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[摘要] 大体积混凝土已广泛运用在工用与民用建筑工程中。在施工过程中,大体积混凝土的温度检测和控制贯穿于施工的全过程。本文对目前的设计、施工、验收标准对建筑工程大体积混凝土的要求进行阐述,并就建筑工程大体积混凝土温控措施及相关施工技术做了一些初步的探讨,以期为同行提供参考。
[关键词] 建筑工程 大体积混凝土 温控 施工技术
随着建筑技术的不断发展,大体积混凝土已广泛运用于建筑工程中。如何保障建筑工程质量,预防大体积混凝土裂缝的出现就成为了摆在建筑施工人员面前的一个重大问题。在这个过程中,加强大体积混凝土的温度检测和控制就成为了贯穿于施工的全过程的重要步骤。本文在对目前的设计、施工、验收标准对建筑工程大体积混凝土的要求进行阐述的基础上,就建筑工程大体积混凝土温控措施及相关施工技术做了一些初步的探讨,以期为同行提供参考。
一、 大体积混凝土温控措施实施目的
之所以要对建筑工程实施大体积混凝土的温度监测和控制,是为了避免大体积混凝土裂缝的出现。由于混凝土本身的特性,当混凝土浇筑后,水泥在水化过程中会产生大量的热量,使混凝土温度升高,这样就会出现内部和表面散热条件不同,中心温度高,表面温度低的现象,进而使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,而当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。同时在混凝土浇筑初期,由于结构的外部约束和混凝土各质点间的约束阻止混凝土收缩变形,此时混凝土抗压强度较大,但抗拉能力却很小,当温度应力超过抗拉强度时,混凝土的整个截面就会产生贯穿裂缝。大体积混凝土裂缝的出现不仅会降低建筑结构的刚度,从而影响到结构物功能的正常发挥,而且会影响混凝土的耐久性和建筑的防水性,进而影响建筑寿命,甚至威胁到人们的生命财产安全。
在这样的情况下,如何加强大体积混凝土温度检测与控制,避免大体积混凝土裂缝的产生,就成为了摆在施工人员面前的一项重要课题。在实践中,施工人员逐渐探索出一系列温控方法来避免大体积混凝土裂缝的产生,例如在施工灌注时采取阶梯式的平面和跑道式的灌注方法,有效地降低大体积混凝土的升温,进而克服了混凝土中产生的冷缝现象。又如在施工中采用分层连续浇筑法,利用混凝土层面散热,降低大体积混凝土浇筑块的温升。这些方法的运用极大地促进了大体积混凝土施工工作的开展。
二、 大体积混凝土浇筑与养护温控技术要点
大体积混凝土的温度检测和控制贯穿于施工的全过程。在整个温度检测和控制过程中必须要注意以下这些要点:
1. 大体积混凝土温度控制的参数
在浇筑过程中,应注意以下参数:一是混凝土的浇筑温度不宜超过28℃;二是混凝土内部与表面的温度之差不宜超过25℃,混凝土的温度骤降不应超过10℃。在整个过程中温度监测和温度控制是相互联系、相互配合的,这就要求在施工中要采用信息化的施工方法,及时反馈温度监测的数据,以进行温度控制,同时在采取温度控制的措施后,要根据温度监测的数据判断温度控制的效果,以使温度参数符合指标。
2. 浇筑完后要进行保温养护
每次混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,这是大体积混凝土结构施工中要注意的一个重点。具体来说,要从以下这些方面做起:一是在铺设完保温层之后,根据实际情况选取保温材料进行覆盖,其中塑料薄膜、麻袋、草帘、土、砂等都可作为保温材料。保温层的总厚度要经过计算后确定。 二是在大体积混凝土浇筑完成并其收水后,外露表面可选用塑料薄膜、养护纸以及喷涂养护液等保温材料进行养护。三是当混凝土内部与表面温度之差小于20℃,且混凝土内部与表面温度之差不超过控制值时,即可逐层拆除保温层。当混凝土内部与环境温度之差接近内部与表面温度控制值时,即可全部撤掉保温层。冬期施工时,保温养护的时间要保证混凝土在受冻前能够达到受冻临界强度,并要冷却到5℃时,方可全部撤掉保温层。
