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探析大體積混凝土冬期施工的技術(shù)措施

2009-12-18 11:53    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:與工業(yè)與民用建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的冬期施工相比,除防止早期混凝土被凍外,大體積混凝土的冬期施工還存在著控制溫差、防止裂縫的問題,在設(shè)計(jì)和施工中,必須善解決這個(gè)矛盾,兼顧防凍與防裂兩方面的要求。提出了大體積混凝土的冬期施工的原則和技術(shù)措施。

  關(guān)鍵詞:大體積混凝土;冬期施工;措施

  隨著城市建設(shè)與大型工礦企業(yè)的發(fā)展,高層、超高層、特殊功能的構(gòu)筑物及大型設(shè)備基礎(chǔ)等都采用體積龐大的混凝土結(jié)構(gòu)。大體積混凝土已大量用于工業(yè)與民用建筑中。

  工業(yè)與民用建筑中,混凝土、鋼筋混凝土是建筑結(jié)構(gòu)中的主要組成材料與工業(yè)與民用建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的冬期施工相比,除防止早期混凝土被凍外,大體積混凝土的冬期施工還存在著控制溫差、防止裂縫的問題,在設(shè)計(jì)和施工中,必須善解決這個(gè)矛盾,兼顧防凍與防裂兩方面的要求;炷炼谑┕,尤其是在嚴(yán)寒地區(qū),無(wú)論采用何種施工方法,為了防止早期混凝土被凍,一般都要求混凝土具有較高的澆筑溫度。但另一方面,正是由于氣候寒冷,基礎(chǔ)溫差和內(nèi)外溫差必然加大,往往超過(guò)允許溫差,不能滿足防止混凝土裂縫的要求。因此,大體積混凝土冬期施工中防凍與防裂的矛盾,集中在混凝土澆筑溫度的選擇上。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,如果單純從防止混凝土早期被凍出發(fā),選擇過(guò)高的澆筑溫度,往往會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂,造成混凝土施工出現(xiàn)質(zhì)量問題,所以要選擇合理的澆筑溫度。

  1、大體積混凝土冬季施工的原則

  連續(xù)5天日平均氣溫在5℃以下,即進(jìn)入混凝土的冬期施工階段。大體積混凝土冬期施工應(yīng)兼顧防凍與防裂兩方面的要求,因此應(yīng)遵循以下三條基本原則:

 。1)砂、石等原材料中不能含有凍塊,混凝土拌和物也應(yīng)該具有一定的溫度,以保證在運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中不致凍結(jié)。

  (2)混凝土在達(dá)到臨界強(qiáng)度之前不能受凍,以免混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞,最終強(qiáng)度受到損失。

 。3)混凝土的內(nèi)外溫差和最高溫度均不能超過(guò)規(guī)定數(shù)值,以免發(fā)生裂縫,破壞結(jié)構(gòu)的整體。

  上述三條原則中,第1, 2條是為了防凍,第3條是為了防裂。

  2、大體積混凝土冬期施工的技術(shù)措施

  2.1 混凝土出機(jī)溫度與澆筑溫度的選擇

  混凝土的澆筑溫度系指經(jīng)過(guò)平倉(cāng)震搗,將要蓋上第二層混凝土拌和物之前的溫度。為了防止早期混凝土受凍,澆筑溫度當(dāng)然越高越好,規(guī)范規(guī)定入模溫度不低于5℃,沒有上限控制。但大體積混凝土,除了防凍外,還有防裂要求,由于體積大,澆筑以后,雖然表面溫度很低。內(nèi)部溫度卻因水化熱而急劇上升。為了減小內(nèi)外溫差和基礎(chǔ)溫差,澆筑溫度越低越有利,一般說(shuō)最好不超過(guò)10℃。因此,大體積混凝土施工的澆筑溫度一般以5-10℃為宜。如果氣溫很低,在達(dá)到臨界強(qiáng)度以前,表面混凝土有遭受凍害的可能,應(yīng)加強(qiáng)保溫措施,不可單純?yōu)榱朔纼龆S意提高澆筑溫度,以致引起裂縫。

  根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和保溫方法,由澆筑溫度,加上運(yùn)輸及澆筑過(guò)程中的熱量損失,就可得到混凝土的出機(jī)溫度。規(guī)范規(guī)定不低于10℃,一般控制在10-15℃為宜。

