大体积混凝土结构温度控制施工技术

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:喻官海
[导读] 摘要:建设项目高、深、厚、大工程越来越多,大体积混凝土基础结构应用也越来越广泛,而该类混凝土结构因温度应力而出现的裂缝控制问题也随之发生。
        湖北益通建设股份有限公司  湖北宜昌  443000
        摘要:建设项目高、深、厚、大工程越来越多,大体积混凝土基础结构应用也越来越广泛,而该类混凝土结构因温度应力而出现的裂缝控制问题也随之发生。本文对大体积混凝土结构温度控制施工技术主要控制措施进行阐述,具有较好的推广价值。
        关键词:大体积混凝土;温度控制;施工技术
        在温度的影响下,大体积混凝土容易出现表面裂缝,而随着时间的发展,容易变成一种深层裂缝,能够对大体积混凝土整体结构的持久性造成一定影响,降低建筑的应用性能,针对这种状况,需要利用科学的技术,合理控制混凝土温度,从而进一步降低其内外温差,控制拉应力,预防温度裂缝的出现。
        一、大体积混凝土施工中对于温度控制的重要性
        大体积混凝土因其整体尺寸较大,因此在水化热条件下混凝土内部产生温度变化,进而出现表层裂缝。混凝土具有较强的抗压能力,不会出现压力破坏现象,但混凝土属于一种脆性材料,抗拉性较差,在温度应力环境下,便会出现裂缝。为此需加强大体积混凝土施工温度控制。基础部分是一个建筑主体中的关键环节,如果在该区域出现了贯穿式裂缝,便会导致整个建筑造成影响,为此需要进一步提高对于表面裂缝的重视,其通常会变成一种深度裂缝,影响建筑应用性能,为此需要加强温度控制管理,提高施工质量。
        二、工程概况
        某工程为一幢现代化综合办公楼,建筑高度98.3m,总建筑面积35961m2,地上二十五层,地下二层,地下室埋深-9.00m,地下室部分使用功能为汽车库和设备用房,战时为人防。地下室筏板基础最大厚度1600mm,设计混凝土强度等级C40,抗渗等级P8。
        1.施工准备。首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定,其工作性能应满足设计配合比的要求。开始生产时至少留置一组标准养护试件,作为验证配合比的依据。拌制混凝土前,应测定砂石含水率并根据测试结果调整材料用量,提出施工配合比。拌制时严格控制水胶比和塌落度,水胶比为0.44,泵送混凝土塌落度为140±20mm,混凝土在浇筑地点的塌落度,每工作班至少检查两次,混凝土实测塌落度与要求塌落度之间的偏差应符合规范要求。该工程采用商品混凝土,现场采用一台汽车混凝土输送泵和一台固定泵输送,确保一次到位,在运输过程中,要防止混凝土发生离析现象,严格控制搅拌站到混凝土入模时间,防止发生干硬现象。
        2.混凝土浇筑方法。基础底板采用分段分层的浇筑方法,混凝土由远及近,随着混凝土的浇筑,泵管由远及近逐渐拆除,由西向东按800mm间距分段分层浇筑,确保在混凝土产生初凝前浇筑完本段混凝土,同时进行下一段的混凝土浇筑。为了防止温度裂缝和收缩裂缝的出现,在施工过程中控制每层浇筑厚度,通过测温记录与覆盖保温措施,使内外温差控制在25℃以内,确保混凝土在龄期内不会因水化热过大而引发收缩应力裂缝。
        三、现场控制和温度控制方法
        1.大体积混凝土浇筑中的温度控制。在混凝土从拌合机中送出后,经过泵送和振捣等流程最终到达浇筑环节,其浇筑温度应该控制在28℃之内。每次在混凝土开盘全,需要对混凝土材料温度进行合理控制,同时对水、石、砂、粉煤灰、水泥等材料的温度进行准确测量,并记录下来,对浇筑温度进行准确估算。在浇筑温度超出标准限制后,应该采取有效措施进行控制:比如可以将草袋覆盖到的传输泵管表层,频繁进行洒水降温,尽量在夜间进行混凝土的浇筑工作。当施工时间在冬季时,可通过锅炉来加热拌合水,使混凝土材料温度维持在10℃以上,浇筑温度不能低于5℃。当施工时节是夏季时,可在拌合水中增加冰块进行降温处理,控制混合材料温度。


