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摘要:浙江湖州市仁北小区高层住宅建筑,采用桩基及筏板基础厚度达到1.50m以上,基础一次性浇筑方量1500 m3以上,属于大体积混凝土。为了确保大体积混凝的施工质量和安全,采用了双掺技术、并且充分利用60d砼强度进行配合比设计,通过对大体积砼施工温度、表面养护层覆盖厚度计算、砼温度裂缝的的计算分析,通过采用分层浇筑砼、覆盖养护、测温等技术措施,有效地控制了大体积砼的裂缝这个施工通病。
关键词:大体积混凝土;混凝土配制;低水化热;分层浇筑;覆盖养护;测温
Mass concrete temperature checking and Control Technology
Shen Wei-minSong Bing-shengYue Xiao-junZhao Yong-mei
(Construction Engineering Group Co., Ltd. Zhejiang Huzhou, Zhejiang 313000)
Abstract: Huzhou City, Zhejiang Renhe District high-rise residential buildings north, using pile and raft foundation thickness of 1.50m or more, based on cubic capacity of 1500 m3 one-time pouring over, is a large volume concrete. In order to ensure a large volume concrete construction quality and safety, a dual-doped technology, and take full advantage of 60d concrete mix design strength, through the large volume concrete construction temperature, thickness of the surface layer covering maintenance calculation, concrete calculation of temperature cracks analysis, through the use of hierarchical pouring concrete, covering maintenance, temperature and other technical measures to effectively control the mass concrete construction cracks this common problem. Keywords: mass concrete; concrete preparation; low heat of hydration; hierarchical placement; cover conservation; temperature
1.工程概况
浙江湖州市仁北小区高层住宅建筑位于湖州仁皇山新区,地下室普遍挖深6m,住宅塔楼基础为桩筏基础,桩基为¢1200mm钻孔灌注桩,基础底板尺寸为52.30×19.60m,厚度为1.50m,单体住宅筏板基础砼工程量约为1537m3,砼强度等级为C40,抗渗等级为P8,设计要求采用补偿收缩混凝土。
2.大体积混凝土配制分析
根据基础结构,分别按照设计的后浇带单独划分施工区域,施工区域内的底板必须一次性连续浇筑成型,基础底板为大体积砼结构。为了控制砼温度、避免出现温度裂缝,我们优化低水化热砼的配合比,以解决大体积砼裂缝问题。
按照《大体积混凝土施工规范》的规定,经设计单位确认,将基础砼的抗压强度控制标准由28d改为60d,以此作为砼配合比设计、强度评定以及工程验收的依据,降低单方砼水泥用量,以降低水化热。
2.1原材料选择
在保证砼体积稳定性和抗裂性能的前提下,选用以下原材料进行检测和性能对比试验。
(1)水泥。选用水化热较低的42.5普通硅酸盐水泥。
(2)砂。选用中砂,二类,细度模数2.3—3.0,含泥量小于1%。
(3)碎石。使用质地坚硬、级配良好、针片状颗粒含量少、孔隙率小的5mm-25mm的碎石,含泥量小于3%。
(4)掺合料。选用活性指数高、细度适中、烧失量小的二级粉煤灰、S95矿渣微粉。
(5)外加剂。选用HEA膨胀剂和TH萘系高效减水剂(泵送剂)。
(6)水。选用自来水。
2.2配合比试配
2.2.1试配方案
按照砼设计强度为C40,坍落度为180±30mm,初凝时间为8h,终凝时间为12h。
2.2.2搅拌站试验
根据试配方案,在搅拌站进行砼配合比优化试验。通过多次试验对比,对砼的包裹性,坍落度损失,终凝时间等各项指标满足设计要求。实际采用的配合比详见表1
表1 C40P8配合比 kg/m3
名称 水 水泥 矿粉 粉煤灰 砂 石 外加剂 设计指标
规格 自来水 PO.42.5 95 二级 中砂 5mm-31.5mm HEA TH_2 坍落度(初始/1h) 终凝时间
用量 165 290 100 90 700 1040 36 12 190/175 12h
(1)从表可知,砼强度、坍落度、终凝时间方面均能满足设计要求。
(2)通过在标准养护条件养护14d、28d、60d,C40砼分别达到25.60、35.60、48.90Mpa是设计强度的64%、89%、122.5%,完全满足设计要求。
3.大体积混凝土施工温度与浇筑体表面保温层、温度裂缝控制验算
3.1施工温度计算
水泥水化热引起的绝热温升与砼单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随砼的龄期增长按指数关系增长,砼内部的最高温度多数发生在浇筑后的3-7天,一般在3-7天接近于最终绝热温升,在计算中取t=3。
根据根据表1的砼配合比,进行验算。底板要求选取计算模型为:坍落度180±30mm、砼入模温度15℃、大气平均温度15℃,其他相关数据依据相应的数表查得。
本配合比采用P.042.5水泥,最终水化热380KJ/kg。
(1)砼内部最终绝热温升Th
计算公式为Tmax = [(w×Q)/c•ρ](1-e-mt)]
326×323/0.96×2400=45.70℃
W——水泥用量,粉煤灰和矿粉用量折减系数取0.25(kg/m3)
Q——水泥的水化热380KJ/kg ,取胶凝材料水化热kQ0=0.85×380=323KJ/kg
C——砼的比热0.96J/(kg.K)
ρ——砼的容量2400kg/m3
m——与水泥品种、浇筑时温度有关的经验系数,取0.3
