浅谈大体积混凝土蓄水法养护

发表时间:2021/7/16   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月4期   作者:  陈敏
[导读] 通过对浇筑完成的大体积混凝土底板面进行蓄水全没盖,保证了大体积混凝土各项温度指标变化趋势的平稳性,取得了很好的养护效果。
        陈敏
        中铁建设集团有限公司中南分公司
        摘要:通过对浇筑完成的大体积混凝土底板面进行蓄水全没盖,保证了大体积混凝土各项温度指标变化趋势的平稳性,取得了很好的养护效果。同时,蓄水养护法在武汉恒大珺睿工程的应用为今后类似大体积混凝土养护提供了可参考实例。
        关键词:大体积;混凝土;养护;蓄水

1工程概况
        武汉恒大珺睿工程位于武汉市汉阳区,建筑面积为182427.86㎡,建筑高度258.35m。由一栋49层超高层主楼、6层裙楼和4层地下车库组成。
2大体积混凝土浇筑
2.1泵送设备布置
        塔楼底板大体积混凝土浇筑配备两台天泵(臂展63m)、三台地泵及15辆混凝土罐车。两台天泵并排架设在塔楼钢筋基坑东北角,进料口均朝向南面;三台地泵分别架设在基坑南面四新大道、基坑东面汉城路边(两台)。
2.2混凝土浇筑顺序
        按照“先低后高”分层浇筑的原则,本次浇筑施工分为两个阶段:第一阶段5台泵车集中浇筑核心筒区域至-19.85m处,第二阶段各泵车按各自划分区域同时分层逐步浇筑至-17.05m标高处,避免冷缝出现。
3混凝土测温监控
        本工程采用HC-TW80无线测温仪,通过相关中继模块将现场测温点信息实时传输到手机客户端,随时随地查看温度数据、曲线图等。平面测位点竖向一组设置4个测温点,分别布置在砼的上、中上、中心、下位置,上下测点均位于砼表面5cm处,另外在空气,保温层中各埋设1个测温点,测量环境温度、保温层内的温度。平面布置5个测温代表区域,共布置10个测位,40个测温点。
4混凝土养护
4.1混凝土降温养护措施
        混凝土浇筑完成收面后,在表面覆盖一层塑料薄膜加一层棉毡,待初凝2小时左右洒水养护,在裙塔楼后浇带分界处往塔楼0.5m处砌筑500mm高、240mm厚砖墙,表面2cm的1:2.5抹灰砂浆,与南北段塔楼外墙连接,待墙体达到强度,往塔楼筏板面灌水10cm,达到降温养护效果。
4.2热工验算
        混凝土施工于2019年8月进行,室外平均气温取32℃。
        ①混凝土拌和温度Tc

        表1混凝土原材料配合比及温度、比热
        则混凝土拌和温度TC=ΣTi×W×C/ΣW×C=83797/2553.6=32.8℃。
        ②混凝土出罐温度Ti
        因为混凝土搅拌机房为敞开式,所以Ti=32.8℃。
        ③混凝土浇筑温度Tj
        Tj=Ti+(Tq-Ti)(A1+A2+A3);
Tq为环境温度,取32℃;
A1、A2、A3为温度损失系数;
装卸2次:A1=0.032*2=0.064;
运输30min:A2=0.0037*30=0.111;
浇捣十分钟:A3=0.003*10=0.03;
∴A1+A2+A3=0.205;
Tj=32.8+(32-32.8)*0.205=32.64℃。
        ④混凝土绝热温升T3
        第三天时水化温度最大,故计算龄期3d的绝热温升。混凝土浇筑厚3.8m,每公斤425号普通水泥水化热Q=461KJ/Kg,单方水泥用量W=236Kg,混凝土的比热C=0.97KJ/Kg·K,混凝土的密度ρ=2380Kg/m3,浇筑温度Tj=32.64℃时第三天的m=0.407(系数由商混站提供)。
        ∴计算龄期最高温升T(3):
         T(3)=WQ(1-e-mt)/Cρ=33.23℃;
        当浇筑层厚3.8m时,查建筑施工手册表5-7-6,降温系数ξ=0.66;
        ∴T3=T(3)*ξ=33.23*0.66=22.2℃
        ⑤混凝土内部最高温度Tmax
        Tmax=Tj+T3=32.64+22.2=54.84℃;
        ⑥混凝土表面温度Tb(t)
        保温措施采用薄膜及棉毡覆盖结合蓄水(深度10cm),计算中仅取水做保温材料:
         保温层隔热系数β=1/(Σδi/λi+1/βq)=1/(0.1/0.58+1/23)=4.63W/m2·k
        δi—保温材料厚度,水为0.1m;
        λi—保温厚度系数,取0.58W/m·k;
βq—空气层传热系数,取23W/m2·k;
        混凝土的虚铺厚度h'=Kλ/β
        λ—混凝土导热系数,取2.33(W/m·k)
        K—折减系数,取0.666
        ∴h'=0.666*2.33/4.63=0.335m
        则混凝土计算厚度H=h+2h'=4.47m;
h—砼实际厚度,取最大厚度3.8m;
        表面温度Tb(t)=Tq+4×h'×(H-h')×(Tmax-Tq)/H2=38.33℃
        理论结论:混凝土中心最高温度与表面之差Tmax-Tb(t)=54.84-38.33=16.51℃<25℃;砼表面温度与大气温差Tb(t)-Tq=38.33-32=6.33℃<20℃,均符合规范要求。
4.3温变监测
        HC-TW80无线测温仪按照默认设置每半个小时实时测定一次数据,从2019年8月22日开始至2019年9月16日止,5个测温代表区域的40个测点产生数据55683个。以下为1号测区温变曲线图:

       
        实际结论:由上图数据分析,混凝土浇筑后第四天左右中心与表面温度均达到一个峰值,此时中心温度为60.2℃,表面温度为45.9℃,环境温度为34.6℃,混凝土中心最高温度与表面之差Tmax-Tb(t)=60.2-45.9=14.3℃<25℃;砼表面温度与大气温差Tb(t)-Tq=45.9-34.6=11.3℃<20℃,后续各温变趋势趋于平缓,温差变化均能满足规范要求。
5结束语
        在武汉恒大珺睿工程大体积混凝土浇筑及养护施工中,通过采用无线温变监测及蓄水降温养护等方法,解决了大体积混凝土养护的难题,确保了大体积混凝土浇筑后的实体质量,丰富了我们在这方面施工的技术储备。
参考文献
[1]《建筑施工手册》(第四版)(JGJ147-2004)
[2]《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2018)
[3]《大体积混凝土温度测控技术规范》(GB/T51028-2015)
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