大体积混凝土施工的温控措施

大体积混凝土施工的温控措施 摘 要:对于大体积混凝土建筑，水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，是导致混凝土发生裂缝的主要原因。根据我国大体积混凝土结构的施工经验，为防止产生温度裂缝，应着重在控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸值、改善约束和完善构造设计等方面采取措施，而混凝土温升的控制尤为重要，本文着重对此进行了论述。 关键词:高层建筑;大体积混凝土;温控措施 Abstract:For mass concrete construction， cement caused by hydration heat of concrete pouring temperature and internal stress of dramatic changes in temperature， is the main reason for cracks in concrete occur. According to the structure of mass concrete construction experience， in order to prevent temperature cracks in the concrete should be focused on in the control of temperature rise. Slow cooling rate of concrete. To reduce shrinkage. To enhance the value of ultimate tensile concrete. To improve the binding and improve the structure design， so as to take measures to ， and the concrete temperature control is particularly important， the paper highlights the covenant. Key words:high-rise building;mass concrete;temperature control measures 大体积混凝土结构在降温阶段由于降温和水分蒸发等原因产生收缩，再加上存在外约束不能自由变形而产生温度应力的。因此，控制水泥水化热引起的温升，即减小了降温温差，这对降低温度应力、防止产生温度裂缝能起釜底抽薪的作用。在高层建筑的大体积混凝土施工过程中，控制因水泥水化热而产生的温升，必须采取多种合理措施。 1 选用中低热的水泥品种，充分利用混凝土的后期强度 混凝土升温的热源是水泥水化热，在施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量。为此，施工大体积混凝土结构多用325#、425#矿渣硅酸盐水泥。如425#矿渣硅酸盐水泥其3天的水化热为180 kJ/kg，而普通425#硅酸盐水泥则为250 kJ/kg，水化热量减少将近30%。试验统计数据表明，1 m3的混凝土水泥用量，每增减10 kg，水泥水化热将使混凝土温度相应升降1。因此，为控制混凝土温升，降低温度应力，减少产生温度裂缝的可能性，根据结构实际承受荷载情况，可采用f45、f60、f90替代f28作为混凝土设计强度，这样可使1 m3混凝土水泥用量减少 40kg/m370 kg/m3，混凝土的水化热温升相应减少47。由于高层建筑基础底板大体积混凝土结构承受的计算荷载要在较长时间之后才施加其上，所以只要能保证混凝土的强度在28 d之后继续增长，且在预计的时间(45、60或90 d)能达到或超过设计强度即可。利用混凝土后期强度，要专门进行混凝土配合比设计，并通过试验证明28 d之后混凝土强度能继续增长。 2 掺加外加剂 为了满足送到现场的混凝土具有一定坍落度，如单纯增加单位水泥用量，不仅多用水泥，加剧混凝土收缩，而且会使水化热增大，容易引起开裂，因此，应选择适当的外加剂。木质素磺酸钙属阴离子表面活性剂，对水泥颗粒有明显的分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用。因此，在混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂(即木质素磺酸钙)，它不仅能使混凝土和易性有明显的改善，同时又减少了10%左右的拌和水，节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。 目前，有一种新型“减低收缩剂”，常用的有UEA、AEA，是掺入后可使砼空隙中水分表面张力下降，从而减少收缩的新材料，它可减少收缩40%60%，但是能否起到有效地控制收缩裂缝的作用，还应注重其条件和后期收缩。