摘要:文中阐述了筏板式基础混凝土施工中,选用最佳的原材料与配合比,以合理的浇筑方法,控制温升与温降时间,可杜绝混凝土施工中裂缝的产生。
关键词:大体积混凝土;浇筑;温度控制;质量控制
1、混凝土施工的发展
目前,随着建筑技术的发展,出现了越来越多的高层、超高层建(构)筑物,使建筑物的基础要承受上部荷载的能力越来越大,这样就出现了高性能混凝土和大体积混凝土。由于各地对大体积混凝土的理解不同,采取的方法也不尽相同。通常采用的有自然法、控制原材料法、中心降温法等来控制最高中心温度,通过覆盖法、蓄水法等来控制温差和降温速率,以保证混凝土的各项技术指标,下面结合一个具体工程来介绍在大体积混凝土施工管理中的做法。
2、工程实施综述
2.1工程简介
某大厦位于燕郊经济技术开发区,框—筒结构。地下2层,地上26层(裙房4层),总建筑面积48098平方米,基础形式为筏板式基础。底板混凝土强度等级为C40,抗渗等级为S9,总面积为1356平方米,底板总长52.6m,宽度为32.6m,厚度为1600、3200mm。底板底标高为-11.70m,主楼混凝土方量约2700立方米。由于混凝土工程量大并且较厚;底板、反梁及梁柱节点配筋粗大且密集;混凝土强度等级较高,且水泥用量大,水化热高,因此应制定有针对性、先进的技术措施指导施工,以有效的控制大体积混凝土施工质量。
3、控制措施
3.1 材料的选用及配合比选定
对商品混凝土供应搅拌站的原材料、外加剂、掺和料和试验试配提出详细的技术要求。
(1) 混凝土中的水化热是由于水与水泥的化学反应引起的,水化热会造成大体积混凝土的中心温度大大高于外界温度,导致混凝土内外温差过大,降温梯度过大,易引起混凝土的开裂。考虑到燕郊地区的实际情况和大体积混凝土的强度等级C40,因此选择中低水化热的水泥,综合试验、计算和材料的供应等,认为选用矿渣42.5级水泥比较可靠。
(2) 如果混凝土中砂、石的含泥量过大,也会加大混凝土的收缩变形,从而引起混凝土的开裂。综合考虑具体施工情况后,石子粒径定为5~25mm,砂选用密云细度模数3.1的粗砂与细度模数2.0的三河砂组成的2∶1混合砂。
(3) 粉煤灰采用二级以上粉煤灰。
(4) 采用高效减水剂,坍落度控制在18~20cm,初凝时间控制在不小于20h,选用较低胶泥材料的配合比,以控制混凝土后期的收缩裂缝。
3.2 混凝土的浇筑及表层处理
(1) 混凝土必须分四层一次性浇筑,间歇时间短,不允许出现施工冷缝,每层前后两次混凝土浇筑时间不应超过8h(初凝时间控制为20h)。混凝土浇筑顺序分别由两侧同时均匀的向中心浇筑,泵送要协调平衡,振捣密实。在出灰口及其附近设置尺杆,控制浇筑高度。
混凝土浇筑时设专人指挥,均匀布料,采用“平面分条,斜面分层,薄层浇捣,自然流淌,循序渐进,一次到顶”的连续浇筑方式。
(2) 混凝土浇筑振捣的施工工艺措施是否得当,是关系到混凝土的强度和防止产生裂缝的重要环节之一。本工程底板厚1600mm,采取分层(分四层)浇筑振捣。采用插入式振捣棒振捣,在混凝土的下灰口配1~2个振捣棒,在混凝土流淌端头配1~2个振捣棒,要振捣密实,防止上一层混凝土盖上后而下层混凝土仍未振捣,造成混凝土振捣不密实。每一插点要掌握好振捣时间,一般为20~30s,过短振捣不实,过长可能引起混凝土离析,以混凝土表面呈水平、不大量泛气泡、不再显著下沉、表面浮出灰浆为准。边角处应多加注意,防止漏振。振捣棒距离模板应小于其作用半径的0.5倍,大约为25cm,且不宜靠近模板振捣,应尽量避免碰撞钢筋、芯管、止水带、预埋件等。
(3) 混凝土浇筑振捣后表面积存较厚的水泥浆,易收缩产生裂缝,必须在初凝前做好处理。一般在振捣完毕初凝前用长杠刮去浮浆,刮平到指定标高。当表面泌水消去后,用木抹子来回打抹2~3遍压平,待混凝土终凝前抹压一遍,随压随盖好塑料布,防止裂缝出现。
3.3 混凝土的养护
为了防止混凝土温度应力的破坏,除了减小混凝土的水化热影响外,还需对混凝土进行养护,以减小混凝土内外温差,保证在控制范围内。根据具体情况,在混凝土的表面增加了100mm深的水进行保温。但刚浇筑完的混凝土无法挡堰蓄水,故及时覆盖一层塑料布,防止过早失水,使混凝土内蒸发出的游离水积存在混凝土表面,进行保湿养护。同时覆盖一层阻燃草帘子保温。3.4混凝土测温控制。
(1) 测温采用测温仪自动显示,每点分上、中、下三层,按照对角线预埋式温度传感器,埋设工作安排在浇筑前的12h进行。
(2) 测温监控:底板共布置测温点40个(具有代表性的点)。测温工作从终凝时开始,时间为25h。对混凝土降温前每4h测温一次,同时检查混凝土表面情况,当混凝土开始降温后,每2h测温一次。在整个降温阶段测温工作是最重要的,主要是指导养护工作,控制温差和降温速率。
(3) 内外温差记录情况分析,本工程浇筑混凝土24h后,实际测得混凝土中心温度最高达50℃左右,表层温度40℃左右,表面温度30℃左右,温差均控制在25℃以内,没有因温差过大造成内部出现有害裂缝。
4、混凝土施工效果分析
(1)大体积混凝土的强度等级为C40,抗渗等级为S9,其配合比中的水泥用量较多,因此选用发热量较低的矿渣水泥比较适宜。为了减少水泥用量,以部分粉煤灰替代水泥掺入混凝土中,充分利用其活性降低水化热,利用其物理填充作用加强粉末效应,增加混凝土的密实性,使混凝土不离析,不泌水,保持良好的黏聚力、和易性。
(2)用泵送浇筑大体积混凝土要求有较大的坍落度,较小的用水量,较长的初凝时间,便于混凝土的运输、泵送及分层浇筑振捣,防止混凝土产生施工冷缝。
(3)混凝土温度控制是防止大体积混凝土产生裂缝的关键。为此在夏季拌和混凝土时加冷水或冰水以降低混凝土出机温度,运输中保证浇筑温度。经测试,混凝土中层的最高温度2~4d达70℃左右,比计算的值高出13℃左右。分析原因,实际计算参数取值有些可能有不符合实际、环境变化等多因素。因此,使用高精度的电子测温仪测温反馈,准确及时的调整养护、保温措施,严格执行多项技术措施,有效的控制温差,使工程质量控制达到预期的效果。
参考文献:
1.混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002). 中国建筑工业出版社,2002
2.《建筑工程冬期施工规范》(JGJ104-97). 中国建筑工业出版社,1998