论文部分内容阅读
摘要 针对土木工程大体积混凝土结构施工技术中影响混凝土自缩的因素、施工方案设计和施工技术措施三方丽进行相关论述。
关键词 土木工程大体积混凝土施工技术
中图分类号TU 文献标识码A 文章编号1673—9671-(2011)022—0136—01
随着路桥行业的迅速发展，在土木工程大体积混凝土结构施工中，尤其是高效减水剂和矿物掺合料在混凝土中的广泛应用，混凝土的水灰比(或水胶比)大大降低，这种低水灰比的混凝土(水灰比不大于0.40)有很高的强度和很低的渗透性，在不发生裂缝的前提下是十分耐久的，但在低水灰比的情况下，强烈的水化会促使混凝土中毛细管弯月面快速向内推进和相对湿度的很快下降，在混凝土中出现自干燥现象，引起混凝土的自缩，混凝土自缩裂缝的控制是一个很重要的课题。
1 影响混凝土自缩的因素
1)水泥对自缩的影响。不同种水泥净浆的自缩能力是不同的，铝酸盐水泥和早强水泥的自缩值较大，而中热、低热水泥的自缩值较小，矿渣水泥后期的自缩值较大(21d龄期时的自缩值大于普通水泥的自缩值)。水泥的细度对自缩值也有影响，较细的水泥在早期表现出较大的自缩速度。
2)外加剂对自缩的影响。掺加高效减水剂来增大流动度时，高效减水剂可稍微降低自缩值，但不同类型、不同掺加量的高效减水剂对自缩的作用差别很小。干缩减少剂可减小自缩值50％，这可能与干缩减少剂可减小毛细水的表面张力有关。膨胀剂对自缩的作用取决于它的种类，某些氧化钙型的膨胀剂可以减小自缩；而其他类型的膨胀剂虽在早期有膨胀，但随后的收缩速度与空白样相同。引气剂对混凝土的自缩没有影响。
3)矿物掺合料对自缩的影响。在水泥中加入比表面积在400平方米，千克以上的矿渣时，其120d的自缩值随矿渣的掺量(不大于70％)增大而增大；而在水泥中加入比表面积为338平方米／千克的矿渣时，其120d的自缩值不随矿渣的掺量(不大于70％)改变而增大。在水泥中掺加硅灰将使混凝土的自缩值增大；硅灰的掺量越大，水泥浆自缩值越大。混凝土的自缩值随粉煤灰掺量的增大而降低，特别是早期自缩值降低得非常明显。3d龄期后掺加粉煤灰混凝土的自缩增长速度高于空白混凝土。粉煤灰掺量超过20％后，减小自缩的效果并不显著。在水泥中加入偏高岭土，在偏高岭土(比表面积为12平方米／克)含量为10％时，水泥浆(水胶比为0.55)的自缩值最大。在水泥中加入经过防水处理的粉末，可以减少自缩。经过防水处理的偏高岭土对自缩的减小作用在后期消失了；而经过防水处理的硅质粉末对自缩的减小作用能保持很长时间，其取代量为10％时就对自缩有明显的减小作用。
4)其他因素对自缩的影响。温度对水泥浆体的自缩影响很大，在15～40℃范围内，水泥浆体的自缩值和自缩速度随温度的增加而增加。水灰比对自缩值的影响比较大，随水灰比减小，混凝土的自缩值和自缩速度增大。随养护龄期的增加，自缩值逐渐增大，早期自缩值增加得非常快，以后发展比较缓慢引。混凝土中骨料的含量对混凝土自缩值的影响很大，随着骨料的含量增加，混凝土的自缩值减小。骨料的种类对混凝土的自缩也有影响，人工轻骨料混凝土的自缩值比普通混凝土小，且轻骨料混凝土的自缩值随着轻骨料的含水率和干密度的增加而减小。在混凝土中掺加6％体积分量的钢纤维，可以降低自缩值20％左右。
2 施工方案设计