        2.各层混凝土浇筑的间歇期。混凝土浇筑过程中的间歇期需保持在5~7 d左右,同时当混凝土底部的温度降低后,才能开始下一层的混凝土浇筑。如果因为被其他施工任务所影响,从而导致混凝土块间歇时间超出7 d,便可通过验算的方法,对温控措施进行调整。具体措施是在间歇期间内,做好混凝土表层的保温、养护工作,从而使混凝土能够始终维持湿润状态。
        3.合理设置冷却水管。针对混凝土厚度和面积较大的浇筑工作,需要在混凝土内部安装冷却水管,至于冷却水管应该选择厚度为3.25 mm,管径为42.3 mm的黑铁管,布置成一种S形,各个方向的间距需要控制在1 m左右,在布置完冷却水管后,还需要进行压水试验,避免管道出现漏水的问题。浇筑混凝土到水管标高后,迅速开始水管通水,通水时间维持在8~10 d左右,在通水过程中,如果混凝土的温度降低速度超出每天1.5℃,就需要终止通水。对进水温度进行严格控制,确保冷水管相关进水温度和混凝土最高温度之间的差距不会大于25℃,尽量降低进水口温度。在温度较高的天气状态下,需要从静置后聚水池中抽取冷却水,在冬季或气温较低的天气中施工时,需将冷却水管中的出水聚集到集水池中,适当提高进水温度,从而更好地控制温度差。
        4.混凝土养护。需要等待各层混凝土表面结束终凝后实施养护处理,并将湿麻袋覆盖到混凝土表层,时间需要维持到表层混凝土结束浇筑后。在浇筑前,还需要对各层混凝土接缝进行适当处理,对混凝土表面进行彻底清洗和凿毛处理。在气温较高的状态下,如最高气温超出20℃的环境下,可不需要对混凝土侧面进行保温处理。但暴露在外的侧面结束拆模后,需要实施喷淋养护,可通过冷却水管进行喷淋,使混凝土表面维持潮湿状态,预防干缩裂缝的出现。在混凝土内外温度差远远超出控制标准,或在冬期施工中,需对混凝土侧面实施保温覆盖。
        5.现场施工控制。为提升混凝土施工质量,促进混凝土的均匀拌和,需要对混凝土进行全过程控制,对混凝土拌和、泵送、浇筑、振捣、维护等各个环节实施全面监控,按照相关施工规范进行温度控制。在开始拌和混凝土各个配料前,需要通过相关计量部门对衡器实施计量标定,保证材料称取的误差满足基础规范要求。同时对新拌和的混凝土材料进行质量控制,使其能满足基础的施工要求,在出机口检测坍落度,避免使用坍落度不合格的混凝土材料,并对细骨料和粗骨料的含水率进行准确检测,在雨天条件下,还需要提高检测频率,对用水量进行合理调整。在混凝土开始浇筑工作前,还需对模板、监控线路、监控设备、预埋件和钢筋进行全面检查,在保证所有的环节质量合格后才能开始施工。在浇筑混凝土时,需按规定方向、顺序和厚度进行分层浇筑,在底层混凝土结束初凝后,才能继续实施上层浇筑工作。
        6.温度监测。为了促进温度控制工作实现信息化控制,在其发生异常状况可以进行迅速解决,需要在混凝土内部空间设置相应的温度测试点,这也是温度控制中的重要环节。首先在温度测试中,需要结合大体积混凝土的温度计算结果和结构特征,设置温度传感器,在混凝土层厚的1/2位置设置温度测试点,同时对冷却水管的出水口温度、进口温度、浇筑温度、大气温度等进行准确检测。其次是检测所用设备。温度传感器是PN温度传感设备,温度检测仪可以选择PN-4C型的多路数字自动巡回控制检测仪器。温度传感器的技术性能如下:其分辨率是0.1℃,工作误差在上下5℃之间,测温的范围是从–50~150℃之间。
        在大体积混凝土施工前通过温控计算,确定浇筑工艺和条件以及保温养护方法,在施工过程中对原材料控制,混凝土浇筑施工进行事中控制,在浇筑后期对保温养护的事后控制,每一步都按计划进行实施,使得本工程大体积混凝土在温度控制上取得成功,未产生有害结构裂缝及施工缺陷,取得了良好的经济效益和社会效益。
        参考文献:
        [1]骆锋.柱下条形基础超长环形结构大体积混凝土裂缝控制施工技术[J].建筑施工,2017,33(12):1084–1087.
        [2]秦建.大小井特大桥拱座大体积混凝土温度控制与施工技术[J].黑龙江交通科技,2018,41(1):114–115.
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