关于大体积混凝土的浇注方法及温度应力问题的处理

2011年03月03日 16:42:39

2楼

五、施工方法及技术措施
（一）浇筑顺序
底板混凝土从边一端角部开始浇筑，沿长向逐渐后退，采用斜面分层的浇筑方法：振捣工作应从浇筑层的底层开始，逐渐上移，以保证分层混凝土之间的施工质量。浇筑过程中以泵机为主，塔吊辅助用料斗浇筑，防止冷缝产生。
（二）施工方法
1．底板浇筑方法采用斜面分层法，每层厚度不超过400mm。浇筑时泵管不定点位移，薄层浇筑，循序推进，分次到顶。覆盖已浇混凝土的时间不得超过混凝土终凝时间。在保证混凝土不出现冷缝的前提下，利用软管左右移动，作扇形状散布混凝土，尽量使入模混凝土散布面积大，以增加散热与热量交换，同时，应注意防止冷缝的产生。
2．浇筑时，每条泵管出口设置3--4个振捣棒。使混凝土自然缓慢流动，然后全面振捣。振捣棒插入混凝土的深度以进入下一层混凝土50mm为宜，做到快插慢拔。在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使上下振动均匀。每点振捣时间一般以20～30s为宜，但还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准，以确保混凝土振捣密实。
3．塔吊用吊斗吊运混凝土对泵管暂时未能覆盖的地方进行浇筑，防止冷缝产生，混凝土自吊斗下落的自由倾落高度不得超过2米，以防产生石子堆积，影响质量。
4．在浇筑核心筒承台深厚大体积结构中，遇有大管径套管或面积较大的金属板时，可在管底或金属板上预先留置浇筑振捣孔，以利浇捣和排气，浇筑后再将孔补焊严密，以防在其下部的倒三角区域由于浇捣不密实而形成空隙。
5．混凝土分层浇筑，每层厚度不宜超过30～40㎝，相邻两层浇筑时间间隔不应超过2h。
6．输送混凝土之前，应先压水洗管，再压送水泥砂浆，压送第一车混凝土时可增加水泥100㎏，为顺利泵送创造条件。
7．泌水处理：由于大体积混凝土浇筑时泌水较多，要派专人及时将积水清出。
8．表面处理：混凝土表面处理在浇筑后约2—3小时左右进行，初步按标高用刮尺刮平，在初凝前用铁筒碾压数遍，用木模抹压，待混凝土收水后，再二次用木抹搓平，以闭合收水裂缝，然后表面蓄水或覆盖塑料薄膜和草帘养护。
为了能及时将底板内积水抽出，及将来后浇带内清理，混凝土垫层施工时，在后浇带两侧设集水井。
（三）混凝土的养护
1．为保证混凝土内部与混凝土表面温差小于25℃，混凝土降温速率小于1.5℃/d 及表面温度与大气温度之差小于25℃，底板混凝土采用蓄水保温法进行养护。
2．养护应在混凝土浇筑完毕后12h内开始；养护时间约为14d。
3．底板混凝土在终凝后先盖一层塑料布，在终凝3-4小时后即蓄水养护，养护水的厚度采用150mm。
4．根据测温报告的数据随时采取措施使混凝土内外温差和混凝土降温速度都控制在规定的范围内。
5．蓄水养护厚度计算：
蓄水法进行温度控制系在混凝土终凝后，在结构表面蓄以一定高度的水，利用水的隔热保温效果（25℃水导热系数λi＝0.61W/m.K），在一定时间（7～10d）内，控制混凝土表面与内部中心温度之间的差值在25 OC以内，使混凝土的龄期强度大于混凝土收缩应力，从而达到裂缝控制目的。
计算是根据热交换原理，每1 m3 混凝土在规定时间内，内部中心温度降到表面温度时放出的热量，等于混凝土结构物在此养护期间散失到大气中的热量，因而混凝土表面所需的热阻系数可按下式计算：

