大體積混凝土施工技術(shù)

俞天霖

【摘 要】以某高爐基礎(chǔ)大體積混凝土施工為例，從施工工藝及原材料選擇，配合比選擇，循環(huán)水降溫等方面介紹了大體積混凝土施工技術(shù)，實(shí)踐表明：采用循環(huán)水降溫的方法可以有效控制大體積混凝土施工期內(nèi)部溫度和內(nèi)外溫差。

【關(guān)鍵詞】高爐基礎(chǔ)；大體積混凝土；裂縫控制；溫度計(jì)算

Mass concrete construction technology

Yu Tian-lin

（Building Materials Industry Design and Research Institute of Shaanxi Province Xian Shaanxi 710000）

【Abstract】Taking a massive concrete blast case basis， from the construction technology and raw material selection， mixing ratio selection， circulating water cooling， etc.， introduced mass concrete construction technology， practice shows that： the use of recycled water cooling method can effectively control the massive concrete construction of the internal temperature and temperature difference between inside and outside.

【Key words】Blast basis；Mass concrete；Crack control；Temperature calculation

1. 工程概況

某高爐基礎(chǔ)底部為32m×20m×1.5m的長(zhǎng)方體，基礎(chǔ)底板為雙層雙向25@150鋼筋網(wǎng)片。基礎(chǔ)頂面配制20@200鋼筋網(wǎng)片。鋼筋保護(hù)層為35mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C25。基礎(chǔ)均為大體積混凝土施工。

2. 混凝土原材料及配合比選擇

2.1 原材料選擇。

原材料選用低水化熱P·O32.5礦渣水泥；石子采用5～31.5mm碎石，含泥量小于1%；砂子采用中砂，含泥量不大于3%；粉煤灰采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰；外加劑采用抗裂泵送劑，摻量為水泥用量的8%。

2.2 確定配合比。

經(jīng)過(guò)系列配合比試驗(yàn)后，綜合考慮強(qiáng)度、抗?jié)B強(qiáng)度、耐久性及工作性能等多種因素，結(jié)合專家評(píng)審會(huì)結(jié)論，最終確定基礎(chǔ)混凝土基準(zhǔn)配合比如表1 所示。

3. 混凝土施工

3.1 混凝土的攪拌、運(yùn)輸及準(zhǔn)備。

（1）基礎(chǔ)混凝土必須采用兩臺(tái)強(qiáng)制式攪拌機(jī)同時(shí)進(jìn)行攪拌。 混凝土等級(jí)為C25；要求混凝土坍落度：14±2cm；混凝土初凝時(shí)間：10～12小時(shí)；水灰比：0.55以下。

（2）混凝土運(yùn)輸采用拖式泵用泵管直接輸送到澆筑部位或溜槽上。

（3）施工準(zhǔn)備：在施工墊層時(shí)，為減少墊層對(duì)基礎(chǔ)混凝土的約束，首先保證墊層混凝土標(biāo)高，并用鐵抹子壓實(shí)趕光。 高爐基礎(chǔ)一次澆筑完成，砂、石、水泥用量要準(zhǔn)備充足 [1]。

3.2 混凝土澆筑。

（1）混凝土澆筑采用拖式泵連續(xù)施工，施工過(guò)程中不允許留施工縫，澆筑采用分層澆筑，根據(jù)混凝土澆筑速度及間隔時(shí)間調(diào)整泵管輸送方向，分層厚度不得超過(guò)500mm。在基礎(chǔ)內(nèi)固定架上布置混凝土澆筑厚度標(biāo)識(shí)，控制澆筑厚度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)攪拌站情況，基礎(chǔ)底座每層澆注時(shí)間為8～9小時(shí)，共分三層。

（2）混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土表面泌水現(xiàn)象會(huì)比較嚴(yán)重，水排除采用引導(dǎo)其流向較底處，積水隨時(shí)用人工集中排出。

（3）為防止混凝土表面產(chǎn)生裂縫，混凝土澆筑時(shí)在表面及模板內(nèi)側(cè)1米范圍內(nèi)均勻撒鋼纖維，鋼纖維的摻量為5Kg/m3，振搗抹壓密實(shí) [2]。

