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摘 要:在施工前,对大混凝土温控进行计算,然后在施工过程中选择原材料、施工温度控制以及检测调制配合比等措施,避免大混凝土由于温度而引起裂缝。本文提出的施工方法可以适用于多种大混凝土的施工环境。
关键词:大混凝土;配合比;裂缝
引 言
在现代经济技术快速发展的年代,大跨度桥梁建设也达到了飞跃的进步,大桥梁混凝土结构由于能够承受大载荷,能够满足不同的受力需求,因此,其在各个工程上也得到了越来越普及的应用。大体积的混凝土具有用量大、施工技术要求高、工程条件复杂等特点,在施工过程中,水泥的水热化使得混凝土的结构产生高温,同时也容易产生收缩变形,随着大混凝土越来越普及,其收缩变形和温度应力在工程界得到了受到了极大的重视。
1 工法介绍
与传统采用冷却水的方法对混凝土温度进行控制的策略不同,大混凝土施工方法在原先改进措施的基础上,是的施工分缝得到最大化的降低,并提高灌注分层的厚度,工艺精简,加速施工进度,从而避免混凝土由于高温而引起裂缝,混凝土的结构整体性、耐久性和抗渗性得到提高,保障大混凝土的施工质量。
1.1 工艺原理
在混凝土施工过程中,由于水化的作用原理,使得在浇筑的过程中一般经历三个过程,即升温期、降温期以及稳定期,在这期间中,混凝土的体积由于温度的变化而在不断的变换。如果混凝土的体积受到外在条件的约束,则内部会产生温度应力,同时如果应力足够大,则会导致混凝土开裂。因此,为了保证混凝土的质量,避免裂缝的产生,在施工过程中,需要对混凝土温度控制、配合比等措施,确保混凝土质量。
1.2 温度控制标准
为了保证在施工期产生的温度对混凝土的质量不造成危害,需要采取具体的措施,即混凝土最大的水化热温升不能够超过25℃;相邻混凝土块体之间的温差也不能够超过25℃;内部与外表面的温差也不能够超过25℃;降温速率不能够超过2℃/d。
1.3 混凝土温控措施
合理的选择材料混凝土温度控制的基础,在施工前,选择优良的石料和沙料,同时混凝土外加剂质量同样也要优良;对混凝土的水灰比进行控制,降低水泥内部水化热的重要措施之一就是减少水泥的用量。除此之外,在混凝土搅拌过程中,可以在其中掺加一定的块石,一方面节省了混凝土的量,同时也吸收了产生的部分热量。
1.3.1 原材料控制
水泥:尽量使用矿渣硅酸盐水泥等水热化中低的水泥,新出炉内部温度非常高的水泥应该禁止使用,如果需要使用,应将其放置通风处一段时间待其冷却后才可以使用;在施工过程中,每立方米水泥的用量应该不能够超过220kg,为了降低水泥的温升,最好是采用矿粉替代水泥;提高水泥的标号不仅可以降低水泥的用量,同时也可以降低温升,采用后期60d或者90d的混凝土强度代替28d的设计强度,混凝土施工时,温度不能够50℃,如果温度超过了该限制,则应该采取其他措施对其降温。
粉灰煤:粉灰煤的使用质量应该符合相关的文件规范。在施工过程中,尽量减少水泥用量和用水量,改善混凝土的泵送性和易性,降低水泥水热化过程中的热量释放速度,延长缓凝时间,使得内部温度达到峰值的时间得到减缓。同时在施工时候,还可以适当的掺入微膨胀剂,这样可以补偿部分混凝土的搜索带来的影响,同时也可以减少并抑制混凝土的开裂。
砂:大混凝土施工时,采用含泥量小于1%的中砂,细度模数在2.6到2.8之间,其他砂的相关要求符合相关规定即可。
石:为了最大化的减少水泥的用量和降低水泥的收缩效果,选用的石材料最好选用5~40mm或者5~25mm的碎石。碎石中的含沙量应该小于1%,骨料中的针片含量同样应该小于10%,碎石来源稳定,并且是连续级配。碎石的其他指标应该符合其他的规范要求即可。
