大體積混凝土施工技術(shù)與溫度控制的研究

孟小斌

(蘭州有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 前 言

白銀銅冶煉技術(shù)的提升改造項(xiàng)目，是我國(guó)一個(gè)大型的國(guó)投建設(shè)項(xiàng)目，其總投資額達(dá)到了18億元，其中一些項(xiàng)目為大型工業(yè)廠房，以及對(duì)大型設(shè)備的基礎(chǔ)建設(shè)，會(huì)涉及到大量的大體積混凝土施工建設(shè)環(huán)節(jié)，本文針對(duì)大體積混凝土建設(shè)中出現(xiàn)的問(wèn)題以及需要重視的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

1 工程概況

閃速爐設(shè)備基礎(chǔ)筏板高2.5 m，尺寸33.55 m×24.26 m，設(shè)計(jì)澆筑混凝土2 034 m3，實(shí)際澆筑1 970 m3，混凝土標(biāo)號(hào)C40，筏板上下底各設(shè)置一層雙向鋼筋網(wǎng)，分別為Φ20和@150。筏板內(nèi)設(shè)置鋼筋支架采用鋼管Φ48×2，間距1.5 m×1.5 m，且將混凝土內(nèi)部鋼筋支架的水平管相連通當(dāng)作冷凝水管，底板上下層之間放置馬蹬鋼筋Φ16@1 000×1 000。

2 大體積混凝土施工問(wèn)題

工程技術(shù)的規(guī)模，往往會(huì)伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷地提升，技術(shù)的應(yīng)用水平也會(huì)相應(yīng)提升。在工程項(xiàng)目的施工建設(shè)的過(guò)程中，往往就要格外地重視大體積混凝土的建設(shè)質(zhì)量。在大體積混凝土施工作業(yè)的過(guò)程中，相比較傳統(tǒng)的建筑工程混凝土施工作業(yè)，往往存在著一定的差異性，例如在混凝土的澆筑量以及體積上，有著明顯的提升。因此在本工程項(xiàng)目的開展過(guò)程中，就需要提前預(yù)測(cè)常見的施工作業(yè)問(wèn)題，以此制訂科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)措施。在實(shí)際的施工過(guò)程中，需要明確出具體的施工線路，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)氣溫情況，以此全面地控制混凝土的澆筑溫度。最后，則是保障降溫循環(huán)水的設(shè)計(jì)路線清晰可靠。

2.1 溫度裂縫

在進(jìn)行大體積混凝土的建設(shè)過(guò)程中，溫度裂縫問(wèn)題一直都困擾著施工單位。溫度裂縫出現(xiàn)的原因，主要是由于混凝土出現(xiàn)水熱化，或者受到環(huán)境溫度的影響，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)溫度的較大變化，因此導(dǎo)致大體積混凝土中的溫度承受力大于抗拉強(qiáng)度，從而出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

2.2 干縮裂縫

現(xiàn)階段出現(xiàn)的干縮裂縫問(wèn)題，一般發(fā)生在進(jìn)行混凝土拆模的環(huán)節(jié)，具體體現(xiàn)在表面出現(xiàn)水過(guò)多，或者在其內(nèi)部出現(xiàn)了溫度方面的變化，導(dǎo)致出現(xiàn)了干縮應(yīng)力。這樣的裂縫出現(xiàn)后，會(huì)在其建筑表面出現(xiàn)大小不一的橫豎裂縫，嚴(yán)重影響建筑物外觀美觀程度。

2.3 束縛裂縫

在混凝土降溫處理過(guò)程中，混凝土溫差達(dá)到一定水平之后，會(huì)受到外界條件的運(yùn)輸影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體中央的斷面出現(xiàn)內(nèi)部拉應(yīng)力。在這樣的拉應(yīng)力影響下，使得混凝土的界面出現(xiàn)一定的裂縫問(wèn)題，形成束縛裂縫。這樣的裂縫，會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量以及耐久性造成不良影響。

3 大體積混凝土施工技術(shù)溫度控制

3.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

在施工之前的設(shè)計(jì)階段，需要結(jié)合工程項(xiàng)目的具體內(nèi)容，進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸方面的科學(xué)合理設(shè)計(jì)。首先，需要設(shè)計(jì)合理的循環(huán)冷凝水管，冷凝水管的使用要能夠結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境溫度，這樣才可以保障設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的冷凝水管的循環(huán)時(shí)間，充分保障現(xiàn)場(chǎng)周期在七天以上，并基于測(cè)量的溫度進(jìn)行確定。

其次，需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)和合理的尺寸設(shè)計(jì)，設(shè)置溫度測(cè)量孔，保障測(cè)量孔當(dāng)中的深淺一致性，形成良好的間距。在混凝土的測(cè)溫孔布置過(guò)程中，一般情況下會(huì)在軸線交叉點(diǎn)外孔1 000 mm。圖1為混凝土的測(cè)溫孔布置示意圖。

