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大体积混凝土测温点布置原则
       技术文献
Author:Jwztech.com Date: 2014/7/24 Hits: 5958

大体积混凝土测温点布置原则

一、 体积砼温度的控制不仅要控制内表温差(指砼中心最高温度与之相对应的砼表面温度之间的温差)和表面温差(指砼中心最高温度相对应的表面温度与环境温度之间的温差),更要控制砼的综合降温差(指砼内部的平均降温差)和降温速率(指砼中心温度或表面温度每天的降温幅度)。

 二、砼的任一降温差都可以分解为平均降温差及非均匀降温差,前者产生外约束应力,是产生贯穿性裂缝的主要原因,后者引起自约束应力,主要引起表面裂缝。非均匀降温差主要是控制砼的内表温差。规范规定大体积砼的内表温差应控制在25摄氏度,该控制值是比较严格的,根据我们的工程实践,该值可根据工程实际情况适当放宽,这主要取决于砼的一些实际物理指标,如:不同龄期的弹性模量、松弛系数和抗拉强度。因此,在大体积砼施工前,对温度控制指标进行一些理论计算,对施工大有指导意义。

 三、测温点的平面布置原则:

1)平面形状中心;

2)中心对应的侧边及容易散发热量的拐角处。

3)主风向部位。总之测温点的位置应选择在温度变化大,容易散热、受环境温度影响大,绝热温升最大和产生收缩拉应力最大的地方。

 四、测温点的竖向布置:一般每个平面位置设置一组3个,分别布置在砼的上、中、下位置,上下测点均位于砼表面10厘米处,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。

大体积混凝土养护一般不少于7 d,并根据板中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期。

混凝土的养护应采用保温,保湿及缓慢降温的技术措施,一般在浇筑在厚度大于3 m时,要求考虑在大体积混凝土内部设置冷却水循环降温措施,设冷却水管,并通过温度检测控制混凝土中心与表面的温度或混凝土内部与冷却水的温度控制在25℃以内。

2.3降低水泥水化热和变形

(1)在厚大无筋的或少筋的大体积混凝土中,掺加总量不超过20%的大石块,减少混凝土的用量,以达到降低水化热和节省水泥的目的。

(2)改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋,可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密,一般用ф 8钢筋,双向配筋,间距15 cm.这样可以增强抵抗温度应力的能力。

2.4其他方面

(1)改善约束条件,削减温度应力。采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置施工后浇带,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的积聚,减少温度应力。对大体积混凝土基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层,如采用平面浇沥青或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层,如铺设30~50 mm后沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料,以消除嵌固作用,释放约束应力。

(2)提高混凝土的极限拉伸强度。选择良好继配的粗骨料,严格控制含泥量,加强混凝土的振捣,提高混凝土密实度和抗拉强度,减小收缩变形,保证施工质量。采取二次投料法,二次振捣法,浇筑后及时排除表面积水,加强早期养护,提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。在大体积混凝土的基础内设置必要的温度配筋,在截面变形和转折处,底、顶板与墙转折处,孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。

3、大体积混凝土的信息化施工

大体积混凝土施工应加强测温和温度控制,实行信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,以便及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不至过大,以有效控制裂缝的出现。

3.1温度监测

为掌握基础内部混凝土实际温度变化情况,了解冷却水管进出水温度,对基础内外部以及进出水管进行测温记录,密切监视温差波动,来指导混凝土的养护工作,并同时控制冷却水流量以及流向。

测温设备可采用“大体积混凝土温度监测系统”,温度传感器预先埋设在测点位置上,基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、室内室外温度、冷却水管进、出水温度设置。测点温度、温差以及环境温度的数据与曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差超过控制要求时,系统马上报警。测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致,应由各区域均匀布置,核心区、中心区为重点。

3.2监测结果及其分析 

根据各测点所测温度汇总混凝土温度情况表,并绘制基础混凝土升降温曲线,了解本工程大体积混凝土测温情况和特点。根据一般规律,大体积混凝土浇捣结束后,在基础的中心部位将形成一高温区,升温时间为60~70 h,高温持续时间较长,均在30~40 h.混凝土的入模温度较高,会加快水泥水化的进行,故早期水化热积聚上升,将造成混凝土的升温速度加快。当混凝土保温层揭除后,混凝土表面温度会明显受昼夜大气温度的影响,温度下降。一般循环冷却水带走的中心部位混凝土的热量较四周表面和底部要多,因此,中心部位混凝土因冷却水所产生的降温数值大,混凝土四周表面和底部所产生的降温数值小。在实际施工中可根据详细测温情况,进行分段计算