式中 R —— 混凝土表面的热阻系数（k/W）；
X —— 混凝土维持到预定温度的延续时间（h）；
M —— 混凝土结构物的系数（1/m）；
Tmax —— 混凝土的中心温度（℃）；
Tb —— 混凝土表面温度（℃）；
K —— 传热系数的修正值，可取1.3；
700 —— 混凝土的热容量，即比热与密度之乘积（kJ/m3•K）；
To —— 混凝土浇筑、振捣完毕开始养护的温度（℃）;
Mc —— 每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）；
Q(t) —— 混凝土在规定龄期内水泥的水化热（kJ/kg）。
由于CT5A承台最大厚度4.6m，一次浇筑的混凝土厚度最大，为保证承台混凝土浇筑后的温度控制，故以CT5A承台作计算，以CT5A承台长12.3m,宽10.55m,厚4.6m温度控制的时间以10d计，要求保持混凝土内部中心温度与表面温度之差控制在20 OC范围内，则
X=10*24=240
M=F/V=(2*12.3*4.6+2*10.55*4.6+12.3*10.55)/(12.3*10.55*4.6)= 0.57（1/m）
Tmax-Tb=20℃
取Mc=380 kg/m3，Q(t)＝377kJ/kg.K，则
R=240*0.57*20*1.3/(700*20+0.28*380*377)= 0.066K/W
计算混凝土的表面蓄水深度：
hw=R*λw
式中 hw —— 混凝土表面的蓄水深度（m）；
R —— 混凝土表面的热阻系数（k/W）；
λw —— 25℃水的导热系数，取0.61W/m•K。
hw=0.066*0.61=0.04，取10cm。
考虑水的流动损失及降温速率，蓄水深度保持为15cm，使得底板及承台混凝土内外温度温差小于25oC符合要求。
（四）混凝土的测温
1．测温意义
本工程大体积混凝土施工，其面积大、厚度厚、强度等级高，内部水泥水化热高且又不容易散失，导致混凝土内部与外部温差变大,温度应力也相应变大，如不加以控制必然造成混凝土的开裂。因此，通过测温工作了解到大体积混凝土内部温度，并根据测温结果指导混凝土外部的保温、保湿等工作以减小混凝土内外温差，对保证混凝土的后期质量和控制混凝土的裂缝有重要的意义。
2．测温管理制度
必须设置专职测温工及技术管理人员，测温工应将当日测温表项目填写完整并签名后，及时交给技术管理人员，一方面使管理层随时掌握第一手资料，另一方面各管理层应及时对有代表性的孔位（不得少于三孔）掌握测温记录值，绘制该孔位的中部温度和上部温度变化曲线。以便准确推算温度变化趋势和检查测温记录的真实性，以及确认是否增加覆盖或采取其它措施。
在混凝土浇筑时随时用测温探杆测出混凝土的入模温度。在混凝土强度达到1.2N/㎜2时，开始对预埋的测温探头进行测试读数。测温要求如下：
1--7天每2小时测温一次
8--21天每4小时测温一次
22--28天每8小时测温一次
测试结果按不同浇筑区填写，每天早上9：00和下午5：00将测试结果交技术人员签阅。
3．测温点的布置
为保证测温点的代表性和可比性，本工程中底板混凝土测温孔平面按150m2/孔布置，混凝土测温孔布置见后，测温孔做法及测温部位见附图。
在底板钢筋绑扎完毕，混凝土浇筑之前，进行测温管的预埋，预埋时避开墙柱筋。测温管由2条长短不一的DN15镀锌管组成，测温管的长度分别为底板或承台高度一半和0.4m，埋入混凝土分别为底板或承台高度一半和0.1m，露出混凝土面0.3m。测温管一端用封口胶封严，另一端焊钢板密封，避免混凝土浇捣时水泥浆灌入管内。焊钢板端向下伸入基础中。测温管与底板筋焊牢固，防止浇混凝土时脱落或倾斜。
4．测温的方法
混凝土浇筑后，即向测温管中装入自来水，每隔一定时间用棒式温度计伸入管中，即可知该测温管下部混凝土温度。将不同深度管中所测温度相比较，即能得知该处混凝土上下点的温差。从而能控制混凝土养护温度，确保底板混凝土工程质量。
为保证棒式温度计的测温精度，应注意以下几点：
（1）测温管的埋设长度宜比需测点深50～100㎜，测温管必须加塞，防止外界气温影响。
（2）测温管内应灌水，灌水深度为100～150㎜；若孔内灌满水，所测得的温度接近管全长范围的平均温度。
（3）棒式温度计读数时要快，特别在混凝土温度与气温相差较大和用酒精温度计测温时更应注意。
（4）采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。主要量测2个温差，一是混凝土中心与表面的温差，可通过同一测温点的2支不同长度测温管进行量测；二是混凝土表面与大气的温差，可用短的测温管与空气中的温度对比而获得，要控制以上2个温差小于25℃。
5．温差控制措施
当量测的温差大于25℃时，因大气温度与混凝土的中心温度是无法调节的，故只能通过覆盖混凝土表面塑料薄膜和增加蓄水厚度来调节其表面温度以达到调节温差的目的，当增加蓄水的厚度仍不能满足要求时，要覆盖塑料薄膜进行温差调节。