圖1 混凝土的測(cè)溫孔布置

3.2 材料控制

相比其他類型的混凝土施工材料選擇，大體積的混凝土材料選擇，需要做好相關(guān)材料的質(zhì)量把控。大體積混凝土建設(shè)的過(guò)程中，首先需要盡可能地選擇一些水化熱較低的粉煤灰水泥，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥水化熱較高，不建議使用。其次，在混凝土外加劑的使用中，則要結(jié)合施工建設(shè)的實(shí)際情況，例如針對(duì)不同的運(yùn)輸距離，在運(yùn)輸路途較長(zhǎng)的情況下，就需要使用緩凝劑。如工程施工期間，環(huán)境溫度較高，則需要嚴(yán)格控制澆筑溫度，這樣才可以充分地保障混凝土入模的實(shí)際溫度。供應(yīng)混凝土的距離、車輛以及路線均需合理規(guī)劃。這樣科學(xué)合理的混凝土配置，可以很好地降低水泥以及水灰的用量。材料控制的過(guò)程中，還需要對(duì)降溫循環(huán)水管線路圖進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。

3.3 混凝土澆筑技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)澆筑的過(guò)程中，由于混凝土澆筑工程量比較大，因此就需要格外地重視水化熱的排出處理環(huán)節(jié)。首先，現(xiàn)場(chǎng)澆筑之前，要對(duì)模板進(jìn)行澆水濕潤(rùn)，可以在澆筑的過(guò)程中，保持較低的溫度。其次，制定澆筑方案也是影響日后澆筑情況的關(guān)鍵，因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員要與施工人員做好技術(shù)性的交底工作，將機(jī)械設(shè)備與使用的資源，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)配。只有這樣的建設(shè)模式，才可以保障建設(shè)的順利進(jìn)展。

在實(shí)際施工建設(shè)過(guò)程中，需要有效基于澆筑平面大小合適的具體位置，對(duì)其施工點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)合理的安排。例如對(duì)混凝土泵車、振搗棒、班組人員進(jìn)行合理安排，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的分層、順利澆筑。需要注意的是，為了保障澆筑的質(zhì)量，要準(zhǔn)備好多個(gè)振搗棒，要開展二次振搗處理，完成澆筑之后，還要對(duì)其進(jìn)行二次抹面[1]。

一旦出現(xiàn)冷凝水管在施工建設(shè)過(guò)程中的漏水情況，會(huì)對(duì)建筑工程造成直接的影響，因此，為了避免這樣的問(wèn)題，需在實(shí)際的澆筑過(guò)程中，對(duì)其澆筑的質(zhì)量進(jìn)行針對(duì)性的分析，充分結(jié)合實(shí)際的溫度，對(duì)其水循環(huán)進(jìn)行針對(duì)性的速度調(diào)節(jié)，科學(xué)合理地調(diào)節(jié)混凝土的內(nèi)外溫度差。

3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

在開展大體積的混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，需利用科學(xué)合理的技術(shù)方式，全面地降低裂縫出現(xiàn)的可能性[2]。例如，在大體積混凝土施工之前，需要對(duì)其施工方案以及實(shí)際的內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性的分析，并讓相關(guān)設(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，做好相應(yīng)的保護(hù)工作。基于實(shí)際的澆筑環(huán)境，做好測(cè)量溫度的測(cè)點(diǎn)布置，在混凝土初凝之前，基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其開展針對(duì)性的泌水處理，以此最大程度上避免混凝土出現(xiàn)提前脫水的問(wèn)題。而在高溫條件下，可以開展蓄水養(yǎng)護(hù)的方式，等到混凝土初凝之后，就可以在其表面蓄存一定的水量，這是發(fā)揮出隔熱以及保濕的重要方式。圖2為混凝土養(yǎng)護(hù)。

圖2 混凝土養(yǎng)護(hù)

3.5 監(jiān)測(cè)工作

監(jiān)測(cè)工作的開展，是保障在大體積混凝土澆筑的過(guò)程中，能夠讓循環(huán)冷凝水呈現(xiàn)出不簡(jiǎn)單的循環(huán)方式進(jìn)行工作，以此保障實(shí)現(xiàn)澆筑溫度的合理控制。在日常工作管理過(guò)程中，需要讓專門的工作人員，對(duì)其混凝土內(nèi)容進(jìn)行溫度方面檢測(cè)。對(duì)不同的結(jié)構(gòu)尺寸，利用分小組的方式，開展定期測(cè)量，一般情況下以兩個(gè)小時(shí)為一個(gè)周期，并對(duì)其檢測(cè)的數(shù)據(jù)信息形成書面資料，保障養(yǎng)護(hù)的測(cè)溫工作可以開展半個(gè)月以上[3]。在澆筑完成后，由于會(huì)在混凝土表面形成一層薄膜，因此，需要基于建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對(duì)其開展加溫處理。在整個(gè)流程中，始終對(duì)其溫度進(jìn)行針對(duì)性的監(jiān)測(cè)。在溫度差達(dá)到25℃的時(shí)候，立即開展保溫處理，以此降低溫度差。