1工程概况 

马钢2号2500m3大高炉工程中的高炉本体基础、热风炉基础均属大体积混凝土施工。高炉本体基础采用大直径挖孔扩底灌注桩和整板式钢筋砼承台的结构形式。承台底部共有39根桩,承台底板尺寸为:25m*27.6m×2.5m(厚),底板下设0.5m厚矿渣垫层,底板上为5.47m高直径17m钢筋混凝土圆柱体,混凝土量约3300m3。热风炉基础为30m*53m*3.5m(厚)的整板式钢筋混凝土基础,混凝土量约5600 m3。大体积混凝土施工时间为2002年1月11日至2002年2月1日。

2大体积混凝土裂缝成因分析

大体积混凝土施工易产生裂缝,产生裂缝有多方面原因,如约束情况,周围环境湿度,混凝土的均匀性,分段是否妥当,结构形式等,都可能引起大体积混凝土的裂缝。就本工程的大体积混凝土而言,由于其截面尺寸较大,所以外荷载或次应力引起的裂缝可能性很小。但正由于结构截面大,水泥水化时所释放的热量就会产生较大的温度变化和收缩作用,由此造成的温度梯度收缩应力是导致大体积砼产生裂缝的主要原因。这种裂缝分为两类:一、表面裂缝,大体积混凝土由于其内部与表面散热速率不一样,在其表面形成温度梯度,从而表面产生拉应力,内部产生压应力。而此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生裂缝。此种裂缝一般出现在混凝土浇筑后的第3~4天里。二、贯穿裂缝,混凝土浇数天后,水化热基本已释放,就开始进入降温阶段,由于逐渐降温而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束,也会产生很大的拉应力,当此拉应力超过砼此时的抗拉强度,砼整个截面就可能产生贯穿裂缝,这种收缩裂缝才是危害最大的裂缝。 

3大体积混凝土施工控制措施 

从控制裂缝的观点看,表面裂缝危害小,但也会影响结构使用或外观;而贯穿裂缝则要影响结构的整体性、耐久性和防水性,可能导致结构不能正常使用。为了防止温度裂缝的出现或把温度裂缝控制在某个界限内,就必须进行温度控制。根据以往施工经验和大体积砼的热工计算,为了防止出现有害裂缝,我们在马钢2#2500m3高炉、热风炉基础施工中采用以下措施:①采用低热水泥——矿渣水泥,降低水化温升,强度富余大;②优化配合比设计,在砼掺入一定比例的粉煤灰、高效缓凝减水剂和膨胀剂,以减少水泥用量,降低水化热,并利用混凝土的60天强度;③砼表面采取蒸气保温养护,缩小砼内外温差。④控制砼的入模温度,进行斜面薄层连续浇筑;⑤电子测温

3.1合理选择原材料 

石子选用5~31.5mm粒径碎石,连续级配,含泥量不超过1%;中砂(细度模数2.5)含泥量不超过2%;桃冲水泥厂寨峰牌散装32.5号矿渣水泥;高效缓凝减水剂:1%(占水泥重);膨胀剂JM-Ⅲ:8~10%;Ⅱ级粉煤灰10~15%(占水泥重),原材料均须抽样试验。 

3.2优化混凝土配合比设计 

为减少水泥用量,降低水化热,减少混凝土收缩,延缓混凝土初凝时间,改善和易性,混凝土配制采用三掺技术(即混凝土中掺加粉煤灰、减水剂、膨胀剂)减水剂针对该工程的施工特点和正处于冬季的情况,实验室经过多次试配,最后选用的配合比为:水:水泥:中砂:石子:粉煤灰:减水剂:膨胀剂=178:275:770:1120:40:3:26。 

