二、主要溫控技術(shù)措施
(一)降低混凝土發(fā)熱量
1.選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥,以降低混凝土溫度。選擇大體積混凝土用的水泥,應(yīng)當(dāng)把混凝土的絕熱溫升和抗拉強(qiáng)度結(jié)合起來考慮,因?yàn)樗療嵝〉乃鄰?qiáng)度發(fā)展緩慢,于防止混凝土開裂不利。
2.摻加粉煤灰取代一部分水泥以削減水化熱產(chǎn)生的高溫峰值,同時(shí)可改善混凝土的和易性,增加混凝土的粘性減少離析和泌水,且混凝土易于振搗密實(shí)易于終飾抹面,延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間。粉煤灰最大摻量因水泥品種不同而不同,一般可取代10%~30%的水泥,但水泥用量應(yīng)不少于300kg/m3.
3.摻加緩凝減水劑或高效減水劑,以提高強(qiáng)度減少用水量和減少水泥用量,延長(zhǎng)混凝土達(dá)到最高溫度的時(shí)間,同時(shí)可減少干縮。一般來說,摻減水劑的混凝土早期溫度較低。
4.盡可能選用最大粒徑較大、顆粒形狀好且級(jí)配良好的粗集料,避免用砂量過多,以減少水泥用量和用水量。
5.用低流動(dòng)性混凝土,即在施工技術(shù)允許的情況下盡可能用低坍落度混凝土(泵送混凝土坍落度一般選擇8~18cm),同時(shí),嚴(yán)格控制水灰比,盡量減少單位體積混凝土的用水量。
6.當(dāng)設(shè)計(jì)有要求時(shí),可在混凝土中填放符合要求的片石,以減少混凝土數(shù)量,降低混凝土溫度。片石大面要向下,間距不小于10cm。
(二)降低混凝土澆筑溫度
外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也愈高,混凝土溫度高將加速水泥的水化反應(yīng),混凝土達(dá)到最高溫度的時(shí)間縮短,因而減少了可利用的散熱時(shí)間,不利于降低混凝土的最高溫度和減小溫差。同時(shí),混凝土澆筑溫度增高會(huì)降低其和易性,為達(dá)到同樣的和易性就要增加用水量,這樣就會(huì)降低混凝土質(zhì)量。一般情況下,混凝土的澆筑溫度不宜大于280C.降低混凝土澆筑溫度的方法如下:
1.在低溫季節(jié)或環(huán)境氣溫較低的晚上、早晨澆筑混凝土。
2.降低材料溫度。材料堆放在涼棚內(nèi),避免陽光直射,或噴水冷卻集料,水泥儲(chǔ)罐應(yīng)油漆成白色或噴水冷卻。
3.加冰拌和。采用冷卻水或加冰拌和混凝土能有效降低混凝土入模溫度。用冰片代替部分水是一種常用方法(最大用量可達(dá)用水量的60%),但要注意在拌和終了前所使用的冰必須全部融化。
4.避免吸收外部環(huán)境熱量。運(yùn)輸工具、泵送管路、攪拌機(jī)等應(yīng)盡量遮蔭、包覆、淋水降溫,不但能防止混凝土升溫,還能減少混凝土坍落度損失。
(三)分塊分層澆筑
混凝土結(jié)構(gòu)平面尺寸愈大約束也愈大,將大體積混凝土結(jié)構(gòu)劃分為若干塊澆筑,可降低約束,但要注意避免斷面的突然變化。采用分層澆筑可利用層面的散熱來降低混凝土溫度。分塊長(zhǎng)度和分層厚度視結(jié)構(gòu)尺寸大小、現(xiàn)場(chǎng)條件、澆筑能力、工期等因素確定。分塊分層澆筑有利于降低混凝土最高溫度和內(nèi)外溫度差,同時(shí)減少約束,但澆筑過程較長(zhǎng),不利于工期控制。
