淺析基礎大體積混凝土施工技術及溫度控制-技術資料-減水劑設備-高效減水劑設備-聚羧酸減水劑設備-山東博克工業裝備有限公司
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淺析基礎大體積混凝土施工技術及溫度控制

發布日期:2020/4/9 9:52:34 瀏覽次數:

1. 工程概況   A11公路拓寬改建工程西吳淞江大橋,位于上海市嘉定區安亭鎮西南部,西起同三立交東至A11公路2號機孔橋,全長1.188km,分南北集散車道設計,跨越西吳淞江,根據規劃Ⅲ級航道標準,跨徑布置80M+140M+80M,結構形式三向預應力混凝土連續箱梁,截面為單箱單室直腹板結構,主墩承臺為矩形,截面尺寸為15.0M*11.8M*3.5M,單根承臺混凝土620方,要求一次性完成混凝土澆注,不留施工縫,屬大體積混凝土。由于主墩承臺混凝土施工期間為6月份天氣較熱,施工期間環境溫度影響較大,特別是基坑鋼板樁圍堰,基礎底處于地面下9M左右,坑內空氣流通較慢,加劇了混凝土表面溫度。    2.大體積混凝土溫度裂縫   混凝土結構開裂原因:變形作用引起的裂縫和荷載作用引起的裂縫。根據國內外調查資料反映,由于變形引起的開裂占80%以上。這種變形作用包括溫度(水化熱,氣溫)濕度,地基變形,由于荷載引起的不足20%。在大體積混凝土澆筑初期,水泥的水化作用放出大量水化熱,但由于混凝土表面散熱條件好,因而溫度上升較少,而混凝土內部由于散熱條件差,熱量散發少,內部溫度上升較快,體積膨脹,導致形成溫度梯度,形成內約束力,結果混凝土內部產生壓應力,在表面引起拉應力,當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會在混凝土表面出現裂縫。后期水泥水化熱基本釋放,混凝土內部溫度逐漸降溫,引起混凝土冷卻收縮,再加上混凝土中多余水分蒸發等引起體積收縮變形,二者由于受到基礎或老混凝上的約束,導致溫度拉應力。當溫度應力超過混凝土抗拉強度時,會從約束面向上形成裂縫,如果溫度應力足夠大,可以形成貫穿結構的整體裂縫,影響結構整體使用。溫度控制、防止裂縫發展,是大體積混凝土結構施工中解決的難題,對此采取相關技術措施。   3.技術措施   針對該工程的實際情況,從材料優選用,配合比優化設計,混凝土澆筑方案,養護措施及測溫控制等多方面綜合措施進行溫度控制,以結構抗裂性,避免引起內外溫差過大而出現裂縫。   3.1 原材料選擇及質量要求   根據本工程特點選擇優質的原材料,優化混凝土配合比設計,增大骨料用量,減小砂、石中含泥量,以減小水泥和水用量,以降低混凝土水化熱。擬采用如下原材料:  ?。?)水泥   由于主墩承臺3.5M厚度,水泥在水化過程中產生大量熱量,聚集在結構內部不容易散發,使混凝土內部溫度升,因此在施工中選擇水化熱較低的水泥以及盡量減小單位水泥用量,有資料表明每減少單位用量10KG可降低溫度1℃,本工程結合實際及地方材料采用PO42.5等級水泥。  ?。?)粗、細集料   粗集料為5-31.5連續級配碎石。它比5-25mm碎石可減少用水量10KG,在相同水灰比情況下水泥減少20KG左右。采用中粗砂,細度模數為2.62、含泥量為1.1%,它比采用細砂每立方用水量減少20KG,相應減少水泥用量,降低混凝土水化熱,并防止混凝土干縮。  ?。?)混合料及外加劑   摻入的粉煤灰經檢測細度、燒失量、需水量及三氧化硫含量均符合II級粉煤灰指標要求。粉煤灰混凝土和易性,減小混凝土用水量,減小泌水和離析,混凝土強度,改變混凝土分子結構組織,增加混凝土密實度,同時代部分水泥,降低了水泥用量,從而降低混凝土水化熱引起的溫度梯度,防止和減少溫度裂縫的產生。   摻量為膠凝材料重量的1.5%LH-3緩凝減水劑,一方面可延緩混凝土的凝結時間,它一方面可明顯延緩水泥水化熱釋放速度,凝結時間可延長8小時以上,推遲水化熱峰值出現,同時減水12%用水量,減小水泥用量,從而降低水化熱。   3.2混凝土配合比的確定   混凝土配合比設計采用體積法。以基準混凝土配合比為基礎,按等稠度、等強度為原則。采用超量取代法,粉煤灰取代水泥百分率取13%,粉煤灰超代系數取1.2 ,即用粉煤灰取代部分水泥,超量部分取代等體積的砂,根據所選材料通過試驗室試配確定配合比如下表:   摻入緩凝減水劑混凝土初凝為8小時,終凝為12小時,由于摻入粉煤灰混凝土和易性,減少泌水和坍落度損失,降低水化熱,有利于大體積混凝土施工。        3.3混凝土澆筑施工方案及工藝   由于主墩承臺為3.5M厚度和施工面積較大,混凝土澆筑采用斜坡分層的澆注方案,分層厚度按44cm厚左右,分8步澆注到頂,一個坡度,簿層澆筑,先深后淺,連續澆筑,這種方法能較好適應泵送施工工藝要求,同時控制好上下層混凝土覆蓋時間,在下層混凝土未初凝時進行上層混凝土澆筑,以避免混凝土冷縫出現?;炷琳駬v密實,在不同部位用5臺振動棒振搗,振搗棒快插慢拔,掌握正確振搗時間,做到不漏振不過振,提倡二次振搗。及時按標刮平表面,用木抹子反復搓壓,使其表面密實,初凝前用木抹壓光,可以控制混凝土表面的龜裂,減少混凝土表面水分散失,混凝土養護。為防止混凝土在硬化過程中表面出現龜裂現象,要及時進行二次抹面,在初凝以后,終凝之前, 再用泥刀壓光平整,使少量終凝前出現的失水沉降等塑性收縮裂紋得到消除。   3.4混凝土的養護   在表面施工完畢后,應加強對混凝土的保養,及時用塑料薄膜覆蓋混凝土表面,來封閉混凝土中多余拌和水,防止水分蒸發,以實現混凝土自身養護。終凝后覆蓋蓬布和草袋,蓬布和草袋的覆蓋層數應根據實測溫差情況及時進行增減,使混凝土內外溫差小于25℃。做好混凝土的保溫和保濕,目的是減少混凝土表面熱擴散,延長散熱時間,減少混凝土表面溫度梯度,防止表面裂縫,保證溫度緩慢升降,充分發揮混凝土徐變特性,降低溫度收縮應力,混凝土灑水養護不小于14天。   3.5混凝土溫度的計算及測溫   3.5.1在大體積混凝土施工中,應充分考慮水泥水化熱問題,計算混凝土的溫度場溫度。(計算過程省略了,需要的話可以重發)根據計算混凝土內部溫度得知,在混凝土澆筑后第三天混凝土內部溫升為68.9℃,比室外溫度26.4℃到42.6℃。我們采取內降、外部保溫法,外部保溫法通??紤]增加保溫層的厚度,若保溫層厚度太厚以致不現實時,可考慮在混凝土內部采取降溫法,埋置冷卻水管,其散熱效果明顯,目的是減少混凝土表面的熱擴散,減小混凝土表面的溫度梯度,防止產生表面裂縫。在該主墩承臺大體積混凝土內部水平設置兩層循環“∈”型6分鐵水管6根,橫橋向水平間距2m。為使承臺中心水化熱能更有效地排出,兩層分開進水口,使進出水路徑縮短。根據承臺內部溫度和出水口的水溫情況,通過控制閥對水循環進行調節,控制承臺混凝土溫度與外界溫差在25℃以內。