1)设计机理以掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料，以加强带取代后浇带连续浇筑超长混凝土结构。根据混凝土结构无缝设计的要求，将广场的底板进行了分块：后浇带将整个底板分成4块，形成4个浇筑单元，块中又设有膨胀加强带，将其再分成4块，整个底板分成了16块。底板的分块确定后，墙板与顶板与底板相同的部位留设后浇带及加强带，其留设的方法与底板相同。膨胀加强带宽2米，边缘每侧设密孔铁丝网用钢筋加固，防止加强带外混凝土流入加强带内。混凝土浇筑时，先浇带外混凝土，浇到加强带时改用掺量ZY膨胀剂混凝土施工。考虑到膨胀作用会使强度降低，膨胀加强带的混凝土强度等级应该提高，并加大膨胀剂用量，用这样的方法循环施工达到超长无缝结构的目的。
2)补偿收缩混凝土根据“混凝土外加剂应用技术规范”的规定，产生0.2至0.7MPa以下自应力混凝土为补偿收缩混凝土。为了实测出限制膨胀率，实验室进行了掺加ZY试件的限制膨胀率试验，试验证实掺加ZY确实可获得微膨胀性，掺量的大小对膨胀率的大小是有直接影响的。2.3配合比的设计砼材料的选择：①水泥：采用42.5Mpa普通硅酸盐水泥；②砂：选用长江中砂，细度模数Mx=2.6～2.8，表观密度2.64克位方厘米，松散密度1410千克应方米，紧密密度1550千克立方米，含泥量≤3％；③石：选用湖州石子，粒径为5～31.5毫米连续级配，压碎指标8％～9.8％，含泥量≤3％；④膨胀剂：zY膨胀剂；⑤掺合料：选用中成电厂的Ⅱ级粉煤灰。
3 施工技术措施
1)后掺少量减水剂的预备措施混凝土浇筑正值7～8月份高温季节，易造成混凝土坍落度损失加大，降低混凝&32作度方面的要求，加之可能出现的运输途中堵车或施工中出现临时需处理的问题，使浇捣速度减缓，延误了混凝土的人模时间，因时间延长造成混凝土坍落度损失加大，致使不能满足泵送要求，此时应严禁加入生水，而采取二次掺少量的FDN2I减水剂的后掺法，补偿和恢复混凝土的坍落度损失。在配合比中FDN2I减水剂量为0.8％，一般该减水剂的掺量最高为1％，在后掺减水剂时只考虑在0.2％以内。后掺法比先掺法或同掺法在相同掺量下减水作用显著提高，是能补偿坍落度损失的。但应注意凡后掺减水剂的运输车，应快速搅拌30转或1分钟以上，其掺量和搅拌时间由专人负责跟踪实施。
在水泥进场时，必须附有水泥生产厂的质量证明书；对进场的水泥应核对检查其生产厂名、标号、品种、包装(或散装仓号)、重量(对袋装水泥应随机抽取20袋，水泥总重量不得少于1000kg)、出厂编号、出厂日期及是否受潮等，做好记录并按规定取样，做好有关项目的检验。严禁使用变质、过期的水泥。水泥的检验结果如若不符合标准规定时，应及时向水泥供应单位说明并查明情况，确定处理方案。若该批水泥已经使用，应查清该批水泥的使用日期、应用该批水泥拌制的混凝土的强度、浇筑的部位等，并应根据水泥质量情况确定处理方案。应按照下列规定对进场水泥进行贮放：①袋装水泥应在库房内贮放，库房地面应有防潮措施；库内应保持干燥，防止雨露侵人；散装水泥宜贮放在专用的仓罐中，不同标号和品种的水泥不得混仓，并应做到定期清仓，若在库内贮放散装水泥时，水泥库的外墙内侧和地面应进行防潮处理。②堆放时，应按标号、品种、出厂编号、到货先后或使用顺序排列成垛，堆垛高度以不超过12袋为宜，堆垛离开四周墙壁应至少200mm，各垛之间应留置通道的宽度不小于700mm；当限于条件，露天堆放时，应堆放在距地面不少于30mm的垫板上，垫板下不得有积水，必须用苫布将水泥堆垛覆盖严密，防止雨露侵入。