t——龄期,d
(2)砼拌和物的入模浇筑温度
根据湖州的气候条件,砼浇筑时大气温度按17℃计算,入模温度为25℃。
(3)砼内部中心实际最高温度(℃)Tmax
T=Tj+Tmaxξ=25+45.70×0.62=53.33℃
关键词:大体积混凝土;混凝土配制;低水化热;分层浇筑;覆盖养护;测温
Mass concrete temperature checking and Control Technology
Shen Wei-minSong Bing-shengYue Xiao-junZhao Yong-mei
(Construction Engineering Group Co., Ltd. Zhejiang Huzhou, Zhejiang 313000)
Abstract: Huzhou City, Zhejiang Renhe District high-rise residential buildings north, using pile and raft foundation thickness of 1.50m or more, based on cubic capacity of 1500 m3 one-time pouring over, is a large volume concrete. In order to ensure a large volume concrete construction quality and safety, a dual-doped technology, and take full advantage of 60d concrete mix design strength, through the large volume concrete construction temperature, thickness of the surface layer covering maintenance calculation, concrete calculation of temperature cracks analysis, through the use of hierarchical pouring concrete, covering maintenance, temperature and other technical measures to effectively control the mass concrete construction cracks this common problem. Keywords: mass concrete; concrete preparation; low heat of hydration; hierarchical placement; cover conservation; temperature
1.工程概况
浙江湖州市仁北小区高层住宅建筑位于湖州仁皇山新区,地下室普遍挖深6m,住宅塔楼基础为桩筏基础,桩基为¢1200mm钻孔灌注桩,基础底板尺寸为52.30×19.60m,厚度为1.50m,单体住宅筏板基础砼工程量约为1537m3,砼强度等级为C40,抗渗等级为P8,设计要求采用补偿收缩混凝土。
2.大体积混凝土配制分析
根据基础结构,分别按照设计的后浇带单独划分施工区域,施工区域内的底板必须一次性连续浇筑成型,基础底板为大体积砼结构。为了控制砼温度、避免出现温度裂缝,我们优化低水化热砼的配合比,以解决大体积砼裂缝问题。
按照《大体积混凝土施工规范》的规定,经设计单位确认,将基础砼的抗压强度控制标准由28d改为60d,以此作为砼配合比设计、强度评定以及工程验收的依据,降低单方砼水泥用量,以降低水化热。
2.1原材料选择
在保证砼体积稳定性和抗裂性能的前提下,选用以下原材料进行检测和性能对比试验。
(1)水泥。选用水化热较低的42.5普通硅酸盐水泥。
(2)砂。选用中砂,二类,细度模数2.3—3.0,含泥量小于1%。
(3)碎石。使用质地坚硬、级配良好、针片状颗粒含量少、孔隙率小的5mm-25mm的碎石,含泥量小于3%。
(4)掺合料。选用活性指数高、细度适中、烧失量小的二级粉煤灰、S95矿渣微粉。
(5)外加剂。选用HEA膨胀剂和TH萘系高效减水剂(泵送剂)。
(6)水。选用自来水。
2.2配合比试配
2.2.1试配方案
按照砼设计强度为C40,坍落度为180±30mm,初凝时间为8h,终凝时间为12h。
2.2.2搅拌站试验
根据试配方案,在搅拌站进行砼配合比优化试验。通过多次试验对比,对砼的包裹性,坍落度损失,终凝时间等各项指标满足设计要求。实际采用的配合比详见表1
表1 C40P8配合比 kg/m3
名称 水 水泥 矿粉 粉煤灰 砂 石 外加剂 设计指标
规格 自来水 PO.42.5 95 二级 中砂 5mm-31.5mm HEA TH_2 坍落度(初始/1h) 终凝时间
用量 165 290 100 90 700 1040 36 12 190/175 12h
(1)从表可知,砼强度、坍落度、终凝时间方面均能满足设计要求。
(2)通过在标准养护条件养护14d、28d、60d,C40砼分别达到25.60、35.60、48.90Mpa是设计强度的64%、89%、122.5%,完全满足设计要求。
3.大体积混凝土施工温度与浇筑体表面保温层、温度裂缝控制验算
3.1施工温度计算
水泥水化热引起的绝热温升与砼单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随砼的龄期增长按指数关系增长,砼内部的最高温度多数发生在浇筑后的3-7天,一般在3-7天接近于最终绝热温升,在计算中取t=3。
根据根据表1的砼配合比,进行验算。底板要求选取计算模型为:坍落度180±30mm、砼入模温度15℃、大气平均温度15℃,其他相关数据依据相应的数表查得。
本配合比采用P.042.5水泥,最终水化热380KJ/kg。
(1)砼内部最终绝热温升Th
计算公式为Tmax = [(w×Q)/c•ρ](1-e-mt)]
326×323/0.96×2400=45.70℃
W——水泥用量,粉煤灰和矿粉用量折减系数取0.25(kg/m3)
Q——水泥的水化热380KJ/kg ,取胶凝材料水化热kQ0=0.85×380=323KJ/kg
C——砼的比热0.96J/(kg.K)
ρ——砼的容量2400kg/m3
m——与水泥品种、浇筑时温度有关的经验系数,取0.3
t——龄期,d
(2)砼拌和物的入模浇筑温度
根据湖州的气候条件,砼浇筑时大气温度按17℃计算,入模温度为25℃。
(3)砼内部中心实际最高温度(℃)Tmax
T=Tj+Tmaxξ=25+45.70×0.62=53.33℃