除此之外,施工过程中的外加剂采用缓凝型高效的减水剂,减半过程中采用的水的水的质量应该进行严格的检测,质量应该符合相关的规定。
1.3.2 混凝土的配合比
泵送混凝土应该具有良好的黏聚性和和易性,要求其初凝的时间在18~22h之内,初始的坍落度应该控制在18cm以上。为了能够达到以上的施工标准,保证工程的质量,应该对大体积混凝土的配合比进行试验,并按照施工材料的实际情况,优选出配合比。混凝土的配合比一般是根据实际情况在选出的,要求砂率控制在40~45%之间,并在在保证混凝土的强度和泵送的条件下,应该使得砂率尽可能的得到降低,降低坍落度和减少混凝土的用量。施工过程中,配合比不是固定边的,其应该根据实际的情况进行主动的调整。根据有关的规范和设计要求,大体积混凝土评定和验收依据是采用标准养护下的90d龄期的抗拉强度。
1.3.3 混凝土施工要求
鉴于大体积混凝土在施工时会产生温度应力和收缩,因此,后浇筑施工一般在混凝土浇筑完1个月之后进行。为了提高混凝土施工的均匀性和抗裂能力,确保混凝土的施工质量,需要对施工过程中的每一个细小的环节进行控制,要求施工人员在混凝土的搅和、浇筑、输送以及振捣养护等环节进行实时严格的控制。
1.3.4 混凝土浇筑温度控制
在混凝土待拌和机加工后,经过运输、平仓等一系列操作后的浇筑温度,应该要求控制在28℃范围之内。在每次混凝土进行开盘的时候,根据实验室所测量的砂、石等温度计算出出机温度,然后根据出机温度对浇筑的温度进行计算,计算方法如下所示。混凝土的出机温度计算如下:
T0=(0.2+Qs)WSTS+(0.2+Qg)WgTg+0.2WcTc+(Ww-QSWS-QgWg)Tw/[0.2(WS+Wg+Wc)+Ww]
在计算公式中:Qg、QS分别是表示石的含水量百分比和砂的含水量百分比。Ww、Wc、Wg、WS分别是表示每立方米混凝土中的水、水泥、石以及砂的重量。Tw、Tc、Tg以及TS是表示水、水泥、碎石以及砂的温度。
混凝土中,浇筑的温度计算公式:
Tp=T0+(Ta-T0)(θ1+θ2+θ3+…+θn)
公式中:Ta表示的混凝土在浇筑和运输时候的气温,θ1、θ2、θ3、…θn表示有关的系数。对于θ一般有以下规定:在混凝土转运和装卸的时候,θ是取值0.032;θ在运输混凝土的时候,θ=Aτ,其中θ表示的是装运时间,单位是min,根据不同的情况A需要取不同的值,其取回如表1所示;在浇筑的过程中,θ=0.003t,其中t表示的是浇捣的时间,单位是min。
2 温度施工质量保证措施
为了在施工过程中,保证施工的相关措施落实到实处,需要建立健全的责任体系,严格的施行温度控制责任制。
(1)组建并成立相应的部门,对施工温度进行严格的控制,并且根据温控的技术要求,将相关的控制措施落实到实处。
(2)在大混凝土进行正式的施工前,需要将相关技术与相关人员进行交底,使得每个班组、操作人员了解温度控制的重要性。
(3)在每次的温度测量过后,在开始进行下层浇筑的时候,需要将上层监控的成果进行整理汇总,计算出混凝土内外温差,并测得内部温度,在第一时间内对温控的效果得出结论,然后依据此结果,对现场的相关措施进行调整。
3 结束语
与传统的混凝土采用冷却水降温的策略不同,大体积混凝土在正式施工前需要进行温度计算,温控对大体积混凝土的质量具有重要的影响,在施工过程中,需要采取一系列的措施,比如原材料的选择、混凝土的配合比优化元以及施工质量保障等,通过一些列的措施从而避免大体积混凝土开裂现象的产生。这些工法适用于各种大体积混凝土工程,为未来相关工程的施工提供了重要价值的参考。
参考文献
[1]汪峰.广州黄埔大桥锚碇大体积混凝土温度监测与裂缝控制[D].武汉理工大学,2007.
[2]陈辉,韩芳垣.大体积混凝土温度裂缝的成因分析及控制措施[J].混凝土,2006,(2).