3. 浇筑过程中降低大体积混凝土浇筑温度的措施
要降低大体积混凝土浇筑温度,可以通过以下途径来得以实现:一是降低骨料、拌和用水的温度。施工人员可以利用喷水雾进行骨料预冷,使骨料含水量保持稳定。或者是利用低温地下水或自来水,也可用冰水来降温。二是充分利用低温季节和夜间进行浇筑,以降低浇筑温度,减少温控费用。夏季的温度较高,白昼期间要加快混凝土的浇筑速度,同时缩短混凝土日光暴晒时长,减少暴露的面積,降低混凝土拌和物因吸收太阳光造成的温升;夜间在不形成“冷缝”的前提下,要尽可能延缓混凝土的入仓覆盖速度,以便早期水化热散发。
三、施工过程中防止大体积混凝土裂缝的温控技术措施
在施工过程中,可以采取以下措施来进行温度控制,以避免大体积混凝土裂缝的产生:
1.控制混凝土的温升
大体积混凝土裂缝产生的原因主要在于在降温阶段,降温和水分蒸发等原因使大体积混凝土结构形成收缩,加之存在的外约束不能自由变形而产生温度应力,进而导致裂缝的出现。因此控制水泥水化热引起的温升,减小降温温差,降低温度应力,才能防止产生温度裂缝。由于混凝土升温的热源是水泥水化热,因此为控制大体积混凝土结构因水泥水化热而产生的温升,可以选用中低热的水泥品种,尽量降低水泥用量,减少水化热量,避免大体积混凝土裂缝的产生。
2. 利用混凝土的后期强度进行温度控制
利用混凝土的后期强度进行温度控制也是有效避免大体积混凝土裂缝产生的重要措施之一。因此为控制混凝土温升,降低温度应力,极大程度避免温度裂缝,结合实际,可采用f 45、f 60或f 90替代f 28作为混凝土设计强度,大幅减少单位统计混凝土水泥使用量,进而使混凝土的水化热温升也随之大幅降低,从而实现目的。
3. 掺加粉煤灰及其他外加剂进行温控
除了从施工工艺着手外,还可从施工材料着手,通过掺加粉煤灰及其他外加剂进行温控,以实现防止裂缝出现的目的。长期实践表明,在混凝土内掺入粉煤灰,可以改善混凝土黏塑性,降低混凝土水化热。同时为防止水化热增大,引发混凝土开裂,可在混凝土中掺入一定比重的外加剂,例如木质素磺酸钙等,改善混凝土的和易性,同时降低拌和水,节约水泥水量,降低水化热。
4.适当选择粗细骨料避免温度裂缝出现
在施工过程中,要适当选择粗细骨料避免温度裂缝出现。建筑工程的大体积钢筋混凝土,粗骨料的规格与结构物的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等有很大关系。要达到工程要求,充分发挥水泥效用,粗骨料应达到最佳的最大粒径,选用自然连续级配的粗骨料配制混凝土。同时要根据施工状况,选用粒径大、级配良好的石子,优化级配设计,做好搅拌、浇注以及振捣工作。其中粗骨料中针、片状颗粒按重量计不超过15%为宜,细骨料采用中、粗砂较好,可降低混凝土温升并减少收缩。同时在泵送混凝土输送过程中,级配设计要考虑砂率大小,砂率过大对混凝土强度产生影响,满足可泵性的条件下,尽可能的降低砂率。此外,要严格控制砂、石的含泥量。
大体积混凝土温控工作是一项重要的工作,对大体积混凝土进行温度控制是避免大体积混凝土裂缝出现的重要手段。只有将这项工作做好,才能更好地保障建筑工程质量,保障人们的生命与财产安全。
参考文献
[1]朱伯芳.大体积混凝土的温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,1999
[2]段峥.现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治[J].混凝土,2008(8)
[3]王东.某高层建筑大体积混凝土施工[J].山西建筑,2008.30(13)
[4]叶琳昌,沈义.大体积混凝土施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1987.
