摘要:介绍在基础大体积混凝土施工过程中,消除裂缝的有效措施:必须合理选材和优化配合比、做好混凝土温度控制、严格混凝土浇注质量控制、加强混凝土的养护等。
关键词:大体积混凝土;裂缝;施工控制
中图分类号: TV544. 91 文献标识码: B 文章编号: 100429592 (2007) 0220036202
1 工程概述
日照港散粮码头筒仓工程,共12 个钢板仓,设计寿命不少于25 a 。基础承台采用钢筋混凝土结构,直径27. 3 m ,高度1. 45 m ,混凝土强度等级为C30 。
根据施工总进度计划,基础承台大体积混凝土的施工选择在较为有利的9 月份,此时气候适宜,气温在15 ℃～26 ℃,不仅有利于防止混凝土裂缝的产生,还可减少一些不必要的投入,例如不需布设冷却水管等。
解决大体积混凝土温度裂缝的关键是温度控制。外界温度、湿度、施工条件、原材料变化等都会引起混凝土温度的变化,本工程采用的措施主要是:合理选材和优化配合比;严格混凝土浇注质量;做好混凝土温度检测;加强混凝土养护等。
2 合理选材和优化配合比
砂、石中含泥量过大,会使混凝土的性能降低、抗裂强度减弱;石子粒径偏小、砂细度模量太大都会加大水泥用量而增加水化热。这些因素都可能导致混凝土的开裂。所以在原材料选择上要十分慎重。
1) 水泥。为降低大体积混凝土的水化热,减少水泥用量,基础施工选用中低热的莲山32. 5 矿渣硅酸盐水泥,根据试验结果,水泥的细度、标准稠度、凝结时间、安定性、胶砂强度均符合规范要求。
2) 细骨料。选用付疃河优质中粗砂,控制含泥量< 2 %。
3) 粗骨料。粗骨料选用丝山优质碎石,粒径为5～20 mm 和20～40 mm 两种,控制含泥量< 1 %。
4) 外加剂。为减少用水量和水泥用量,改善混凝土的和易性和可泵性,延长凝结时间,本工程在混凝土中掺加的外加剂有:粉煤灰Ⅱ级和FNLOB 缓凝降水剂。
5) 配合比。为降低水化热,在满足混凝土可泵性的情况下尽量降低砂率,选用较小的坍落度,以减少混凝土的收缩变形。经过反复试配,本工程C30混凝土采用如下配合比:水泥∶水∶砂∶石子1 (5～20 mm) ∶石子2(20～40mm) ∶粉煤灰Ⅱ级∶FNLOB 缓凝降水剂=1 ∶0. 65 ∶2. 42 ∶1. 56 ∶2. 35 ∶0. 26 ∶0. 018 (砂率39 % ,混凝土坍落度120～180 mm) 。
3 做好浇注过程中的混凝土温度控制
混凝土的温度升降速度及其内外温差是决定混凝土是否开裂的关键因素,所以做好施工过程中的温度控制至关重要。
1) 降低混凝土的出站温度
通过在搅拌站内的搅拌筒上搭设遮阳棚;在混凝土拌合用水的水池中加冰块降温; 堆高砂、石骨料,从砂堆、石堆底层取料;提前1 天用水喷淋石子降温;有效地降低了混凝土的出站温度。
2) 降低混凝土的浇注温度
为降低混凝土浇注温度,采取了浇注前对钢筋、模板表面洒水降温;罐车在遮阳棚完成混凝土的出罐;对罐车的罐和泵车的泵管淋水降温;避免模板和新浇注混凝土受阳光直射;尽量利用气温较低的傍晚和晚上进行浇注等措施,取得了较好的效果。
3) 加快运输和入仓速度
浇注过程中加快运输和入仓速度,每个仓采用2 台泵车同时浇注,减少了混凝土在运输和浇注过程中的温度回升。
4 严格混凝土浇注质量控制
为确保大体积混凝土施工质量,提高混凝土的均匀性和抗裂能力,必须加强对混凝土浇注过程的质量控制。
1) 合理安排混凝土的浇注方法
根据浇注后混凝土的强度增长情况和初凝时间,本工程混凝土的浇注采用分层连续浇注分层振捣的办法,混凝土浇注共分5 层,每层浇注厚度约为300 mm。
2) 保证混凝土振捣密实
为提高混凝土的密实度,采用二次振捣的回振方法,对于在浇注过程中出现的泌水及时排除。
3) 加强施工现场管理,合理组织施工
为保证混凝土的浇注质量,施工前进行了详细的施工技术交底,现场施工按部位落实到责任人,施工管理人员、操作人员分三班轮流施工,严格交接班制度,确保了施工的高效、高质。
5 加强混凝土养护和温度控制
湿度养护不足,对混凝土质量影响很大,为保证混凝土强度的正常增长、防止混凝土裂缝的产生和发展,必须加强养护,保持混凝土表面湿润,且不少于14 天。
温度控制主要是根据气温、混凝土内部温度等具体条件,尽量降低混凝土的温度升降速率,减小混凝土中心和表面的温差以及混凝土表面温度和气温之间的温差。浇注初期,水化热会使混凝土温度持续升高,如果气温不是过低,在混凝土升温期间还要加强散热,如经常洒水降温等。当混凝土处于降温阶段则要保温覆盖以减缓降温速率。
1) 混凝土的养护措施
本工程采用在基础混凝土表面蓄水后先铺1 层塑料薄膜再铺3 层麻袋作保温保湿养护,侧面采用封1 层塑料薄膜再用2 层草帘包裹保温保湿养护;采取保温和保湿的综合措施,保证混凝土表面湿润,并保证混凝土的内表温差及气温与混凝土表面的温差在控制范围内。
2) 加强温度监测,及时调整和改进温控措施
现场温度监测是温度控制不可缺少的重要环节。为检验施工质量和温控效果,掌握温控信息,选择有代表性的混凝土断面:混凝土结构表面和混凝土结构中心的不同位置,预埋钢管布设测温孔,安装温度计进行温度监测。升温阶段2 h 左右测一次,降温阶段4 h 左右测一次,每次测温均同时记录环境温度、混凝土表面温度以及混凝土中心温度,随时掌握混凝土中心与表面的温差以及混凝土表面和气温之间的温差,更准确地了解结构的抗裂安全状况,及时调整和改进保温控制措施。
由于混凝土表面通过浇水养护并保温覆盖,且加强了温度监测,及时调整和改进温控措施,混凝土浇注后的内表温差和混凝土表面温度同气温的温差控制在25 ℃以内,混凝土的中心最高温度出现在混凝土浇注后的第3 天,其后混凝土开始降温,降温速率基本保持均匀,平均每天降温控制在1. 5 ℃以内,有效地防止了混凝土裂缝的产生。混凝土养护期结束后,撤掉塑料薄膜及保温草帘、麻袋,经观察,混凝土表面无裂缝产生。
6 结语
本工程基础承台大体积混凝土施工过程中,通过采用多种施工措施、精心组织施工,把温度控制在设计要求范围内,有效地防止了温度裂缝的出现,基础工程质量达到优良标准。