试验资料表明，在混凝土内掺入一定数量的粉煤灰，由于粉煤灰具有一定活性，不但可代替部分水泥，而且粉煤灰颗粒呈球形，具有“滚珠效应”而起润滑作用，能改善混凝土的黏塑性，并可增加泵送混凝土(大体积混凝土多用泵送施工)要求的0.315 mm以下细粒的含量，改善混凝土可泵性，降低混凝土水化热。另外，根据大体积混凝土的强度特性，初期处于高温条件下，强度增长较快、较高，但后期强度就增长缓慢，这是由于高温条件下水化作用迅速，随着混凝土的龄期增长，水化作用慢慢停止的缘故。掺加粉煤灰后可改善混凝土的后期强度，但其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。 3 粗细骨料选择 为了达到预定的要求，同时又要发挥水泥最有效的作用，粗骨料应达到最佳的最大粒径。对于土建工程的大体积钢筋混凝土，粗骨料的规格往往与结构物的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等因素有关，宜优先采用以自然连续级配的粗骨料配制混凝土。因为用连续级配粗骨料配制的混凝上具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。在石子规格上可根据施工条件，尽量选用粒径较大、级配良好的石子。因为增大骨料粒径，可减少用水量，而使混凝土的收缩和泌水随之减少。同时亦可减少水泥用量，从而使水泥水化热减小，最终降低混凝土的温升。当骨料粒径增大后，容易引起混凝土的离析，因此必须优化级配设计，施工时加强搅拌、浇筑和振捣工作。 根据有关试验结果表明，采用5 mm25 mm石子，1 m3混凝土可减少用水量15 kg左右，在相同水灰比的情况下，水泥用量可减少20 kg左右。粗骨料颗粒的形状对混凝上的和易性和用水量也有较大的影响。因此，粗骨料中的针、片状颗粒按重量计应不大于15%，细骨料以采用中、粗砂为宜。根据有关试验资料表明，当采用细度模数为2.79、平均粒径为0.38的中、粗砂，它比采用细度模数为2.12、平均粒径为0.336的细砂，1 m3混凝土可减少用水量20 kg2 kg，水泥用量可相应减少28 kg35 kg。这样就降低了混凝土的温升和减小了混凝土的收缩。泵送混凝上的输送管道除直管外，还有锥形管、弯管和软管等。当混凝土通过锥形管和弯管时，混凝土颗粒间的相对位置就会发生变化，此时如混凝上的砂浆量不足，便会严生堵管现象。所以在级配设计时适当提高一些砂率是完全必要的，但是砂率过大，将对混凝土的强度产生不利影响。因此在满足可泵性的前提下应尽可能使砂率降低。 另外，砂、石的含泥量必须严格控制。根据国内经验，砂、石的含泥量超过规定，不仅会增加混凝土的收缩，同时也会引起混凝土抗拉强度的降低，对混凝土的抗裂是十分不利的。因此，在大体积混凝土施工中建议将石子的含泥量控制在小于1%，砂的含泥量控制在小于2%。 4 控制混凝土的出机温度和浇筑温度 为了减低大体积混凝土总温升和减少结构的内外温差，控制出机温度和浇筑温度同样重要。对于出机温度的控制，根据搅拌前混凝土原材料总的热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理，得到的混凝土出机温度的理论计算公式可以得知，混凝土的原材料中石子的比热较小，但其在1 m3混凝上中所占的重量较大;水的比热最大，但它的重量在1 m3混凝土中只占一小部分。因此，对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响很小。为了进一步降低混凝土的出机温度，其最有效的办法就是降低石子的温度。在气温较高时，为防止太阳的直接照射，可在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，必要时须向骨料喷射水雾或使用前用冷水冲洗骨料。混凝土从搅拌机出料后，经搅拌运输车运输、卸料、泵送、浇筑、振捣、平仓等工序后的混凝土温度称为浇筑温度。关于浇筑温度的控制，我国有些规范提出不得超过25，否则必须采取特殊的技术措施。在土建工程的大体积钢筋混凝土施工中，浇筑温度对结构物的内外温差影响不大，因此对主要受早期温度应力影响的结构物，没有必要对浇筑温度控制过严，但是考虑到温度过高会引起较大的干缩以及给混凝土的浇筑带来不利影响，适当限制浇筑温度是合理的。建议最高浇筑温度控制在40以下为宜，这就要求在常规施工情况下合理选择浇筑时间，完善浇筑工艺以及加强养护工作。 大体积混凝土浇筑后，对混凝土进行保湿和保温养护是重要的，进行蓄水养护也是一种很好的方法，混凝土终凝后，在其表面蓄存一定深度的水，具有一定的隔热保温效果，这样可延缓混凝土内部水化热的降温速率，缩小混凝土中心和混凝土表面的温差值，从而可控制混凝土的裂缝开展。此外，在大体积混凝土结构拆模后，宜尽快回填土，用土体保温避免气温骤变时产生有害影响，亦可延缓降温速率，避免产生裂缝。为了进一步了解大体积混凝土水化热的大小以及不同深度处温度场升降的变化规律，可在混凝土内不同部位埋设钢热传感器，用混凝土温度测定记录仪，进行施工全过程的跟踪和监测，这样在施工过程中，对大体积混凝土内部各部位的温度变化可跟踪监测，做到信息化施工确保工程质量。 9