3.3大体积混凝土保温养护措施 

3.3.1大体积混凝土的热工计算 

1)混凝土内部最高绝热升温值:Th=WQ/Cγ,本工程中采用32.5矿渣水泥,C20混凝土。故Th=43.6℃ 

2)、混凝土中心最高温度:TMAX=Tj+Th*ξ 

Tj=10℃(入模温度),ξ散热系数取0.8。TMAX=44.9℃。 

3)、混凝土表面温度:Tb=Tq+4h(H-h)△T/H2 

Tq为环境温度取5℃,△T= TMAX-Tq=39.9℃,H=2.57m,h=0.07m。故Tb=9.2℃。

4)、混凝土内表温差:△Tc=TMAX-Tb=44.9-9.2=35.7℃>25℃
 

显然混凝土内表最大温差超过规定要求值,若不采取措施,将必然会产生表面裂缝。 

3.3.2混凝土表面保温养护措施 

混凝土浇注完毕,开始三天采用两层草袋和一层塑料薄膜进行覆盖养护,并适当地洒些水在草袋上,以始终保持混凝土表面湿润为宜,塑料薄膜在顶层可以防止水分蒸发和热量散失。在混凝土浇注后第三天,通过测温发现混凝土开始降温时,采用蒸气保温养护,现场有现成的蒸气,只需用橡胶管将蒸气引入养护薄膜内,根据上述混凝土的热工计算和采用电子测温仪(JDC-2)进行预埋测温来控制通气时间和通气量,混凝土表面温度一般保持在20 ℃左右,则混凝土内表温差为25℃左右,满足温差控制要求。通过混凝土温度收缩应力计算,温差控制在25℃以下,一般来说,温度应力<fce/1.15,不会出现温度裂缝。并且通过蒸气保温养护可以提高混凝土早期强度,增强结构对混凝土收缩的抵抗,有效防止收缩裂缝的出现。

3.4采用合理的浇筑工艺: 

本工程中混凝土采用水平循环、斜面分层浇注,每层厚度为30~40cm,上下层间隔时间不得超过初凝时间6小时,分层浇注增加散热面,加快热量释放,使浇注后的混凝土温度分布比较均匀,并可避免形成施工冷缝。控制好混凝土的坍落度和入模温度,并加强混凝土的振捣,确保混凝土的连续浇注。 

3.5大体积混凝土测温 

在热风炉基础表面上布置8个测温点、高炉本体基础上布置5个测温点,分别监测中间、表面-0.10m位置处的温度;随时了解混凝土的内部和表面温度。测温点采取将热电阻导线预埋的方式设置,混凝土浇注12h后开始测温,测温次数应先频后疏,开始3天内每4h一次,温度达到峰值后每8h一次,7天以后每天一次,一直持续2周。测温时间从2002年2月2日开始到2月19日结束,该期间环境温度-5℃~10℃,混凝土入模温度5℃左右,混凝土内部温度最大为46.5℃,最高温升41.5℃,第3天达到峰值,维持1-2天后,开始缓慢降温。如下图所示: 

4大体积混凝土施工工艺 

混凝土采用商品混凝土,由马钢建设公司砼分公司组织供应,混凝土搅拌一站、二站分别从南北方向供料,保证混凝土供应量为60m3/h。现场布置四台混凝土泵车,分别沿基础长边两侧停靠,每台泵车负责包括一个角在内四分之一区域的混凝土布料下料,10台混凝土罐车运输,24小时连续作业。 

施工顺序:从两端向中间,先深后浅,每斜面均由混凝土自然流淌形成,然后沿长边按斜面逐层向前推进,自下而上直至基础顶面,层与层之间的间隔不得超过6h。每台泵车配4台插入式振动器,沿长边每6米布置一个,先振捣卸料口,以使混凝土形成自然流淌,然后全面振捣,以混凝土开始泛浆和不冒泡气为准,在浇注完毕后,及时排除泌水,必要时尚须进行二次振捣,二次抹面,以防止混凝土出现表面裂缝。 

由于砼浇筑是连续进行的,热风炉基础浇筑了72个小时,高炉基础浇筑了34小时。在浇筑砼时,应采取预防天气变化措施。若遇下雨雪时应铺上塑料薄膜,砼应掺抗冻剂,并适当调整混凝土的用水量和原材料的温度。 

