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摘 要:大体积混凝土浇筑的内外温差如不严格控制,极易产生混凝土温度裂缝。笔者认为监理施工过程中,只要在原材料的选用、配合比的确定、混凝土内部及表面的测温、降温和保养等几个方面严格把好质量关,就能够避免混凝土温度裂缝的产生。
关键词:大体积混凝土; 温差; 裂缝; 质量控制; 温度测控
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2010)6-151-001
一、概述
随着国民经济的高速发展,沿江开发步伐的加大,高层、超高层建筑、大型设备基础在我市相继出现,在这些结构中,大体积混凝土被广泛的使用。与普通混凝土相比,大体积混凝土具有結构厚、体积大、钢筋密、工程条件复杂和施工技术要求高等特点,除了满足强度、刚度、整体性和耐久性等要求外,最主要应解决好控制温度变形的发生和开展。事实上,只要我们制定有效的施工方案,在原材料的选用、配合比的确定、混凝土的保养等几个方面严把质量关,就能避免这种裂缝的发生。
混凝土温度裂缝产生的主要原因是由于混凝土的导热性能差,其外部的水化热量散失较快,而积聚在结构内部的水化热则不易散失,造成混凝土各部位之间的温度差和温度应力,当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝,给工程带来不同程度的裂缝。下面从原材料的选用、配合比的确定、裂缝的计算等方面进行详细论述。
二、原材料选用的监理要点
原材料主要是指水泥、砂、石的质量:
1.水泥
大体积混凝土应优选高强低水化热水泥,以减少水泥用量,降低水化热。如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等,强度应优先采用32.5或42.5标号的水泥。
2.砂、石骨料
施工用砂应选择细度模数2.80~3.0之间的中粗砂,含泥量严格控制在1%以下,不得混有草根等有机杂质,杜绝使用细砂。粗骨料应尽量选用粒径较大,石子极配良好的粗骨料,但考虑到大体积混凝土多为商品混凝土,泵送。所以综合考虑应优选5~25cm连续极配的火成岩碎石,含泥量低于1%,片状、针状石含量不得超过10%,严禁有风化石、云母岩等低强度岩石存在。
三、如何优选混凝土施工配合比
根据设计强度及泵送混凝土坍落度的要求,必须先进行试配,试配时应遵循以下原则:
1.减少水泥用量
为了减小水化热,降低混凝土内部的升温,在条件允许的情况下,优先选用强度高的水泥,积极采用“三掺”技术,在混凝土中掺加适量的JM—Ⅲ高效复合外加剂,Ⅱ级粉煤灰等活性料,能很好地提高混凝土的和易性、可泵性、减少水泥用量。同时还可以降低用水量,减少游离水的存在,将水灰比控制在0.45~0.50之间。
2.控制混凝土坍落度
积极与商品混凝土生产厂家加强联系,根据运输路线的情况,控制好坍落度,施工现场做好到场混凝土坍落度的抽查工作,严禁在施工现场随意加水的做法,将施工现场的混凝土坍落度严格控制在设计范围之内。
3.控制混凝土的入模温度
混凝土入模温度的高低对于混凝土早期温度的产生和发展有着很大的影响,入模温度过高会导致混凝土内部升温过高,与外界和表面温差过大,从而大大增加混凝土表面产生温度裂缝的几率。入模温度过低会严重影响混凝土强度,特别是早期强度的正常增长,从而影响结构的使用。一般采取的措施为高温季节采用掺入冷水的办法,低温季节采用加入热水的办法,将混凝土的入模温度控制在15℃~20℃之间,以延缓混凝土水化热峰值的出现。
4.充分利用混凝土的后期强度,减少每立方米混凝土中的水泥用量
实验证明每增减10kg水泥,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
四、改善施工条件,减少温度应力
1.采取分层分段的浇筑方式,通过合理设置施工缝或后浇带,以减小混凝土的相对体量,放松约束程度,减小每次浇筑体量的蓄热量,防止水化热积聚过多,以减小温度应力的积聚。
2.对于大体积混凝土基础,可在基础与混凝土垫层之间设置滑动层,以消除垫层对基础混凝土的约束作用,释放约束应力。
3.适当掺入钢纤维等材料,采用二次振捣法等积极有效的措施,提高混凝土的密实度和极限拉伸强度,提高混凝土的抗裂缝能力。
4.在结果截面突变或转折处,底、顶板与墙体转折处,孔洞转角等处设置必要的温度配筋和构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。
五、加强混凝土养护和测温工作
1.对于大体积整板基础混凝土应在混凝土终凝后覆盖薄膜,其上再覆盖一层麻袋进行保温,并积极采用蓄水法进行保温养护,蓄水深度15~20cm为宜,时间不少于14天,对于大体积转换层大梁等构件,可采用内散外蓄的方法加快构件内部热量的散失。具体做法为在混凝土浇筑前在构件中埋入循环水管,混凝土浇筑完毕后及时通过水泵压入冷水并使之在混凝土内部形成循环,迅速带走水泥水化产生的部分热量,降低构件内外温差。现行规范规定应将混凝土内外温差控制在25℃之内,基面温度和基底温度差控制在20℃之内。
2.对混凝土内外温度进行有效地控制,可以及时掌握混凝土内外温度产生和发展的情况,如发现问题可及时采取有效措施进行处理,从而保证内外温差在规范允许范围内。
大体积混凝土的测控技术主要使用热传感器,采集电压信号,通过计算机适时处理,得到温度数据,并适时储存、显示、打印,以达到指导大体积混凝土施工及养护工作的目的。
也可采用在混凝土中间和表面每隔适当位置预留测温孔,用温度计直接测温的简易方法,但该方法精度较差,操作起来存在诸多不便。