关键词 土木工程大体积混凝土施工技术
中图分类号TU 文献标识码A 文章编号1673—9671-(2011)022—0136—01
随着路桥行业的迅速发展，在土木工程大体积混凝土结构施工中，尤其是高效减水剂和矿物掺合料在混凝土中的广泛应用，混凝土的水灰比(或水胶比)大大降低，这种低水灰比的混凝土(水灰比不大于0.40)有很高的强度和很低的渗透性，在不发生裂缝的前提下是十分耐久的，但在低水灰比的情况下，强烈的水化会促使混凝土中毛细管弯月面快速向内推进和相对湿度的很快下降，在混凝土中出现自干燥现象，引起混凝土的自缩，混凝土自缩裂缝的控制是一个很重要的课题。
1 影响混凝土自缩的因素
1)水泥对自缩的影响。不同种水泥净浆的自缩能力是不同的，铝酸盐水泥和早强水泥的自缩值较大，而中热、低热水泥的自缩值较小，矿渣水泥后期的自缩值较大(21d龄期时的自缩值大于普通水泥的自缩值)。水泥的细度对自缩值也有影响，较细的水泥在早期表现出较大的自缩速度。
2)外加剂对自缩的影响。掺加高效减水剂来增大流动度时，高效减水剂可稍微降低自缩值，但不同类型、不同掺加量的高效减水剂对自缩的作用差别很小。干缩减少剂可减小自缩值50％，这可能与干缩减少剂可减小毛细水的表面张力有关。膨胀剂对自缩的作用取决于它的种类，某些氧化钙型的膨胀剂可以减小自缩；而其他类型的膨胀剂虽在早期有膨胀，但随后的收缩速度与空白样相同。引气剂对混凝土的自缩没有影响。
3)矿物掺合料对自缩的影响。在水泥中加入比表面积在400平方米，千克以上的矿渣时，其120d的自缩值随矿渣的掺量(不大于70％)增大而增大；而在水泥中加入比表面积为338平方米／千克的矿渣时，其120d的自缩值不随矿渣的掺量(不大于70％)改变而增大。在水泥中掺加硅灰将使混凝土的自缩值增大；硅灰的掺量越大，水泥浆自缩值越大。混凝土的自缩值随粉煤灰掺量的增大而降低，特别是早期自缩值降低得非常明显。3d龄期后掺加粉煤灰混凝土的自缩增长速度高于空白混凝土。粉煤灰掺量超过20％后，减小自缩的效果并不显著。在水泥中加入偏高岭土，在偏高岭土(比表面积为12平方米／克)含量为10％时，水泥浆(水胶比为0.55)的自缩值最大。在水泥中加入经过防水处理的粉末，可以减少自缩。经过防水处理的偏高岭土对自缩的减小作用在后期消失了；而经过防水处理的硅质粉末对自缩的减小作用能保持很长时间，其取代量为10％时就对自缩有明显的减小作用。
4)其他因素对自缩的影响。温度对水泥浆体的自缩影响很大，在15～40℃范围内，水泥浆体的自缩值和自缩速度随温度的增加而增加。水灰比对自缩值的影响比较大，随水灰比减小，混凝土的自缩值和自缩速度增大。随养护龄期的增加，自缩值逐渐增大，早期自缩值增加得非常快，以后发展比较缓慢引。混凝土中骨料的含量对混凝土自缩值的影响很大，随着骨料的含量增加，混凝土的自缩值减小。骨料的种类对混凝土的自缩也有影响，人工轻骨料混凝土的自缩值比普通混凝土小，且轻骨料混凝土的自缩值随着轻骨料的含水率和干密度的增加而减小。在混凝土中掺加6％体积分量的钢纤维，可以降低自缩值20％左右。
2 施工方案设计