另外,根據(jù)混凝土整體連續(xù)澆筑的要求,當(dāng)結(jié)構(gòu)厚度不超過3m時(shí),一般采用相對(duì)意義上的分層澆筑方案,即在整個(gè)平面或?qū)挾壬线B續(xù)澆筑厚度相當(dāng)?shù)脑S多層混凝土,在第1層混凝土澆筑完畢還未初凝前澆筑第2層混凝土,在振動(dòng)棒的振搗作用下(插入下層5~10cm)使上下層混凝土結(jié)合成整體,如此逐層進(jìn)行,直至澆筑完成。分層澆筑可分為全面分層、分段分層(又稱為臺(tái)階法),斜面分層3種方案,盡量做到在整個(gè)澆筑過程中使混凝土總的暴露面最小,以避免出現(xiàn)施工冷縫。
(四)埋設(shè)冷卻水管
在混凝土中預(yù)埋網(wǎng)狀水管,利用管中循環(huán)冷水的流動(dòng)來降低混凝土內(nèi)部的溫度。冷卻水可利用地下水、江水、河水、自來水等各種水源,冷卻時(shí)間一般為澆筑開始初期的5~10d,水管一般采用Ф25mm的薄鋼管,管距1~1.5m.
決定冷卻效率的主要因素是管距、水溫和通水時(shí)間。在水管覆蓋1層混凝土后開始通水,在混凝土達(dá)到最高溫度并開始下降后停止通水。通水持續(xù)時(shí)間應(yīng)足以保證混凝土第2次溫升小于最高溫度和避免出現(xiàn)大的溫度梯度。水管系統(tǒng)要經(jīng)過試壓不漏水檢測(cè),確保模板安拆時(shí)不致中斷水管冷卻活動(dòng)。在降溫過程中要經(jīng)常測(cè)定混凝土內(nèi)外溫度和水溫,觀察溫度變化情況,作好記錄。通水散熱結(jié)束后,水管內(nèi)用微膨脹水泥灌筑。
(五)表面保溫與保濕
防止混凝土開裂的一個(gè)重要原則是盡可能使新澆筑混凝土少失水分以及內(nèi)外溫差控制在允許范圍內(nèi)(不大于250C)�;炷帘砻娓稍锘蛩终舭l(fā)過快和溫度下降幅度較大時(shí),都足以引起表面混凝土開裂且裂縫會(huì)向內(nèi)伸展。因此,要盡量長(zhǎng)時(shí)間地保溫和保持混凝土表面濕潤(rùn),讓其表面慢慢冷卻、干燥,使混凝土能夠增長(zhǎng)強(qiáng)度以抵抗開裂拉應(yīng)力。主要有蓄水養(yǎng)護(hù)和覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)2種方式,養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于14d.
筆者主持施工的廣州某職工住宅樓,設(shè)計(jì)地面以下2層,地面以上33層,采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),基礎(chǔ)設(shè)置在中、微風(fēng)化巖層上。筏板基礎(chǔ)長(zhǎng)77.4m,寬8~33.5m,板厚2m,中筒部位厚2.5m,集水井部位厚3~3.3mm,面積2130㎡,混凝土量為4500m3.該樓混凝土澆筑就采取了以上幾點(diǎn)措施,進(jìn)行了嚴(yán)格控制和管理,自澆筑至工程竣工,未發(fā)現(xiàn)底板出現(xiàn)裂縫和滲水,溫控效果良好。
實(shí)踐表明,高層建筑大體積混凝土裂縫只要采取適當(dāng)溫控措施是可以有效進(jìn)行預(yù)防的,但有一點(diǎn)值得注意的是,在混凝土澆筑前應(yīng)考察混凝土輸送泵的實(shí)際泵送能力,選用較好的泵機(jī),并了解天氣變化情況,盡量避開雨天和高溫時(shí)間施工。在混凝土澆筑后用掃把將混凝土掃成毛面(初凝之前),對(duì)防止混凝土表面開裂也是有利的。
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