1. 工程概況   A11公路拓寬改建工程西吳淞江大橋,位于上海市嘉定區安亭鎮西南部,西起同三立交東至A11公路2號機孔橋,全長1.188km,分南北集散車道設計,跨越西吳淞江,根據規劃Ⅲ級航道標準,跨徑布置80M+140M+80M,結構形式三向預應力混凝土連續箱梁,截面為單箱單室直腹板結構,主墩承臺為矩形,截面尺寸為15.0M*11.8M*3.5M,單根承臺混凝土620方,要求一次性完成混凝土澆注,不留施工縫,屬大體積混凝土。由于主墩承臺混凝土施工期間為6月份天氣較熱,施工期間環境溫度影響較大,特別是基坑鋼板樁圍堰,基礎底處于地面下9M左右,坑內空氣流通較慢,加劇了混凝土表面溫度。    2.大體積混凝土溫度裂縫   混凝土結構開裂原因:變形作用引起的裂縫和荷載作用引起的裂縫。根據國內外調查資料反映,由于變形引起的開裂占80%以上。這種變形作用包括溫度(水化熱,氣溫)濕度,地基變形,由于荷載引起的不足20%。在大體積混凝土澆筑初期,水泥的水化作用放出大量水化熱,但由于混凝土表面散熱條件好,因而溫度上升較少,而混凝土內部由于散熱條件差,熱量散發少,內部溫度上升較快,體積膨脹,導致形成溫度梯度,形成內約束力,結果混凝土內部產生壓應力,在表面引起拉應力,當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會在混凝土表面出現裂縫。后期水泥水化熱基本釋放,混凝土內部溫度逐漸降溫,引起混凝土冷卻收縮,再加上混凝土中多余水分蒸發等引起體積收縮變形,二者由于受到基礎或老混凝上的約束,導致溫度拉應力。當溫度應力超過混凝土抗拉強度時,會從約束面向上形成裂縫,如果溫度應力足夠大,可以形成貫穿結構的整體裂縫,影響結構整體使用。溫度控制、防止裂縫發展,是大體積混凝土結構施工中解決的難題,對此采取相關技術措施。   3.技術措施   針對該工程的實際情況,從材料優選用,配合比優化設計,混凝土澆筑方案,養護措施及測溫控制等多方面綜合措施進行溫度控制,以結構抗裂性,避免引起內外溫差過大而出現裂縫。   3.1 原材料選擇及質量要求   根據本工程特點選擇優質的原材料,優化混凝土配合比設計,增大骨料用量,減小砂、石中含泥量,以減小水泥和水用量,以降低混凝土水化熱。擬采用如下原材料:  ?。?)水泥   由于主墩承臺3.5M厚度,水泥在水化過程中產生大量熱量,聚集在結構內部不容易散發,使混凝土內部溫度升,因此在施工中選擇水化熱較低的水泥以及盡量減小單位水泥用量,有資料表明每減少單位用量10KG可降低溫度1℃,本工程結合實際及地方材料采用PO42.5等級水泥。  ?。?)粗、細集料   粗集料為5-31.5連續級配碎石。它比5-25mm碎石可減少用水量10KG,在相同水灰比情況下水泥減少20KG左右。采用中粗砂,細度模數為2.62、含泥量為1.1%,它比采用細砂每立方用水量減少20KG,相應減少水泥用量,降低混凝土水化熱,并防止混凝土干縮。  ?。?)混合料及外加劑   摻入的粉煤灰經檢測細度、燒失量、需水量及三氧化硫含量均符合II級粉煤灰指標要求。