5施工体会 

大体积砼施工是一个系统工程,不仅要有技术措施,而且还要有组织措施和管理措施,为保证施工处于受控状态,浇筑时应建立由施工、监理、甲方等多方共同组成的现场质量保证体系机构,对保证混凝土的浇筑质量和连续施工有很好的作用;后期的监测、养护最为关键,一定要在时间、人员、材料、设备予以保证。本工程现已竣工投产,除表面有一些细微裂缝外,未出现任何贯穿性的影响结构的裂缝。 

掺加较高比例的粉煤灰以及加入一定比例的减水剂、抗裂增强型膨胀剂是十分必要的,不仅提高混凝土的性能,而且使大面积底板混凝土的连续施工成功,保证了施工质量。 

混凝土的保温保湿养护不得少于14天,混凝土强度的增长与环境的温湿度有密切关系,膨胀剂也必须在潮湿的条件下才能补偿混凝土的收缩,所以大体积混凝土保温保湿养护时间越长越好,但一般考虑工期要求,也不应少于14天。 

对于超长结构的大体积混凝土施工,且设计或工艺要求“混凝土一次整浇,不留置后浇带”,可以在表面适当地配置一些细钢筋网片。[i]



混凝土搅拌测温记录(C2—6—12)
冬季混凝土施工时,应进行搅拌测温(包括现场搅拌、商品混凝土)并记录。混凝土冬施搅拌测温记录包括大气温度、原材料温度、出罐温度、人模温度等。测温的具体要求应有书面技术交底,执行人必须按照规定操作。原始记录签字完毕后交资料员归档。“现场搅拌或商品混凝土”字样填人“备注”栏。表格中各温度值需标注正负号。
13.混凝土养护测温记录(表C2—6—13) 
(1)混凝土的冬期施工应符合国家现行标准《建筑工程冬期施工规程》(JGJl04)和施工技术方案的规定。 
(2)测温起止时间指室外日平均气温连续5d低于5~C时起,至室外日平均气温连续5d高于5~C冬施结束;掺加防冻剂的混凝土未达到抗冻临界强度(4MPa)之前每隔2h测量一次,达到抗冻临界强度(4MPa)且温度变化正常,测温间隔时间可由2h调整为6h。
(3)混凝土冬施养护测温应先绘制测温点布置图(标明具体部位名称),包括测温点的部位、深度等。测温记录应包括大气温度、各测温孔的实测温度、同一时间测得的各测温孔的平均温度和间隔时间等。此外还应进行成熟度计算(本次、累计)。表格中各温度值需标注正负号。
(4)关于测温的项目、测温次数和测温孔设置按要求执行现行有关标准规定。
14.大体积混凝土养护测温记录 
大体积混凝土施工应对人模时大气温度、各测温孔温度、内外温差和裂缝进行检查和记录。大体积混凝土养护测温应附测温点布置图,包括测温点的布置部位、深度等。表格中各温度值需标注正负号。
 
PART2: 
 
5、冬期施工混凝土的测温工作
5.1混凝土冬期施工测温
5.1.1在离建筑物10m以外,距地面高度1.5m,通风条件较好的地方安装规格不小 于300*300*400的白色百叶箱。
5.1.2测温孔位置的选择,选择在温度变化大、容易散失热量的部位、易于遭受冻结的部位,西北部或前阴的地方应多设置,测温孔的口不迎风设置,且临时封闭。
5.1.3结构测孔的设置
(1)梁(包括简支撑与连接梁):梁上测温孔应垂直于梁的轴线,孔深为梁高的 1/3至1/2处。 
(2)现浇钢筋混凝土构造柱:每根构造柱下端设一个测温孔。 
(3)底板:底板测温孔布置按纵横方向不大于5m间距布置,每间房间面积不大于20m2对可设一个测温孔,测温孔垂直于板面,孔深为板厚的1/3至1/2。 
(4)现浇混凝土墙板:墙厚为20cm及20cm以内时,单面设置测温孔,孔深为墙厚的1/2;当墙厚大于20cm时,双面设置测温孔,孔深为墙厚的1/3,并不小于10cm测温孔与板面成30度倾斜角。大面积墙面测温孔按纵横方向均不大于5m的间距布置; 每块墙面的面积小于20m2时,每面可设一个测温孔。

