對于大體積泵送混凝土施工分析

【摘 要】結(jié)合具體工程實(shí)例， 分析了工程的特點(diǎn)， 詳細(xì)介紹了該工程大體積泵送混凝土施工技術(shù)措施， 包括嚴(yán)格控制混凝土溫度、降低內(nèi)外溫差、預(yù)防收縮縫等， 以保證混凝土工程的質(zhì)量， 從而提高建筑物的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；泵送混凝土；施工；技術(shù)措施

1、工程概況和特點(diǎn)

本人參與施工的某高層商住樓，位于榆林市某住宅區(qū)內(nèi)，建筑面積42000 m2，2層地下室，底板采用現(xiàn)澆混凝土板，混凝土底板厚650 mm，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C30，混凝土總量5.38 萬m3，全部采用泵送商品混凝土。

其工程特點(diǎn)是： 1）混凝土運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)， 在通行相對正常的情況下， 混凝土運(yùn)達(dá)現(xiàn)場需30 min 左右； 2）基礎(chǔ)混凝土澆筑按工期和施工進(jìn)度要求， 安排在6 月下旬， 氣溫較高； 3）結(jié)構(gòu)體積大，底板厚650 mm， 鋼筋密集， 施工技術(shù)要求高。根據(jù)這些特點(diǎn)， 除必須滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性等要求外， 其關(guān)鍵是確保混凝土的可泵性， 控制混凝土的內(nèi)外溫差， 防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫。

2、施工技術(shù)措施

大體積混凝土由外荷載引起裂縫的可能性很小， 而混凝土硬化期間水化過程釋放的水化熱和澆筑溫度所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用， 由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。因此， 主要采用減少水泥用量以控制水化熱， 降低混凝土出機(jī)溫度以控制澆筑溫度， 并采取保溫養(yǎng)護(hù)等綜合措施來限制混凝土內(nèi)部的最高溫升及其內(nèi)外溫差， 控制裂縫并確保高溫情況下順利泵送和澆筑。

2.1 限制水泥用量降低混凝土內(nèi)部水化熱

1）選擇水泥。選用水化熱較低的32.5礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化熱與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比，3 d的水化熱約可低30%。

2）摻加磨細(xì)粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75 kg，改善了混凝土的粘聚性和可泵性， 還可節(jié)約水泥50 kg。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明， 每立方米混凝土的水泥用量每增減10 kg， 其水化熱引起混凝土的溫度相應(yīng)升1℃ ～1. 2 ℃， 因此可使混凝土內(nèi)部溫度降低5℃～ 6℃ 。

3）選用優(yōu)質(zhì)外加劑。為達(dá)到既能減水緩凝，又使坍落度損失小的要求，經(jīng)比較，最后選用了上海產(chǎn)效果明顯優(yōu)于木鈣的E. A- 2型緩凝減水劑，可減少拌和用水10% 左右，相應(yīng)也減少了水泥用量，降低了混凝土水化熱。

4）充分利用混凝土后期強(qiáng)度。實(shí)踐證明， 摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰混凝土后期強(qiáng)度較高， 在一定摻量范圍內(nèi)60d強(qiáng)度29d可增長20%左右。同時(shí)按GBJ146-90粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范， 地下室內(nèi)工程宜用60 d 齡期強(qiáng)度的規(guī)定。為了進(jìn)一步控制溫升， 減少溫度應(yīng)力， 根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載情況， 征得設(shè)計(jì)單位同意， 將原設(shè)計(jì)混凝土28 d 齡期C30 改為60 d 齡期C30（ 即用28 d 齡期C25代替設(shè)計(jì)強(qiáng)度）， 這樣可使每立方米混凝土的水泥用量減少50 kg ，混凝土溫度相應(yīng)隨之降低5℃ ～ 6℃。

5）綜合上述因素， 考慮氣溫較高和運(yùn)送距離較遠(yuǎn)造成的坍落度損失較大， 取出機(jī)坍落度為18 cm ±2 cm， 水泥用量控制在370 kg/ m3 以下， 由于降低水泥用量可降低混凝土溫度16℃～ 18℃ 。

2.2 用原材料降溫控制混凝土出機(jī)溫度

根據(jù)由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理， 可求得混凝土的出機(jī)溫度T ， 說明混凝土的出機(jī)溫度與原材料的溫度成正比， 為此對原材料采取降溫措施； 1）將堆場石子連續(xù)澆水， 使其溫度自澆水前的46℃ 降至澆水后的29℃ ，且可預(yù)先吸足水分， 減少混凝土坍落度損失； 2）黃砂在碼頭起水時(shí)， 利用江水淋水冷卻， 使之降溫。這樣， 經(jīng)計(jì)算出機(jī)溫度T =32.8℃ ， 37 次實(shí)測的平均實(shí)測值33.2℃ ， 送達(dá)現(xiàn)場的實(shí)測溫度為34. 60℃ ， 從而使入模溫度大為降低。