3.6 水化熱控制

為了保障工程項(xiàng)目的質(zhì)量，需要對(duì)其開展的大體積混凝土水化熱出現(xiàn)的溫度裂縫問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的分析[4]。

首先，施工單位需要對(duì)當(dāng)下的施工方案，以及對(duì)施工建設(shè)的安全方案進(jìn)行上報(bào)，在得到了相關(guān)部門的審批之后，才可以開展接下來(lái)的施工工作。

具體的施工過(guò)程中，首先要積極地召開專題會(huì)議，并讓技術(shù)人員與施工建設(shè)人員做好相關(guān)的技術(shù)交底工作，并對(duì)后期的施工建設(shè)作出相應(yīng)的安排。本工程當(dāng)中需要使用2臺(tái)泵車、15臺(tái)罐車、6臺(tái)振動(dòng)器，工作人員需要基于三班倒的工作方式進(jìn)行工作。整體澆筑時(shí)間大約為36 h，在完成了澆筑工作之后，需要每隔2 h進(jìn)行一次測(cè)溫養(yǎng)護(hù)工作。

首先，在測(cè)溫點(diǎn)的布置過(guò)程中，需要保障對(duì)其混凝土當(dāng)中的測(cè)溫孔進(jìn)行科學(xué)合理的布置，具體將其布置在軸線的交叉點(diǎn)外擴(kuò)1 000 m的標(biāo)準(zhǔn)上。其次，在大氣當(dāng)中布設(shè)的2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，使測(cè)溫管可以固定在鋼筋上下端封口位置上，在上端使用木楔塞住，以此避免混凝土進(jìn)入到管道內(nèi)部。最后，使用焦油溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)溫的過(guò)程。

在具體的工作開展中，首先需要對(duì)整個(gè)施工建設(shè)環(huán)節(jié)，保持較高水平的監(jiān)理工作。例如在監(jiān)理的過(guò)程中，應(yīng)制定出有針對(duì)性的旁站制度。旁站過(guò)程中的檢測(cè)工作，包括對(duì)混凝土的坍落度、隨車單進(jìn)行隨機(jī)的檢查。其次，還需要針對(duì)建設(shè)過(guò)程中的臨時(shí)用電、模板出現(xiàn)的安全隱患問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性的分析。在出現(xiàn)問(wèn)題之后，需要及時(shí)與施工單位和業(yè)主方面取得聯(lián)系，可以采用科學(xué)合理的施工技術(shù)措施，并對(duì)施工內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性的分析與調(diào)整。連續(xù)40 h完成澆筑工作之后，需要對(duì)其各個(gè)重點(diǎn)部位進(jìn)行針對(duì)性的分析，充分保障溫度始終符合相關(guān)施工規(guī)范的要求。進(jìn)行溫度控制過(guò)程中，要保障有6個(gè)以上的工作人員，使用3個(gè)溫度計(jì)，對(duì)其混凝土每隔2 h進(jìn)行溫度測(cè)量，并堅(jiān)持半個(gè)月以上，最終將測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息，全部都記錄下來(lái)，在日后的竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)，可以根據(jù)資料數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量性評(píng)估。最后，還需要及時(shí)對(duì)其大體積混凝土進(jìn)行全面的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目良好的評(píng)估。

需要注意的是，進(jìn)行溫度方面控制期間，需要對(duì)不同深度的溫度，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的準(zhǔn)確測(cè)控點(diǎn)。溫度傳感器的使用，基本上都會(huì)使用電阻型的溫度計(jì)，這樣在實(shí)際的混凝土溫度測(cè)量中，就可以實(shí)現(xiàn)分布式的測(cè)溫。選擇科學(xué)合理的測(cè)溫方式，是保障溫度數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確記錄的關(guān)鍵所在。只有在大體積混凝土建設(shè)的工程中，對(duì)溫度進(jìn)行科學(xué)合理的測(cè)量，才可以很好地提升建設(shè)整體質(zhì)量水準(zhǔn)。

4 總 結(jié)

綜上所述，本文提出了某工程項(xiàng)目所開展的大體積混凝土施工建設(shè)流程以及為了避免出現(xiàn)裂縫而開展的針對(duì)性溫度控制技術(shù)。

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