粉煤灰混凝土和易性,減小混凝土用水量,減小泌水和離析,混凝土強度,改變混凝土分子結構組織,增加混凝土密實度,同時代部分水泥,降低了水泥用量,從而降低混凝土水化熱引起的溫度梯度,防止和減少溫度裂縫的產生。   摻量為膠凝材料重量的1.5%LH-3緩凝減水劑,一方面可延緩混凝土的凝結時間,它一方面可明顯延緩水泥水化熱釋放速度,凝結時間可延長8小時以上,推遲水化熱峰值出現,同時減水12%用水量,減小水泥用量,從而降低水化熱。   3.2混凝土配合比的確定   混凝土配合比設計采用體積法。以基準混凝土配合比為基礎,按等稠度、等強度為原則。采用超量取代法,粉煤灰取代水泥百分率取13%,粉煤灰超代系數取1.2 ,即用粉煤灰取代部分水泥,超量部分取代等體積的砂,根據所選材料通過試驗室試配確定配合比如下表:   摻入緩凝減水劑混凝土初凝為8小時,終凝為12小時,由于摻入粉煤灰混凝土和易性,減少泌水和坍落度損失,降低水化熱,有利于大體積混凝土施工。        3.3混凝土澆筑施工方案及工藝   由于主墩承臺為3.5M厚度和施工面積較大,混凝土澆筑采用斜坡分層的澆注方案,分層厚度按44cm厚左右,分8步澆注到頂,一個坡度,簿層澆筑,先深后淺,連續澆筑,這種方法能較好適應泵送施工工藝要求,同時控制好上下層混凝土覆蓋時間,在下層混凝土未初凝時進行上層混凝土澆筑,以避免混凝土冷縫出現?;炷琳駬v密實,在不同部位用5臺振動棒振搗,振搗棒快插慢拔,掌握正確振搗時間,做到不漏振不過振,提倡二次振搗。及時按標刮平表面,用木抹子反復搓壓,使其表面密實,初凝前用木抹壓光,可以控制混凝土表面的龜裂,減少混凝土表面水分散失,混凝土養護。為防止混凝土在硬化過程中表面出現龜裂現象,要及時進行二次抹面,在初凝以后,終凝之前, 再用泥刀壓光平整,使少量終凝前出現的失水沉降等塑性收縮裂紋得到消除。   3.4混凝土的養護   在表面施工完畢后,應加強對混凝土的保養,及時用塑料薄膜覆蓋混凝土表面,來封閉混凝土中多余拌和水,防止水分蒸發,以實現混凝土自身養護。終凝后覆蓋蓬布和草袋,蓬布和草袋的覆蓋層數應根據實測溫差情況及時進行增減,使混凝土內外溫差小于25℃。做好混凝土的保溫和保濕,目的是減少混凝土表面熱擴散,延長散熱時間,減少混凝土表面溫度梯度,防止表面裂縫,保證溫度緩慢升降,充分發揮混凝土徐變特性,降低溫度收縮應力,混凝土灑水養護不小于14天。   3.5混凝土溫度的計算及測溫   3.5.1在大體積混凝土施工中,應充分考慮水泥水化熱問題,計算混凝土的溫度場溫度。(計算過程省略了,需要的話可以重發)根據計算混凝土內部溫度得知,在混凝土澆筑后第三天混凝土內部溫升為68.9℃,比室外溫度26.4℃到42.6℃。我們采取內降、外部保溫法,外部保溫法通??紤]增加保溫層的厚度,若保溫層厚度太厚以致不現實時,可考慮在混凝土內部采取降溫法,埋置冷卻水管,其散熱效果明顯,目的是減少混凝土表面的熱擴散,減小混凝土表面的溫度梯度,防止產生表面裂縫。在該主墩承臺大體積混凝土內部水平設置兩層循環“∈”型6分鐵水管6根,橫橋向水平間距2m。為使承臺中心水化熱能更有效地排出,兩層分開進水口,使進出水路徑縮短。根據承臺內部溫度和出水口的水溫情況,通過控制閥對水循環進行調節,控制承臺混凝土溫度與外界溫差在25℃以內。





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