5.1.4砼(商砼)拌合物测温:对于已搅拌好的砼,要经常检查砼出罐和入模温度(每班不少于4次)要求砼或砂浆出罐温度不低于10℃,入模温度不低于5℃。

5.1.5新浇砼结构和构件的测温: 
预埋测温管:砼浇筑完在未覆盖前,要预埋测温管,具体预埋的位置和数量,要事先绘出测温点布置图,每个测温点要做好编号。 
测温次数控制:砼浇筑完及时测一次温度做为第一次测温,以后每2小时测一次,连测三天,三天后改为每4小时测一次(早8:00、晚8:00、夜2:00)至砼温度0℃为终结。 
5.1.6混凝土搅拌、养护测温记录 
冬季混凝土施工时,应进行搅拌和养护测记录; 
混凝土冬施搅拌测温记录应包括大气温度、原材料温度、出罐温度、入模温度等; 
混凝土冬施养护测温应先绘画制测温点布置图,包括测温点的部位、深度等。测温记录应包括大气温度、各测温孔雀实测温度、同一时间测得的各测温孔的平均温度和间隔时间等。 
5.1.7大体积混凝土养护测温记录 
大体积混凝土施工应对入模时大气温度、各测温孔温度、内外温差和裂缝进行检查和记录。 
大体积混凝土养护测温应附测温点布图,包括测温点的布置、深度等。

5.1.8测温要求 
(1)在测时,按测孔编号顺序进行,温度计插入测温孔后,堵塞住孔口,留置在孔内3-5分钟后进行读数; 
(2)混凝土出罐、浇注及入模温度每一工作班不应少于4次; 
(3)当采用蓄热法养护时,其间每6小时测量一次 
(4)掺用防冻剂混凝土,在强度未达到4.0Mpa以前,每2小时测1次,以后每6小时测一次; 
(5)冬期施工有室外大气测记录表; 
(6)采用成熟度法预估混凝土强度。
 

二、  近几年来,大体积混凝土的使用在高层建筑基础厚筏底板中较为常见,由于近几年来中高层建筑使用大体积混凝土很普遍,因而施工单位大体积混凝土浇筑、测温及养护手段也随之完善,施工技术也较为成熟,随着大体积混凝土施工技术的不断完善、成熟,施工难度同时也在降低。

 正是由于大体积混凝土的普遍常见,在这段时期,施工单位对大体积混凝土的施工重视程度降低,套用和单凭经验主义也较普遍,施工管理人员的质量控制意识松懈,放松了对大体积混凝土监测、监控工作,在大体积混凝土的浇筑、养护工作中,也较为随意,没有足够的重视。因而,就大体积混凝土的施工,本文提出质量控制措施方法,希望对现场施工起到一定的指导作用,能够引起对质量控制的重视。

 一、大体积混凝土的定义

 在确定什么情况属大体积混凝土各国的标准大多不一,我国对大体积混凝土的定义为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土,其他国家混凝土结构实体最小尺寸有的为大于或等于0.8m,有的为大于或等于1.2m,因各国大体积混凝土的定义不同,各国针对大体积混凝土的施工技术措施也就存在差异,从我国对大体积混凝土的定义来看,对混凝土的裂缝控制技术措施要求是相当严格的。

 二、对混凝土配合比的控制

 混凝土配合比的合理性不仅仅影响到混凝土自身强度要求,还会影响浇筑时的泵送要求、坍落度、和易性等,以及混凝土浇筑后的水化热产生的多少,特别是大体积混凝土水化热的控制将影响到混凝土的裂缝控制既而影响整个大体积混凝土的质量。

 1、确定合理的水泥。在大体积混凝土中,混凝土温度的升高主要因素是水泥产生的水化热,因而,对大体积混凝土原材料水泥应该选用低水化热和凝结时间较长的水泥,在昆明地区常使用的是矿渣硅酸盐水泥,尽可能不用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,以减低水泥所产生的水化热。如要采用高水化热的水泥,就必须采取相应措施延缓水化热的释放。

 2、砂石料的级配要合理。一般情况下,石料要采用连续级配,砂料采用中砂,并严控砂石料的空隙率、含泥量、吸水率及压碎指标。

 3、合理掺加混凝土用掺和料(如粉煤灰)、外加剂(如缓凝剂、减水剂),从而降低水泥水化热。

 4、作好混凝土配合比的试配工作。

 5、根据试验室试配资料,对比现场情况(或预拌厂拌制现场)砂、石料含水率、含泥量等与试验室试配原材料的差别,适当调整混凝土配比,满足实际混凝土拌制要求,以达到质量标准。

