大體積大方量混凝土施工質量控制

1、<p>　　大體積大方量混凝土施工質量控制</p><p>　　摘要：大體積大方量混凝土水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升比較快，混凝土里表溫差較大時，會使混凝土產生溫度裂縫。采用在大體積混凝土中設置水管，并在混凝土澆筑完成之后向水管中通入冷水，進行主動降溫,有效的降低了大體積混凝土內部過高的水化熱，防止了水化熱引起的溫度變化和收縮而導致的有害裂縫產生，保證了混凝土質量。 </p><

2、p>　　關鍵詞：大體積混凝土；溫度裂縫；冷卻水管；主動降溫 </p><p>　　中圖分類號：TU37文獻標識碼： A </p><p><b>　　1.前言： </b></p><p>　　大體積混凝土就是指長、寬、高任意一邊不小于1米，或預計會因混凝土中膠凝材料的水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土，它主要的特點就是體積

3、大。大體積大方量混凝土在施工中，水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升較快。當混凝土里表溫差較大時，會使混凝土產生溫度裂縫。 </p><p>　　1.1大體積混凝土施工易產生兩種溫度裂縫： </p><p>　　1.1.1表面裂縫：大體積混凝土澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚集在內部不易散發(fā)，混凝土內部溫度顯著升高，如果表面散熱較快，這樣就形成較大的內外溫差，內部產生壓應力，表面產

4、生拉應力，而混凝土的早期抗拉強度很低，因而出現裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內發(fā)生，表面層以下結構仍保持完整。 </p><p>　　1.1.2貫穿性裂縫：由于建筑物物里表溫差較大，結構尺寸又受到外界的約束而引起的。當大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時，又沒有采取特殊措施降低、放松或取消約束，或根本無法消除約束時易導致拉應力超過混凝土的極限抗拉強度而在約束接觸

5、處產生裂縫，甚至會貫穿整個表面產生貫穿性裂縫。 </p><p><b>　　2.施工方案： </b></p><p>　　XX煤礦副井井塔的基礎形式為筏板基礎，基礎的外形尺寸為23.2m*23.2m*1.95m，最小截面尺寸為1.95m，為大體積大方量混凝土。為了有效地控制有害裂縫的出現和發(fā)展，必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率，減小混凝土收縮、提高混凝土的極

6、限拉伸強度、改善約束條件等方面全面考慮，結合實際采取主動降溫措施。 </p><p>　　2.1降低水泥水化熱和變形 </p><p>　　2.1.1.選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復合水泥等。 </p><p>　　2.1.2.充分利用混凝土的后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。根據試驗每增減10

7、kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應升降1℃。 </p><p>　　2.1.3.使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級配良好的粗細骨料；控制砂石含泥量；摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應的減水劑、緩凝劑，改善和易性、降低水灰比，以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的。 </p><p>　　2.1.4.在拌合混凝土時，還可摻入適量的微膨脹或膨脹水泥，使混凝土得到補償收縮，減少混凝土的溫度應力。 &l

8、t;/p><p>　　2.2加強施工中的溫度控制 </p><p>　　2.2.1.在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應力，由于施工期間室外溫度較低，必須采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。 </p><p>　　2.2.2.采取長時間的養(yǎng)護，延緩降溫時間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應力松弛效應”。 </p&g

9、t;<p>　　2.2.3.加強測溫和溫度監(jiān)測與管理，實行信息化控制，隨時控制混凝土內的溫度變化，內外溫差控制在25℃以內，基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以內，及時調整保溫及養(yǎng)護控制，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大，以有效控制有害裂縫的出現。 </p><p>　　2.2.4.合理安排施工程序，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升，避免混凝土拌合物堆積過大高差。在澆注完成后及時回填土，避免其側面長期