[3]陈林生.金水沟特大桥承台大体积混凝土施工技术[J].交通标准化,2006,(4).
关键词:大混凝土;配合比;裂缝
引 言
在现代经济技术快速发展的年代,大跨度桥梁建设也达到了飞跃的进步,大桥梁混凝土结构由于能够承受大载荷,能够满足不同的受力需求,因此,其在各个工程上也得到了越来越普及的应用。大体积的混凝土具有用量大、施工技术要求高、工程条件复杂等特点,在施工过程中,水泥的水热化使得混凝土的结构产生高温,同时也容易产生收缩变形,随着大混凝土越来越普及,其收缩变形和温度应力在工程界得到了受到了极大的重视。
1 工法介绍
与传统采用冷却水的方法对混凝土温度进行控制的策略不同,大混凝土施工方法在原先改进措施的基础上,是的施工分缝得到最大化的降低,并提高灌注分层的厚度,工艺精简,加速施工进度,从而避免混凝土由于高温而引起裂缝,混凝土的结构整体性、耐久性和抗渗性得到提高,保障大混凝土的施工质量。
1.1 工艺原理
在混凝土施工过程中,由于水化的作用原理,使得在浇筑的过程中一般经历三个过程,即升温期、降温期以及稳定期,在这期间中,混凝土的体积由于温度的变化而在不断的变换。如果混凝土的体积受到外在条件的约束,则内部会产生温度应力,同时如果应力足够大,则会导致混凝土开裂。因此,为了保证混凝土的质量,避免裂缝的产生,在施工过程中,需要对混凝土温度控制、配合比等措施,确保混凝土质量。
1.2 温度控制标准
为了保证在施工期产生的温度对混凝土的质量不造成危害,需要采取具体的措施,即混凝土最大的水化热温升不能够超过25℃;相邻混凝土块体之间的温差也不能够超过25℃;内部与外表面的温差也不能够超过25℃;降温速率不能够超过2℃/d。
1.3 混凝土温控措施
合理的选择材料混凝土温度控制的基础,在施工前,选择优良的石料和沙料,同时混凝土外加剂质量同样也要优良;对混凝土的水灰比进行控制,降低水泥内部水化热的重要措施之一就是减少水泥的用量。除此之外,在混凝土搅拌过程中,可以在其中掺加一定的块石,一方面节省了混凝土的量,同时也吸收了产生的部分热量。
1.3.1 原材料控制
水泥:尽量使用矿渣硅酸盐水泥等水热化中低的水泥,新出炉内部温度非常高的水泥应该禁止使用,如果需要使用,应将其放置通风处一段时间待其冷却后才可以使用;在施工过程中,每立方米水泥的用量应该不能够超过220kg,为了降低水泥的温升,最好是采用矿粉替代水泥;提高水泥的标号不仅可以降低水泥的用量,同时也可以降低温升,采用后期60d或者90d的混凝土强度代替28d的设计强度,混凝土施工时,温度不能够50℃,如果温度超过了该限制,则应该采取其他措施对其降温。
粉灰煤:粉灰煤的使用质量应该符合相关的文件规范。在施工过程中,尽量减少水泥用量和用水量,改善混凝土的泵送性和易性,降低水泥水热化过程中的热量释放速度,延长缓凝时间,使得内部温度达到峰值的时间得到减缓。同时在施工时候,还可以适当的掺入微膨胀剂,这样可以补偿部分混凝土的搜索带来的影响,同时也可以减少并抑制混凝土的开裂。
砂:大混凝土施工时,采用含泥量小于1%的中砂,细度模数在2.6到2.8之间,其他砂的相关要求符合相关规定即可。
石:为了最大化的减少水泥的用量和降低水泥的收缩效果,选用的石材料最好选用5~40mm或者5~25mm的碎石。碎石中的含沙量应该小于1%,骨料中的针片含量同样应该小于10%,碎石来源稳定,并且是连续级配。碎石的其他指标应该符合其他的规范要求即可。
除此之外,施工过程中的外加剂采用缓凝型高效的减水剂,减半过程中采用的水的水的质量应该进行严格的检测,质量应该符合相关的规定。
1.3.2 混凝土的配合比