 三、大体积混凝土浇筑前水泥水化热的温度计算

 为做好大体积混凝土的养护、测温工作,大体积混凝土水泥水化热的预先计算是必不可少的。通过计算预估大体积混凝土内部温度及温差,才能预先提出相应的养护措施,做好养护准备工作及测温点布置、测温控制预案工作,这样才有利于保障大体积混凝土的浇筑质量。为保证大体积混凝土后续工作的质量,大体积混凝土的热功计算应力求及时、准确、全面,避免遗漏。

 1、明确大体积混凝土构件尺寸及浇筑时当地近一段时期工程环境气候状况。根据构件尺寸,可以确定所需泵车数目、人员数量及混凝土总方量,以预估浇筑时间,由此明确每小时混凝土供应量和供应保障措施。依据工程所在地环境气候状况,确定环境气温,预测浇筑当天的环境气温,拌制混凝土时,原材料的实体温度(基本以实测为主)。

 2、确定混凝土运输距离,特别是采用预拌厂的商品混凝土时,还应着重考虑搅拌站距工程现场的距离。

 3、热功计算所采用的混凝土配合比(及现场浇筑采用的混凝土配合比)。混凝土的配合比特别是所采用的水泥品牌、规格、型号、数量是影响混凝土收水时温度高低的关键。

 4、明确混凝土拌制所用各种原材料的重量、比热、热当量、拌制温度(可实测),计算混凝土的拌和温度。

 5、根据实测室外气温、运距及转运次数、浇筑捣固时间、混凝土泵送距离(或时间)计算混凝土浇筑温度(即混凝土入模温度)。在大体积混凝土浇筑中,施工单位往往会忽略混凝土入模温度及入模时室外温度的检测,在实践中也往往不去计算混凝土的浇筑温度,从另一方面讲,这就使施工单位在大体积混凝土浇筑中失去了主动权,对混凝土的预控没有采取先入为主的态度而被动的凭以往经验处理问题。

 6、根据配比中每方混凝土水泥用量、所用水泥水化放热量、混凝土比热、混凝土容重以及大体积混凝土浇筑厚度,计算混凝土的绝热温升和混凝土内部温度。混凝土绝热温升及混凝土内部温度的计算是整个大体积混凝土热功计算的重心,不能被忽略的。现阶段大体积混凝土施工中,部分施工单位对大体积混凝土的绝热温升和内部温度只作文字性说明,或只写出一个计算式,而没有详细计算书,对大体积混凝土的绝热温升和内部温度没有具体计算数据,在实际操作中,只凭实测实量和以往经验进行大体积混凝土的养护,从而失去了对大体积混凝土的主动控制,被动的处理室外气温、表面温度、核心温度所形成温差梯度对大体积混凝土造成的影响。

 7、计算大体积混凝土的表面温度。根据计算,求出混凝土的表面温度和已知混凝土内部温度(中心温度)估算值进行比较,而大体积混凝土在温度应力计算和进行温度控制时,必须了解混凝土中心温度与表面温度之间的温差及混凝土表面温度与外界气温之间的温差,并加以控制,使温差所造成的温度应力小于大体积混凝土同时期的抗拉强度,以及采取措施降低大体积混凝土中心温度与表面温度之间的温差并小于混凝土易产生裂缝的温差,从而抑制温差裂缝的产生。

 8、计算大体积混凝土的温度应力及其安全系数。在计算温度应力时,通常按外约束为二维时计算温度应力时,通常按外约束为二维时计算温度应力,这样可以简化计算。根据混凝土线膨胀系数、标准状态下的收缩值、混凝土外约束情情况下计算混凝土水化热峰值时的温度应力及其安全系数是否达到抗裂条件。大体积混凝土浇筑前的热功计算,不仅仅是对混凝土浇筑方案提供理论数据和指导,而且也是针对本项目本工程特定条件下和特定外界状况下的施工情况预估,同样也可以从理论计算角度上复核大体积混凝土配合比就本工程各项条件下的可行性。因工程建设项目是具有单件性的特征,大体积混凝土的热功计算是具有针对性,应针对不同的工程项目编制相应的计算书,以适应不同项目不同条件下的大体积混凝土的浇筑、测温及养护工作。