2.3 保持連續(xù)均衡供應(yīng)控制混凝土澆筑溫度

1）為了緊密配合施工進(jìn)度， 確保混凝土的連續(xù)均勻供應(yīng)， 經(jīng)過周密的計(jì)算和準(zhǔn)備， 配備了8 輛6 m3 攪拌車和兩臺移動(dòng)泵， 在澆筑期間始終保持了穩(wěn)定的供應(yīng)強(qiáng)度， 基本上做到了泵車不等攪拌車， 攪拌車不等泵車， 未發(fā)生過一次由于相互等待而造成堵泵現(xiàn)象。

2）本工程基坑挖深8.5 m， 坑內(nèi)實(shí)測最高氣溫達(dá)52℃， 安設(shè)了通風(fēng)散熱設(shè)施， 使坑內(nèi)澆筑溫度大幅度降低， 接近自然氣溫， 不僅控制了最高溫升， 而且改善了工人勞動(dòng)條件， 得以順利澆筑。

3）為不使混凝土輸送管道溫度過高， 在管道外壁四周用麻袋包裹， 并在其上覆蓋草包且反復(fù)淋水、降溫。

4）考慮混凝土的水平分層澆筑裝拆管道過于頻繁， 施工組織工作難于實(shí)施， 故采取斜面分層澆筑， 錯(cuò)開層與層之間澆筑推進(jìn)的時(shí)間以利下層混凝土散熱， 但上下層之間嚴(yán)格控制， 不得超過混凝土初凝時(shí)間， 不得出現(xiàn)施工“冷縫”。由于泵送混凝土的漿體較多， 在澆筑后用直尺刮平， 間隔1 h～2 h， 用木楔打壓兩次， 以免出現(xiàn)表面收水裂縫。

2.4 加強(qiáng)混凝土保濕保溫養(yǎng)護(hù)

混凝土抹壓后， 當(dāng)人踩在上面無明顯腳印時(shí)， 隨即蓋兩層草包保濕保溫養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土表面的熱擴(kuò)散， 延長散熱時(shí)間， 減少混凝土內(nèi)外溫差。經(jīng)實(shí)測混凝土3 d 內(nèi)表面溫度在38℃～45℃之間， 且很少發(fā)現(xiàn)混凝土表面有裂縫情況。

2.5 通過監(jiān)控及時(shí)掌握混凝土溫度動(dòng)態(tài)變化

1）溫度監(jiān)控的最終目的是為了掌握混凝土內(nèi)部的實(shí)際最高溫升值和混凝土中心至表面的溫度梯度， 保證規(guī)范要求的內(nèi)部與表面的溫差小于25℃及降溫速率。

2）溫度是直接關(guān)系整個(gè)混凝土基礎(chǔ)質(zhì)量的關(guān)鍵。為了客觀反映混凝土溫度狀況， 進(jìn)行原材料溫度、出機(jī)溫度、入模溫度、自然溫度、覆蓋養(yǎng)護(hù)溫度、混凝土內(nèi)部溫度、棚內(nèi)溫度7 個(gè)項(xiàng)目的測試， 便于及時(shí)調(diào)整溫控措施。

3）底板的混凝土溫度按不同平面部位和深度共布置了25個(gè)測點(diǎn)，由專人負(fù)責(zé)連續(xù)測溫一周，每間隔2 h 測一次，比規(guī)范規(guī)定每8 h測2次的頻度要大些。

3、效果及結(jié)論

1）混凝土強(qiáng)度按GBJ 107- 87 混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)與評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了測試， 有關(guān)結(jié)果全部合格。

2）由于采用了“雙摻技術(shù)”（ 緩凝減水劑和磨細(xì)粉煤灰），延緩了凝結(jié)時(shí)間， 減少了坍落度損失， 改善了混凝土和易性及可泵性。使得混凝土在高溫、遠(yuǎn)距離運(yùn)送條件下仍能順利泵送， 也未發(fā)生堵泵現(xiàn)象。

3）混凝土出機(jī)溫度和入模溫度共實(shí)測37 次， 原材料溫度測試20 次， 混凝土內(nèi)外溫度連續(xù)測一周， 混凝土中心最高溫度出現(xiàn)在澆筑后的3 d～4 d 之間， 內(nèi)外溫差僅為15℃， 且低于規(guī)范規(guī)定不得大于25℃的要求。

4）經(jīng)各有關(guān)單位的嚴(yán)格檢查未發(fā)現(xiàn)有害裂縫（僅表面有個(gè)別收水裂縫）， 混凝土密實(shí)平整光潔， 無蜂窩麻面。