1)设计机理以掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料，以加强带取代后浇带连续浇筑超长混凝土结构。根据混凝土结构无缝设计的要求，将广场的底板进行了分块：后浇带将整个底板分成4块，形成4个浇筑单元，块中又设有膨胀加强带，将其再分成4块，整个底板分成了16块。底板的分块确定后，墙板与顶板与底板相同的部位留设后浇带及加强带，其留设的方法与底板相同。膨胀加强带宽2米，边缘每侧设密孔铁丝网用钢筋加固，防止加强带外混凝土流入加强带内。混凝土浇筑时，先浇带外混凝土，浇到加强带时改用掺量ZY膨胀剂混凝土施工。考虑到膨胀作用会使强度降低，膨胀加强带的混凝土强度等级应该提高，并加大膨胀剂用量，用这样的方法循环施工达到超长无缝结构的目的。
2)补偿收缩混凝土根据“混凝土外加剂应用技术规范”的规定，产生0.2至0.7MPa以下自应力混凝土为补偿收缩混凝土。为了实测出限制膨胀率，实验室进行了掺加ZY试件的限制膨胀率试验，试验证实掺加ZY确实可获得微膨胀性，掺量的大小对膨胀率的大小是有直接影响的。2.3配合比的设计砼材料的选择：①水泥：采用42.5Mpa普通硅酸盐水泥；②砂：选用长江中砂，细度模数Mx=2.6～2.8，表观密度2.64克位方厘米，松散密度1410千克应方米，紧密密度1550千克立方米，含泥量≤3％；③石：选用湖州石子，粒径为5～31.5毫米连续级配，压碎指标8％～9.8％，含泥量≤3％；④膨胀剂：zY膨胀剂；⑤掺合料：选用中成电厂的Ⅱ级粉煤灰。
3 施工技术措施
1)后掺少量减水剂的预备措施混凝土浇筑正值7～8月份高温季节，易造成混凝土坍落度损失加大，降低混凝&32作度方面的要求，加之可能出现的运输途中堵车或施工中出现临时需处理的问题，使浇捣速度减缓，延误了混凝土的人模时间，因时间延长造成混凝土坍落度损失加大，致使不能满足泵送要求，此时应严禁加入生水，而采取二次掺少量的FDN2I减水剂的后掺法，补偿和恢复混凝土的坍落度损失。在配合比中FDN2I减水剂量为0.8％，一般该减水剂的掺量最高为1％，在后掺减水剂时只考虑在0.2％以内。后掺法比先掺法或同掺法在相同掺量下减水作用显著提高，是能补偿坍落度损失的。但应注意凡后掺减水剂的运输车，应快速搅拌30转或1分钟以上，其掺量和搅拌时间由专人负责跟踪实施。
在水泥进场时，必须附有水泥生产厂的质量证明书；对进场的水泥应核对检查其生产厂名、标号、品种、包装(或散装仓号)、重量(对袋装水泥应随机抽取20袋，水泥总重量不得少于1000kg)、出厂编号、出厂日期及是否受潮等，做好记录并按规定取样，做好有关项目的检验。严禁使用变质、过期的水泥。水泥的检验结果如若不符合标准规定时，应及时向水泥供应单位说明并查明情况，确定处理方案。若该批水泥已经使用，应查清该批水泥的使用日期、应用该批水泥拌制的混凝土的强度、浇筑的部位等，并应根据水泥质量情况确定处理方案。应按照下列规定对进场水泥进行贮放：①袋装水泥应在库房内贮放，库房地面应有防潮措施；库内应保持干燥，防止雨露侵人；散装水泥宜贮放在专用的仓罐中，不同标号和品种的水泥不得混仓，并应做到定期清仓，若在库内贮放散装水泥时，水泥库的外墙内侧和地面应进行防潮处理。②堆放时，应按标号、品种、出厂编号、到货先后或使用顺序排列成垛，堆垛高度以不超过12袋为宜，堆垛离开四周墙壁应至少200mm，各垛之间应留置通道的宽度不小于700mm；当限于条件，露天堆放时，应堆放在距地面不少于30mm的垫板上，垫板下不得有积水，必须用苫布将水泥堆垛覆盖严密，防止雨露侵入。