四、合理编制大体积混凝土浇筑施工方案

浇筑施工方案是施工操作具体而详细的指导性文件,也是施工过程中必不可少的技术资料,同样,就施工单位对施工经验的累积,以及对以往施工过程中存在问题、失误、失败、经验教训总结也需要施工方案作为相应的佐证来评判施工过程的科学性、针对性。所以,在编制大体积混凝土的专项施工方案应力求全面、针对性强,能够对具体的施工操作有一定的指导性。

 在编制大体积混凝土施工方案时,除应编制一般混凝土工程施工方案应具备的工程概况、编制依据、施工部署、施工方法(措施)、混凝土泵送要求、质量要求、质量通病及防治措施、季节性施工措施、技术保障措施、安全保障措施等项目,还应针对工程特点、大体积混凝土施工要求的特殊性增加相关控制项目。

 1、混凝土搅拌站情况。在方案中要明确混凝土搅拌站生产能力、供应能力,在采用混凝土预拌公司的混凝土时,要附上混凝土搅拌站的相关资质材料,明确混凝土所用各种原材料的备料情况及混凝土所用原材料的供应能力和保障措施,以使在大体积混凝土浇筑时保证浇灌的连续性。

2、针对本工程所采用混凝土配比说明。在编制方案时,依据工程特点、地区情况、施工环境气候等条件,确定配比,及混凝土所用原材料的产地、规格、型号和相应技术指标,并附上有资质单位出具的配比单和各种原材料的检(试)验报告,特别在使用高标号混凝土或混凝土配比无把握相关资料不充分时,应进行试配工作,并出具试配资料及成果报告以备查验。

 3、计量和拌制要求。混凝土配比确定后,拌制前,应对搅拌所用各种衡器具、检(测)试设备进行标定,以保证计量的准确,并在方案中附上相关标定合格证明材料。

 4、混凝土的运输和浇筑。方案中应考虑混凝土在拌制完成后至浇筑现场的运输方式、距离及影响,特别在长距离运输时,为保证浇筑连续性要充分考虑混凝土的初凝时间,为满足工程需要,在做混凝土试配工作时,还应考虑在混凝土中添加缓凝剂延长混凝土初凝时间,并明确浇筑时浇筑方式、方法、泵送情况。

 5、混凝土的养护。编制方案时,应考虑大体积混凝土的温差梯度,明确混凝土养护措施、方法及降温方式。

 6、温度的控制措施与监测。大体积混凝土的温度控制首先应考虑混凝土拌制时集料温度控制措施,再就是混凝土生产温度控制措施,混凝土拌制温度控制措施,泵送过程中的温度控制措施,养护阶段温度控制措施,测温安排,混凝土拌制监测、测温方式及测温点布置情况、要求,读测温度周期安排等控制手段及措施。

 7、应急处理预案。在浇筑前,应先预见可能发生的风险,并针对各种风险特点采取相应应急处理措施来保证大体积混凝土的连续浇筑,使混凝土不致因供应不上而出现冷缝,特别是工地现场极易出现的断电、泵车损坏、搅拌站搅拌机损坏等风险要有预见性的处理计划,这也是在施工方案编制时风险防范必不可少的预案措施,以备紧急情况发生时能够有组织有计划的处理问题。

 8、人员组织管理措施和技术交底安全交底布置。组织措施是其他控制措施的前提,因而应编制相关的组织机构、人员安排,明确个人的职责、分工,并在施工前进行认真的大体积混凝土技术交底和安全交底,针对工程情况编制大体积混凝土安全施工方案。

 9、施工方案还应附上大体积混凝土的浇筑路线图、分层浇筑图、测温点布置图。

 施工方案是施工实践的理论指导手段,通过理论论证指导实际操作,再通过实践来验证理论的可行性、可靠性,只有在反复的理论论证和实践检验中,才能不断完善施工工艺,保证施工质量,因而,在编制施工方案时,不仅仅需要凭借以往的施工经验,而且要根据工程具体情况,各项条件进行编制工作,从而保证施工方案的先进性、可操作性。