（4）因基礎(chǔ)澆筑高度較高，相應(yīng)的沉降量很大，基礎(chǔ)澆筑后沿基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)片容易出現(xiàn)裂縫，為減少裂縫的出現(xiàn)，在施工過(guò)程中對(duì)澆筑的混凝土進(jìn)行二次振搗，二次抹壓，即澆筑完混凝土后在初凝前在表面再進(jìn)行細(xì)致的振搗，用木抹子壓一遍，稍后再進(jìn)行一次抹壓，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。

3.3 混凝土的振搗。

（1）混凝土振搗采用插入式振搗器進(jìn)行振搗，插入點(diǎn)應(yīng)均勻布置，要做到“快插慢拔”。在振搗過(guò)程中，宜將振動(dòng)棒上下略為抽動(dòng)，以使上下振搗均勻。混凝土分層澆筑，每層混凝土厚度不應(yīng)超過(guò)振動(dòng)棒長(zhǎng)的1.25倍；在振搗上一層混凝土?xí)r，應(yīng)插入下層中5cm左右，以消除兩層之間的接縫，同時(shí)在振搗上層混凝土?xí)r，要在下層混凝土初凝之前進(jìn)行。一般每點(diǎn)振搗時(shí)間為20～30s ，但應(yīng)視混凝土表面呈水平不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，表面泛出灰漿為準(zhǔn)。不可過(guò)振，振搗器移動(dòng)間距為1.5倍振搗器的作用半徑，每層混凝土振搗完成之前，不得進(jìn)行下一層的澆筑工作。

（2）混凝土澆筑完，混凝土接近初凝之前進(jìn)行二次振搗，然后按標(biāo)高線用刮尺刮平并輕輕抹壓，在終凝前時(shí)間段內(nèi)，用鐵抹子對(duì)混凝土表面進(jìn)行二遍壓光，防止混凝土表面出現(xiàn)干裂縫。壓面后及時(shí)覆蓋一層塑料布，最后再覆蓋二層草墊子 [3]。

4. 大體積混凝土質(zhì)量控制

混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行澆筑，為保證基礎(chǔ)混凝土連續(xù)一次澆筑完，主要取決于原材料供應(yīng)、機(jī)械設(shè)備的完好、施工機(jī)具及人員是否充足等。這樣施工所用的原材料可以保證混凝土連續(xù)澆筑?；炷潦┕さ臋C(jī)械提前進(jìn)行了檢查，消除了所有安全隱患?；炷潦┕ぐ嘟M分二班一倒，白班和夜班人員充足，不允許一班連續(xù)作業(yè)。

4.1 混凝土施工期溫度預(yù)測(cè)。

為了保證混凝土澆筑質(zhì)量，避免溫度宏觀裂縫的出現(xiàn)，在選擇降溫方案之前，必須對(duì)混凝土施工期溫度進(jìn)行較為精確的預(yù)測(cè)，本工程混凝土施工期溫度在普通保溫措施條件下預(yù)測(cè)結(jié)果如表2。

圖1 混凝土溫度變化曲線

4.2 混凝土溫度控制。

（1）經(jīng)計(jì)算本工程基礎(chǔ)混凝土必須采取措施降低內(nèi)外溫差，從而減小溫度應(yīng)力，防止混凝土裂縫。主要采用 “內(nèi)降外?！狈?。“內(nèi)降”即混凝土施工前在高爐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通過(guò)循環(huán)水對(duì)混凝土內(nèi)部進(jìn)行降溫控制；“外?！奔缺砻娓采w塑料布和草袋子進(jìn)行保溫?！皟?nèi)降”法的選用是因?yàn)楦郀t基礎(chǔ)圓柱體部分外圍無(wú)法設(shè)置保溫措施而定。

（2）冷卻水管順東西方向成“S”型布置，水管材質(zhì)采用50mm薄壁鋼管，設(shè)置25鋼筋固定架，用22#鐵線綁扎牢固，彎折處連接牢固。進(jìn)水口布設(shè)在東側(cè)底板頂面，管頭露出板面500mm，出水口設(shè)在東側(cè)底板側(cè)面，管頭露出混凝土面500mm。在混凝土澆筑24h后接通循環(huán)水，對(duì)混凝土內(nèi)部進(jìn)行降溫，在混凝土澆筑3d后其內(nèi)部降溫速度要求控制在1.5℃/d，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差降至10℃以內(nèi)時(shí)可停止使用循環(huán)水降溫。同時(shí)循環(huán)水降溫過(guò)程中流出來(lái)的水用于混凝土表面養(yǎng)護(hù)。