  2.2 基礎(chǔ)及冷壁的預(yù)熱

  在澆筑混凝土以前,對(duì)基礎(chǔ)、預(yù)埋鐵件及與新混凝土接觸的冷壁(老混凝土、預(yù)制混凝土模板等),應(yīng)用蒸汽清除所有的冰、雪、霜凍,并使其表面溫度上升。如果基巖及冷壁的內(nèi)部溫度較低,還需要提前進(jìn)行預(yù)熱。如果不進(jìn)行預(yù)熱,澆筑混凝土以后,接觸面附近的新混凝土溫度將很快降至零度以下。預(yù)熱所需溫度、深度和持續(xù)時(shí)間,由溫度計(jì)算決定。計(jì)算原則應(yīng)使接觸面附近的新混凝土在達(dá)到臨界強(qiáng)度之前不被凍結(jié)。一般來(lái)說(shuō),應(yīng)使基巖深度10cm內(nèi)溫度在5℃以上。

  2.3 原材料加熱

  當(dāng)氣溫不低于-1℃時(shí),一般只須將拌和水加熱,以滿足出機(jī)溫度的要求。水溫不能超過(guò)600C,以免水泥發(fā)生假凝。當(dāng)氣溫低于-1℃時(shí),須將水與細(xì)骨料加熱,同時(shí)加熱粗骨料使其中的冰雪融化。加熱砂石料時(shí)應(yīng)避免過(guò)熱和過(guò)分干燥,最高溫度不宜超過(guò)75 C.

  水的加熱可用鍋爐、電熱或蒸汽,砂料加熱可用封閉的蛇形管,石料加熱使用蒸汽最方便。

  2.4 運(yùn)輸中的保溫

  運(yùn)輸中的熱量損失與運(yùn)輸工具有關(guān)。如使用大型運(yùn)輸罐,熱損失一般不大。如使用自卸卡車,可用廢氣加熱車底,車皮外面應(yīng)加保溫層并在車身上面加以覆蓋,如使用皮帶輸送機(jī),最好搭蓋帳篷,完全封閉,否則熱量損失很大。此外,運(yùn)輸中應(yīng)盡量減少倒轉(zhuǎn)次數(shù)。

  2.5 澆筑過(guò)程中減少熱量損失

  混凝土是分層澆筑的,每層厚度20-50cm,由于厚度薄,散熱面積大,澆筑過(guò)程中的熱量損失是很大的。減少熱量損失的辦法:加快澆筑速度,縮短澆筑時(shí)間;用保溫被或聚乙烯泡沫塑料板覆蓋保溫。當(dāng)氣溫低于-5℃時(shí),即停止?jié)仓。在更低的氣溫下澆筑混凝土,一般以采用暖棚法為宜?/p>

  2.6 控制裂縫的措施

 。1)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和分縫分塊。

  結(jié)構(gòu)形式對(duì)溫度應(yīng)力和裂縫的出現(xiàn)具有重要影響。澆筑塊尺寸對(duì)溫度應(yīng)力影響也非常大,澆筑塊越大,溫度應(yīng)力

  也越大,越容易產(chǎn)生裂縫,因此合理的分縫分塊防止裂縫有重要意義。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論分析都表明,當(dāng)澆筑塊平面尺寸控制在15mX 15m左右時(shí),溫度應(yīng)力比較小。

 。2)合理選擇混凝土原材料,優(yōu)化混凝土配合比。

  合理選擇混凝土原材料,優(yōu)化混凝土配合比的目的是使混凝土具有較大的抗裂能力,具體說(shuō)就是要求混凝土的絕熱溫升較小,抗拉強(qiáng)度較大,極限拉伸變形能力較大,熱強(qiáng)比較小,線膨脹系數(shù)較小,自生體積微膨脹。

  選擇水泥:混凝土主要考慮低熱和高強(qiáng),一般采用礦渣水泥。

  摻用混合材料:摻用混合材的目的是降低混凝土的絕熱溫升,提高混凝土抗裂能力;旌喜陌ǖV渣、粉煤灰等。目前粉煤灰采用較多,前面對(duì)摻粉煤灰己經(jīng)進(jìn)行了論述。

  摻用外加劑:外加劑有減水劑、引氣劑、緩凝劑,早強(qiáng)劑等多種類型。前面對(duì)摻UEA已經(jīng)進(jìn)行了論述。

  優(yōu)化混凝土配合比:在保證混凝土強(qiáng)度及流動(dòng)度條件下,盡量節(jié)省水泥,降低混凝土絕熱溫升。

 。3)嚴(yán)格控制混凝土溫度,減小基礎(chǔ)溫差,內(nèi)外溫差及表面溫度驟降。

延伸閱讀:體積 混凝土 施工
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