五、大体积混凝土施工过程中的控制

 施工过程相对来说并不复杂,只是要严格按照预定计划及施工方案实施,属于执行操作阶段。要求严格按照施工方案进行浇筑,定时定点测温,按时对混凝土进行养护。施工执行阶段应定立报告制度,针对紧急情况,在发生时,按预案措施处理并及时报告,特别是在预案中未考虑到的紧急情况发生时,应立即上报,通知有关方参与处理特殊事件。

 六、大体积混凝土浇筑后裂缝控制计算

 这一点往往是部分施工单位疏忽而未做项目。大体积混凝土浇筑后,根据实测温度值和绘制的温度升降曲线,分别计算各降温阶段产生的混凝土温度收缩拉应力,其累计总拉应力值,如果未超过同龄期的混凝土抗拉强度,则表示所采取的抗裂措施能有效的控制预防裂缝的出现,不致于引起基础出现贯穿性裂缝;如超过该阶段的混凝土抗拉强度,则应采取加强养护和保温措施,使缓慢降温和收缩,提高该龄期混凝土的抗拉强度、弹性模量和发挥徐变特性等,以控制裂缝的出现。

 其计算步骤大体分为八步:1、计算混凝土绝热温升值;2、求混凝土实际最高温升值;3、计算混凝土水化热平均温度;4、计算混凝土基础截面上任意深度的温差;5、计算各龄期混凝土收缩变形值、收缩当量温差及弹性模量;6、计算各龄期混凝土的综合温差及总温差;7、计算各龄期混凝土松弛系数;8、计算最大温度应力。

 七、大体积混凝土保温养护所需保温(隔热)材料厚度计算

 有些施工单位在施工时也往往忽略保温(隔热)覆盖材料的厚度,这也是失去了施工中的主动控制。

 混凝土采取保温(隔热)养护,主要是为了减少混凝土内外温温差,延缓收缩和散热时间,使混凝土在缓慢的散热过程中获得必要的强度来抵抗温度应力,同时可降低变形变化的速度,充分发挥材料的徐变松弛特性,有效地削减约束应力,使小于该龄期抗拉强度,防止内外温差过大,超过允许界限(一般未为25℃),而导致出现温度裂缝。

 八、工程实例

 昆明集大广场A区基础底板采用厚筏基础,基础厚度1.93m,一次连续浇筑方量约2300m3,不留设施工缝,该底板混凝土设计强度为C50、C40,抗渗为S10防水型混凝土。根据工程进度要求,该底板于初冬季节施工,拟定于2~3天浇灌完成,每天入仓800~1000m3混凝土。

 为了保证基础底板的混凝土质量,施工单位编制了详细的热功计算书和大体积混凝土施工方案,就本工程特点结合大体积混凝土施工要求进行了详细的论证,并在施工实施前做了风险防范预案措施,在施工前期做到了主动控制,在混凝土浇筑后,认真进行了测温、养护、复核工作,在大体积混凝土施工中取得了较好的效果。

 现取N6测温点的实测温度绘制成降温曲线图。测温采用电子测温仪,温度感应探头,先预埋钢筋,再沿钢筋设上中下三个测温探头,分别标识为该测点混凝土上中下三个不同深度的温度(如图示)。

 经过施工单位认真细致的工作,大体积混凝土浇筑后,在结构主体断水时,经质检部门、设计、监理等单位检查,底板未出现裂缝,混凝土试块抗压抗渗强度达到设计要求,同时所做实体检测也满足要求。

 九、小结

 大体积混凝土施工过程中,混凝土配比的确定、浇筑前热功计算、编制合理的实施计划以及浇筑后裂缝控制计算、保温材料的选择及厚度计算都对混凝土的最终质量有着重要作用,是不能被忽略的。往往有些施工单位忽视了这些工作,大体积混凝土开始降温初期,混凝土表面就已经出现裂缝,甚至部分裂缝延展成为贯穿性通缝,这给大体积混凝土带来极大的质量隐患。因而,在大体积混凝土的施工过程中,应该加强各项控制措施,采取相应手段确保质量。

 建筑工程质量受到施工过程中各个环节的影响,整个施工阶段的工作要求各方人员积极配合,认真研究分析,做好事前控制、事中控制和事后控制,针对质量影响因素,采取控制措施,特别是施工管理人员的质量控制意识不能松懈,要不断提高自身的综合素质以适应不断变化的建筑市场。


 

 
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