4.3 混凝土施工期溫度監(jiān)測(cè)。

（1）在混凝土鋼筋上沿結(jié)構(gòu)等間距布置溫度感應(yīng)片，預(yù)埋時(shí)測(cè)溫管與鋼筋綁扎牢固，以免位移或損壞。每組測(cè)溫線有2根，分別測(cè)定結(jié)構(gòu)內(nèi)部和表層溫度。測(cè)溫線用塑料帶罩好，綁扎牢固，防止測(cè)溫端頭受潮。測(cè)溫線位置用保護(hù)木框作為標(biāo)志，便于保溫后查找。運(yùn)用大體積混凝土測(cè)溫儀進(jìn)行溫度測(cè)量，每2小時(shí)測(cè)溫一次，混凝土不同齡期溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖1。

（2）通過(guò)對(duì)混凝土溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)內(nèi)外溫度達(dá)到最高值的時(shí)間段分別是混凝土澆筑完畢后第40～50小時(shí)、第75～85小和第95～100小時(shí)?；炷恋淖罡邷囟葹?8℃左右。邊緣點(diǎn)內(nèi)外溫度達(dá)到最高值的時(shí)間段均是混凝土澆筑完畢后第40～50小時(shí)混凝土的最高溫度為50℃左右。由此可以看出，采用循環(huán)水降溫取得了很好的效果。

4.4 混凝土試塊留置及養(yǎng)護(hù)。

混凝土澆筑時(shí)應(yīng)按規(guī)范每臺(tái)班、每200 m3作三組試塊，二組與基礎(chǔ)在同等條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，一組標(biāo)養(yǎng)。底板混凝土澆筑完畢后應(yīng)均勻振實(shí)，用木抹子找平，終凝前再用木抹子二遍搓平，表面不允許出現(xiàn)10mm的正負(fù)公差，一米范圍內(nèi)表面高差小于5mm。表面整平后再覆蓋塑料薄膜和草袋子，以利于保濕和保溫，避免混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大，造成裂縫。混凝土內(nèi)外溫差保持在25℃以內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人看護(hù)，保濕保溫。

4.5 混凝土防裂措施。

為防止混凝土產(chǎn)生宏觀裂縫，在施工過(guò)程中以及在養(yǎng)護(hù)階段，還制定并執(zhí)行了以下措施：

（1）在保證混凝土有足夠強(qiáng)度、滿足使用要求的前提下，摻加粉煤灰減少混凝土中的水泥用量，粉煤灰可以提高混凝土的和易性.大大改善混凝土工作性能和可靠性，代替水泥后降低水化熱。

（2）在混凝土保護(hù)層內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)；在轉(zhuǎn)角處設(shè)鋼板網(wǎng)，用于防止裂縫。采用二次抹面消除上表面細(xì)小裂縫。

（3）推遲拆模時(shí)間，拆模時(shí)間都不能少于7天，避免因拆模導(dǎo)致的裂縫。拆模后不宜直接澆水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)及時(shí)用塑料膜覆蓋，并加一層至三層麻袋進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù) [4]。

（4）保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間，應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力（包括混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力）加以控制、確定，但不得少于15d。并注意良好的抗風(fēng)條件。保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行 [5]。

5. 結(jié)語(yǔ)

大體積混凝土在施工前必須根據(jù)工程特點(diǎn)制定合理科學(xué)的施工方案，保證混凝土的施工質(zhì)量。澆筑前，必須對(duì)混凝土施工期溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，以此修正施工方案，制定完善的降溫措施，預(yù)防混凝土宏觀裂縫的產(chǎn)生。循環(huán)水養(yǎng)護(hù)方法能有效較低混凝土施工期溫度及內(nèi)外溫差。同時(shí)，對(duì)于大體積混凝土工程，在施工和設(shè)計(jì)上均應(yīng)考慮相關(guān)措施保證混凝土質(zhì)量。