清除混凝土表面的泌水。在大体积混凝土浇筑过程中, 由于混凝土表面泌水现象普遍存在, 为保证混凝土的浇筑质量, 要及时清除混凝土表面泌水。因为泵送混凝土的水灰比一般比较大, 泌水现象也比较严重, 不及时清除, 将会降低结构的混凝土质量。

对于大体积混凝土施工的振捣方法应符合下列规定。

应采取快插慢拔方式, 振捣棒移动间距宜小于400mm, 振捣时间15s～30s为宜, 但应以混凝土表面不再明显下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准, 而且应插入下层混凝土50mm左右, 以消除两层之间的接缝。为增加混凝土的密实度和提高抗裂性能, 应采用二次振捣方法, 而二次振捣适宜为浇筑后的40min开始。为防止蜂窝、麻面等混凝土施工质量事故, 在振捣过程要全面仔细, 禁止出现漏振。

2.2 大体积混凝土的养护

大体积混凝土其浇筑量过大, 整体要求性高, 在浇捣和养护过程中水泥水化放出大量的水化热, 但因其体积厚大, 大量水化热得不到有效散发, 混凝土内部温度高于外层混凝土温度, 产生较大的温度差, 由于表里体积膨胀不一致, 便会产生温度裂缝, 故大体积混凝土保温养护是施工技术的要点。

在大体积混凝土保温养护过程中应注意保持适宜的温度和湿度, 可在混凝土表面覆盖草袋及塑料薄膜, 以便控制混凝土内、表温差;应对混凝土浇筑块体的内外温差和降温速度进行监测, 根据现场实测结果可随时掌握与温控施工控制数据有关的数据来调整保温养护措施以满足温控指标的这一要求。

在大体积混凝土养护过程中, 要严格控制降温速度, 不得采用强制、不均匀的降温措施。

大体积混凝土施工时, 主要采用钢模和木模。当采用钢模时, 根据保温养护的需要, 钢模外也应采取保温措施, 当采用木模时, 可把木模作为保温材料考虑。无论钢模、木模在模板拆除后, 都应根据大体积混凝土浇筑块体内部实际的温度场情况, 按温控指标的要求采取必要的保温措施。

3 工程实例

3.1 工程概况

某工程的主控楼基础底板采用厚筏基础基础厚度1.0m, 一次连续浇筑方量约1300m3不留设施工缝, 该底板混凝土设计强度为C30抗渗为S6防水型混凝土。根据工程进度要求该底板于夏季施工, 拟定10天浇灌完成, 每小时入仓100m3混凝土。

3.2 工程实施

为了保证基础底板的混凝土质量, 笔者编制了详细的热功计算书和大体积混凝土施工方案, 就本工程特点结合大体积混凝土施工要求进行了详细的论证。并在施工实施前做了风险防范预案措施, 在施工前期做到了主动控制, 在混凝土浇筑后, 认真进行了测温、养护、复核工作, 在大体积混凝土施工中取得了较好的效果。

现取Z-1测温点的实测温度绘制成降温曲线图, 进行实时的温度监控。测温采用电子测温仪, 温度感应探头。先在混凝土里预埋钢筋, 再沿钢筋设上中下三个测温探头, 分别标识为该测点混凝土上中下三个不同深度的温度。经测温结果分析, 采用的养护方法有效地控制了混凝土内外温差不超过规定值, 达到了防止裂缝产生的目的。