泵送混凝土应该具有良好的黏聚性和和易性,要求其初凝的时间在18~22h之内,初始的坍落度应该控制在18cm以上。为了能够达到以上的施工标准,保证工程的质量,应该对大体积混凝土的配合比进行试验,并按照施工材料的实际情况,优选出配合比。混凝土的配合比一般是根据实际情况在选出的,要求砂率控制在40~45%之间,并在在保证混凝土的强度和泵送的条件下,应该使得砂率尽可能的得到降低,降低坍落度和减少混凝土的用量。施工过程中,配合比不是固定边的,其应该根据实际的情况进行主动的调整。根据有关的规范和设计要求,大体积混凝土评定和验收依据是采用标准养护下的90d龄期的抗拉强度。
1.3.3 混凝土施工要求
鉴于大体积混凝土在施工时会产生温度应力和收缩,因此,后浇筑施工一般在混凝土浇筑完1个月之后进行。为了提高混凝土施工的均匀性和抗裂能力,确保混凝土的施工质量,需要对施工过程中的每一个细小的环节进行控制,要求施工人员在混凝土的搅和、浇筑、输送以及振捣养护等环节进行实时严格的控制。
1.3.4 混凝土浇筑温度控制
在混凝土待拌和机加工后,经过运输、平仓等一系列操作后的浇筑温度,应该要求控制在28℃范围之内。在每次混凝土进行开盘的时候,根据实验室所测量的砂、石等温度计算出出机温度,然后根据出机温度对浇筑的温度进行计算,计算方法如下所示。混凝土的出机温度计算如下:
T0=(0.2+Qs)WSTS+(0.2+Qg)WgTg+0.2WcTc+(Ww-QSWS-QgWg)Tw/[0.2(WS+Wg+Wc)+Ww]
在计算公式中:Qg、QS分别是表示石的含水量百分比和砂的含水量百分比。Ww、Wc、Wg、WS分别是表示每立方米混凝土中的水、水泥、石以及砂的重量。Tw、Tc、Tg以及TS是表示水、水泥、碎石以及砂的温度。
混凝土中,浇筑的温度计算公式:
Tp=T0+(Ta-T0)(θ1+θ2+θ3+…+θn)
公式中:Ta表示的混凝土在浇筑和运输时候的气温,θ1、θ2、θ3、…θn表示有关的系数。对于θ一般有以下规定:在混凝土转运和装卸的时候,θ是取值0.032;θ在运输混凝土的时候,θ=Aτ,其中θ表示的是装运时间,单位是min,根据不同的情况A需要取不同的值,其取回如表1所示;在浇筑的过程中,θ=0.003t,其中t表示的是浇捣的时间,单位是min。
2 温度施工质量保证措施
为了在施工过程中,保证施工的相关措施落实到实处,需要建立健全的责任体系,严格的施行温度控制责任制。
(1)组建并成立相应的部门,对施工温度进行严格的控制,并且根据温控的技术要求,将相关的控制措施落实到实处。
(2)在大混凝土进行正式的施工前,需要将相关技术与相关人员进行交底,使得每个班组、操作人员了解温度控制的重要性。
(3)在每次的温度测量过后,在开始进行下层浇筑的时候,需要将上层监控的成果进行整理汇总,计算出混凝土内外温差,并测得内部温度,在第一时间内对温控的效果得出结论,然后依据此结果,对现场的相关措施进行调整。
3 结束语
与传统的混凝土采用冷却水降温的策略不同,大体积混凝土在正式施工前需要进行温度计算,温控对大体积混凝土的质量具有重要的影响,在施工过程中,需要采取一系列的措施,比如原材料的选择、混凝土的配合比优化元以及施工质量保障等,通过一些列的措施从而避免大体积混凝土开裂现象的产生。这些工法适用于各种大体积混凝土工程,为未来相关工程的施工提供了重要价值的参考。
参考文献
[1]汪峰.广州黄埔大桥锚碇大体积混凝土温度监测与裂缝控制[D].武汉理工大学,2007.
[2]陈辉,韩芳垣.大体积混凝土温度裂缝的成因分析及控制措施[J].混凝土,2006,(2).
[3]陈林生.金水沟特大桥承台大体积混凝土施工技术[J].交通标准化,2006,(4).