10、暴露。 </p><p>　　2.3．需增加的主動降溫措施： </p><p>　　采用在大體積混凝土中設置水管，并在混凝土澆筑完成之后向水管中通入冷水，來降低混凝土水化熱的措施。冷水流經整個冷卻水管系統(tǒng)后，將混凝土水化產生的熱量大部分帶走，相當于減小了混凝土厚度。由于混凝土內部溫度及內外溫差顯著降低，混凝土冷卻后就不存在拉應力過大和容易產生溫差裂縫的問題了。采用混凝土內部降溫法由于為主動

11、降溫，混凝土內部溫度容易控制，因此具有明顯的優(yōu)越性。 </p><p>　　冷卻管的設置，需經過驗算，選用施工現場常見的ф48×3.5鋼管腳手架桿，這樣便于現場取材。經過初步估算，ф48×3.5的鋼管通入冷水后可降低以鋼管為圓心的0.5m半徑內的混凝土的溫度。因此，冷卻水管在平面的布置間距應為1m，本筏板基礎的厚度1.95m，所以應沿厚度方向布置兩排降溫水管（見圖1），分別設置在距基礎底面0.

12、6m和1.4米的高度。降溫水管在大體積混凝土中應該以梅花形布置（見圖2）。冷卻水管中水的流速可為v=1m/s。 </p><p>　　圖1：距底板1.4m處的冷卻水管層 </p><p>　　圖2：筏板基礎冷卻水管布置剖面圖（圖中實心圓點為冷卻水管，外部大圓為對混凝土的降溫范圍） </p><p>　　根據大體積混凝土施工規(guī)范的有關要求，溫控指標應符合混凝土澆筑塊體

13、的里表溫差不宜大于25℃。所以為保證所選用的冷卻水管管徑及間距、流速等符合大體積混凝土的降溫要求，對擬采用的措施進行了詳細驗算： </p><p><b>　　≤25℃ </b></p><p>　　式中：T砼—混凝土的溫度 </p><p>　　W—單位體積混凝土中水泥用量，本工程約為390kg/m3； </p><p&g

14、t;　　Q水泥—水泥的水化熱，約為375kj/kg； </p><p>　　c砼—混凝土的比熱容,0.97kj； </p><p>　　ρ砼—水的密度1000kg/ m3； </p><p>　　R—混凝土半徑（兩降溫水管距離的一半）0.5m； </p><p>　　v水—水的流速, 1m/s； </p><p>　　

15、c水—水的比熱容，4.2kj； </p><p>　　r—水管的半徑,0.024m； </p><p>　　L—降溫水管在混凝土中通過的長度； </p><p>　　λ—混凝土的傳熱系數2.33； </p><p>　　e—常數，取2.718； </p><p>　　m—系數，當空氣溫度為20°C時取0.36

16、2； </p><p>　　t—混凝土的齡期，取3天。 </p><p>　　將各個數值代入到公式當中： </p><p>　　=15.6≤25℃ </p><p>　　驗算結果顯示，所采用的冷卻管能滿足筏板基礎大體積混凝土的溫控要求。 </p><p><b>　　3.實際效果： </b><

17、;/p><p>　　為及時掌握混凝土內部溫升與表面溫度的變化值，在基礎混凝土內埋設若干個測溫點，第l-5d每2h測溫1次，第6d后每4h測溫1次，測至溫度穩(wěn)定為止。經實際測量，基礎大體積混凝土內部的溫度與大氣溫度的差值沒有超過25°C。符合規(guī)范要求。 </p><p>　　經工程施工實踐證明，結合各項基礎大體積混凝土的質量控制措施，在基礎混凝土中設置兩層冷卻水管進行主動降溫,有效的降

18、低了大體積混凝土內部過高的水化熱，防止了水泥水化熱引起的溫度變化和收縮而導致的有害裂縫產生，保證了混凝土的強度和質量，副井井塔筏板基礎的混凝土經試驗室的檢測，全部達到質量標準。井塔基礎工程也順利的通過了有關部門進行的結構驗收。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]虞曉光 . 不同條件下的混凝土工程應用技術 中國現代工程技術出版