作者简介
郝红,男,汉族,1968年7月出生,山东济南人。现任职于江西省南昌市建筑工程集团有限公司。现有职称:工程师。研究方向:建筑工程。
[关键词] 建筑工程 大体积混凝土 温控 施工技术
随着建筑技术的不断发展,大体积混凝土已广泛运用于建筑工程中。如何保障建筑工程质量,预防大体积混凝土裂缝的出现就成为了摆在建筑施工人员面前的一个重大问题。在这个过程中,加强大体积混凝土的温度检测和控制就成为了贯穿于施工的全过程的重要步骤。本文在对目前的设计、施工、验收标准对建筑工程大体积混凝土的要求进行阐述的基础上,就建筑工程大体积混凝土温控措施及相关施工技术做了一些初步的探讨,以期为同行提供参考。
一、 大体积混凝土温控措施实施目的
之所以要对建筑工程实施大体积混凝土的温度监测和控制,是为了避免大体积混凝土裂缝的出现。由于混凝土本身的特性,当混凝土浇筑后,水泥在水化过程中会产生大量的热量,使混凝土温度升高,这样就会出现内部和表面散热条件不同,中心温度高,表面温度低的现象,进而使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,而当拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。同时在混凝土浇筑初期,由于结构的外部约束和混凝土各质点间的约束阻止混凝土收缩变形,此时混凝土抗压强度较大,但抗拉能力却很小,当温度应力超过抗拉强度时,混凝土的整个截面就会产生贯穿裂缝。大体积混凝土裂缝的出现不仅会降低建筑结构的刚度,从而影响到结构物功能的正常发挥,而且会影响混凝土的耐久性和建筑的防水性,进而影响建筑寿命,甚至威胁到人们的生命财产安全。
在这样的情况下,如何加强大体积混凝土温度检测与控制,避免大体积混凝土裂缝的产生,就成为了摆在施工人员面前的一项重要课题。在实践中,施工人员逐渐探索出一系列温控方法来避免大体积混凝土裂缝的产生,例如在施工灌注时采取阶梯式的平面和跑道式的灌注方法,有效地降低大体积混凝土的升温,进而克服了混凝土中产生的冷缝现象。又如在施工中采用分层连续浇筑法,利用混凝土层面散热,降低大体积混凝土浇筑块的温升。这些方法的运用极大地促进了大体积混凝土施工工作的开展。
二、 大体积混凝土浇筑与养护温控技术要点
大体积混凝土的温度检测和控制贯穿于施工的全过程。在整个温度检测和控制过程中必须要注意以下这些要点:
1. 大体积混凝土温度控制的参数
在浇筑过程中,应注意以下参数:一是混凝土的浇筑温度不宜超过28℃;二是混凝土内部与表面的温度之差不宜超过25℃,混凝土的温度骤降不应超过10℃。在整个过程中温度监测和温度控制是相互联系、相互配合的,这就要求在施工中要采用信息化的施工方法,及时反馈温度监测的数据,以进行温度控制,同时在采取温度控制的措施后,要根据温度监测的数据判断温度控制的效果,以使温度参数符合指标。
2. 浇筑完后要进行保温养护
每次混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,这是大体积混凝土结构施工中要注意的一个重点。具体来说,要从以下这些方面做起:一是在铺设完保温层之后,根据实际情况选取保温材料进行覆盖,其中塑料薄膜、麻袋、草帘、土、砂等都可作为保温材料。保温层的总厚度要经过计算后确定。 二是在大体积混凝土浇筑完成并其收水后,外露表面可选用塑料薄膜、养护纸以及喷涂养护液等保温材料进行养护。三是当混凝土内部与表面温度之差小于20℃,且混凝土内部与表面温度之差不超过控制值时,即可逐层拆除保温层。当混凝土内部与环境温度之差接近内部与表面温度控制值时,即可全部撤掉保温层。冬期施工时,保温养护的时间要保证混凝土在受冻前能够达到受冻临界强度,并要冷却到5℃时,方可全部撤掉保温层。
3. 浇筑过程中降低大体积混凝土浇筑温度的措施