七、结语
总之,通过严密的事前预控,完善的事中监控,就完全能够将大体积混凝土的内外温差控制在规范允许范围之内,避免大体积混凝土温度裂缝的产生。
关键词:大体积混凝土; 温差; 裂缝; 质量控制; 温度测控
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2010)6-151-001
一、概述
随着国民经济的高速发展,沿江开发步伐的加大,高层、超高层建筑、大型设备基础在我市相继出现,在这些结构中,大体积混凝土被广泛的使用。与普通混凝土相比,大体积混凝土具有結构厚、体积大、钢筋密、工程条件复杂和施工技术要求高等特点,除了满足强度、刚度、整体性和耐久性等要求外,最主要应解决好控制温度变形的发生和开展。事实上,只要我们制定有效的施工方案,在原材料的选用、配合比的确定、混凝土的保养等几个方面严把质量关,就能避免这种裂缝的发生。
混凝土温度裂缝产生的主要原因是由于混凝土的导热性能差,其外部的水化热量散失较快,而积聚在结构内部的水化热则不易散失,造成混凝土各部位之间的温度差和温度应力,当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝,给工程带来不同程度的裂缝。下面从原材料的选用、配合比的确定、裂缝的计算等方面进行详细论述。
二、原材料选用的监理要点
原材料主要是指水泥、砂、石的质量:
1.水泥
大体积混凝土应优选高强低水化热水泥,以减少水泥用量,降低水化热。如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等,强度应优先采用32.5或42.5标号的水泥。
2.砂、石骨料
施工用砂应选择细度模数2.80~3.0之间的中粗砂,含泥量严格控制在1%以下,不得混有草根等有机杂质,杜绝使用细砂。粗骨料应尽量选用粒径较大,石子极配良好的粗骨料,但考虑到大体积混凝土多为商品混凝土,泵送。所以综合考虑应优选5~25cm连续极配的火成岩碎石,含泥量低于1%,片状、针状石含量不得超过10%,严禁有风化石、云母岩等低强度岩石存在。
三、如何优选混凝土施工配合比
根据设计强度及泵送混凝土坍落度的要求,必须先进行试配,试配时应遵循以下原则:
1.减少水泥用量
为了减小水化热,降低混凝土内部的升温,在条件允许的情况下,优先选用强度高的水泥,积极采用“三掺”技术,在混凝土中掺加适量的JM—Ⅲ高效复合外加剂,Ⅱ级粉煤灰等活性料,能很好地提高混凝土的和易性、可泵性、减少水泥用量。同时还可以降低用水量,减少游离水的存在,将水灰比控制在0.45~0.50之间。
2.控制混凝土坍落度
积极与商品混凝土生产厂家加强联系,根据运输路线的情况,控制好坍落度,施工现场做好到场混凝土坍落度的抽查工作,严禁在施工现场随意加水的做法,将施工现场的混凝土坍落度严格控制在设计范围之内。
3.控制混凝土的入模温度
混凝土入模温度的高低对于混凝土早期温度的产生和发展有着很大的影响,入模温度过高会导致混凝土内部升温过高,与外界和表面温差过大,从而大大增加混凝土表面产生温度裂缝的几率。入模温度过低会严重影响混凝土强度,特别是早期强度的正常增长,从而影响结构的使用。一般采取的措施为高温季节采用掺入冷水的办法,低温季节采用加入热水的办法,将混凝土的入模温度控制在15℃~20℃之间,以延缓混凝土水化热峰值的出现。
4.充分利用混凝土的后期强度,减少每立方米混凝土中的水泥用量
实验证明每增减10kg水泥,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
四、改善施工条件,减少温度应力
1.采取分层分段的浇筑方式,通过合理设置施工缝或后浇带,以减小混凝土的相对体量,放松约束程度,减小每次浇筑体量的蓄热量,防止水化热积聚过多,以减小温度应力的积聚。
2.对于大体积混凝土基础,可在基础与混凝土垫层之间设置滑动层,以消除垫层对基础混凝土的约束作用,释放约束应力。
3.适当掺入钢纤维等材料,采用二次振捣法等积极有效的措施,提高混凝土的密实度和极限拉伸强度,提高混凝土的抗裂缝能力。
4.在结果截面突变或转折处,底、顶板与墙体转折处,孔洞转角等处设置必要的温度配筋和构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。
五、加强混凝土养护和测温工作
1.对于大体积整板基础混凝土应在混凝土终凝后覆盖薄膜,其上再覆盖一层麻袋进行保温,并积极采用蓄水法进行保温养护,蓄水深度15~20cm为宜,时间不少于14天,对于大体积转换层大梁等构件,可采用内散外蓄的方法加快构件内部热量的散失。具体做法为在混凝土浇筑前在构件中埋入循环水管,混凝土浇筑完毕后及时通过水泵压入冷水并使之在混凝土内部形成循环,迅速带走水泥水化产生的部分热量,降低构件内外温差。现行规范规定应将混凝土内外温差控制在25℃之内,基面温度和基底温度差控制在20℃之内。
2.对混凝土内外温度进行有效地控制,可以及时掌握混凝土内外温度产生和发展的情况,如发现问题可及时采取有效措施进行处理,从而保证内外温差在规范允许范围内。
大体积混凝土的测控技术主要使用热传感器,采集电压信号,通过计算机适时处理,得到温度数据,并适时储存、显示、打印,以达到指导大体积混凝土施工及养护工作的目的。
也可采用在混凝土中间和表面每隔适当位置预留测温孔,用温度计直接测温的简易方法,但该方法精度较差,操作起来存在诸多不便。
七、结语
总之,通过严密的事前预控,完善的事中监控,就完全能够将大体积混凝土的内外温差控制在规范允许范围之内,避免大体积混凝土温度裂缝的产生。