要降低大体积混凝土浇筑温度,可以通过以下途径来得以实现:一是降低骨料、拌和用水的温度。施工人员可以利用喷水雾进行骨料预冷,使骨料含水量保持稳定。或者是利用低温地下水或自来水,也可用冰水来降温。二是充分利用低温季节和夜间进行浇筑,以降低浇筑温度,减少温控费用。夏季的温度较高,白昼期间要加快混凝土的浇筑速度,同时缩短混凝土日光暴晒时长,减少暴露的面積,降低混凝土拌和物因吸收太阳光造成的温升;夜间在不形成“冷缝”的前提下,要尽可能延缓混凝土的入仓覆盖速度,以便早期水化热散发。
三、施工过程中防止大体积混凝土裂缝的温控技术措施
在施工过程中,可以采取以下措施来进行温度控制,以避免大体积混凝土裂缝的产生:
1.控制混凝土的温升
大体积混凝土裂缝产生的原因主要在于在降温阶段,降温和水分蒸发等原因使大体积混凝土结构形成收缩,加之存在的外约束不能自由变形而产生温度应力,进而导致裂缝的出现。因此控制水泥水化热引起的温升,减小降温温差,降低温度应力,才能防止产生温度裂缝。由于混凝土升温的热源是水泥水化热,因此为控制大体积混凝土结构因水泥水化热而产生的温升,可以选用中低热的水泥品种,尽量降低水泥用量,减少水化热量,避免大体积混凝土裂缝的产生。
2. 利用混凝土的后期强度进行温度控制
利用混凝土的后期强度进行温度控制也是有效避免大体积混凝土裂缝产生的重要措施之一。因此为控制混凝土温升,降低温度应力,极大程度避免温度裂缝,结合实际,可采用f 45、f 60或f 90替代f 28作为混凝土设计强度,大幅减少单位统计混凝土水泥使用量,进而使混凝土的水化热温升也随之大幅降低,从而实现目的。
3. 掺加粉煤灰及其他外加剂进行温控
除了从施工工艺着手外,还可从施工材料着手,通过掺加粉煤灰及其他外加剂进行温控,以实现防止裂缝出现的目的。长期实践表明,在混凝土内掺入粉煤灰,可以改善混凝土黏塑性,降低混凝土水化热。同时为防止水化热增大,引发混凝土开裂,可在混凝土中掺入一定比重的外加剂,例如木质素磺酸钙等,改善混凝土的和易性,同时降低拌和水,节约水泥水量,降低水化热。
4.适当选择粗细骨料避免温度裂缝出现
在施工过程中,要适当选择粗细骨料避免温度裂缝出现。建筑工程的大体积钢筋混凝土,粗骨料的规格与结构物的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等有很大关系。要达到工程要求,充分发挥水泥效用,粗骨料应达到最佳的最大粒径,选用自然连续级配的粗骨料配制混凝土。同时要根据施工状况,选用粒径大、级配良好的石子,优化级配设计,做好搅拌、浇注以及振捣工作。其中粗骨料中针、片状颗粒按重量计不超过15%为宜,细骨料采用中、粗砂较好,可降低混凝土温升并减少收缩。同时在泵送混凝土输送过程中,级配设计要考虑砂率大小,砂率过大对混凝土强度产生影响,满足可泵性的条件下,尽可能的降低砂率。此外,要严格控制砂、石的含泥量。
大体积混凝土温控工作是一项重要的工作,对大体积混凝土进行温度控制是避免大体积混凝土裂缝出现的重要手段。只有将这项工作做好,才能更好地保障建筑工程质量,保障人们的生命与财产安全。
参考文献
[1]朱伯芳.大体积混凝土的温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,1999
[2]段峥.现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治[J].混凝土,2008(8)
[3]王东.某高层建筑大体积混凝土施工[J].山西建筑,2008.30(13)
[4]叶琳昌,沈义.大体积混凝土施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1987.
作者简介
郝红,男,汉族,1968年7月出生,山东济南人。现任职于江西省南昌市建筑工程集团有限公司。现有职称:工程师。研究方向:建筑工程。