單連梅,劉文,王利明
(1.濰坊萬(wàn)豐混凝土有限公司,濰坊261041;2.濰坊昌大建設(shè)集團(tuán),山東 濰坊261041;3.濰坊市建筑工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)站,山東 濰坊261041)
淺談大體積陶?;炷潦┕?/p>
單連梅1,劉文2,王利明3
(1.濰坊萬(wàn)豐混凝土有限公司,濰坊261041;2.濰坊昌大建設(shè)集團(tuán),山東 濰坊261041;3.濰坊市建筑工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)站,山東 濰坊261041)
大體積混凝土施工主要控制混凝土內(nèi)外的溫差,避免溫度效應(yīng)引起的裂縫。陶?;炷帘盟褪┕ぶ饕刂铺涠龋鉀Q骨料的上浮問(wèn)題。
大體積混凝土;溫差控制;骨料上浮
根據(jù)GB50496—2009 《大體積混凝土施工規(guī)范》的定義“混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體積混凝土,或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引氣的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫的混凝土稱(chēng)為大體積混凝土?!?施工中大體積混凝土極易產(chǎn)生溫度收縮裂縫,是在混凝土早期降溫過(guò)程中由于內(nèi)外降溫速度的不同引起的,因此,大體積混凝土施工中要控制好溫度應(yīng)力的產(chǎn)生是防止裂縫的關(guān)鍵(一般的外約束力影響產(chǎn)生深層裂縫,內(nèi)約束力影響產(chǎn)生表面裂縫)。關(guān)于內(nèi)約束力的產(chǎn)生主要是由于混凝土散熱不均勻而造成的,因此在施工期間如何控制好混凝土內(nèi)外的溫差,是防止裂縫的關(guān)鍵。
用輕粗骨料、輕細(xì)骨料(或普通砂)、水泥凝膠和水配制而成的混凝土,其堆積密度不大于1900kg/m3者,稱(chēng)之為輕骨料混凝土,輕骨料混凝土與普通混凝土的不同之處在于:由于粗骨料中存在著大量的空隙,也正因如此,才賦予其輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫和耐火等特點(diǎn),并且變形性能良好,彈性模量較低,在一般的情況下,其收縮和徐變也較大。雖然多孔的粗骨料的抗壓強(qiáng)度低于普通的骨料,但是由于輕骨料的空隙在拌合料攪拌的過(guò)程中有吸水的作用,造成輕骨料顆粒表面的局部低水灰比,增加了粗骨料表面附近水泥石的密實(shí)性;同時(shí),輕骨料表面的多孔和粗糙,也提高了輕骨料與水泥石之間的粘結(jié)力,這樣在骨料的周?chē)纬闪藞?jiān)硬的水泥石外殼,約束了骨料的橫向變形,使得骨料在混凝土中處于三向受力狀態(tài),從而提高了骨料的極限強(qiáng)度。
下面筆者結(jié)合工程實(shí)例對(duì)大體積的、全輕的陶粒CL20泵送混凝土略作分析與總結(jié)。
濰坊陽(yáng)光大廈位于濰坊市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū),總建筑面積113527.88m2,采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),主樓采用筏板基礎(chǔ),笩板以上的負(fù)二層地面(保溫抗震層)厚度1200mm 、面積為3100m2,采用表觀密度為1300kg/m3的CL20陶?;炷?,總混凝土用量為3720m3,為大體積混凝土。
本工程的特點(diǎn)是:(1)大體積混凝土;(2)表觀密度為1300kg/m3的 CL20陶粒混凝土,屬于全輕混凝土;(3)施工工藝為泵送施工。
選擇優(yōu)良的原材料,是確保工程順利開(kāi)展的前提,也是取得優(yōu)良工程質(zhì)量的保證,配制表觀密度為1300kg/m3的全輕混凝土,必須選擇輕質(zhì)的粗骨料和輕質(zhì)的細(xì)骨料。
采用頁(yè)巖陶粒,規(guī)格為5~25mm,堆積密度為750kg/m3,吸水率4.0%;頁(yè)巖陶砂,堆積密度為850kg/m3,砂率為44%。
水泥:采用山東水泥廠P·O42.5低堿水泥,細(xì)度80μm方孔篩1.2%,使用時(shí)溫度≤50℃。
粗骨料:昌樂(lè)碎石,碳酸鹽,無(wú)活性,粒級(jí)5~31.5㎜,含泥量≤0.5%。
摻合料:大元實(shí)業(yè)有限公司超細(xì)粉,采用粉煤灰和磨細(xì)礦渣“雙摻”的方法,以降低水泥用量和混凝土的水化熱,比表面積350m2/kg。
外加劑:大元實(shí)業(yè)有限公司DB-2,推薦摻量為膠凝材料的2%?;炷猎O(shè)計(jì)終凝時(shí)間為36h。
對(duì)于本工程大體積陶?;炷恋氖┕?wèn)題,配比的確定過(guò)程中要滿(mǎn)足以下要求:①水化過(guò)程中釋放的熱量低,能夠滿(mǎn)足大體混凝土的技術(shù)指標(biāo);②全輕混凝土,表觀密度為1300kg/m3;③抗壓強(qiáng)度指標(biāo)滿(mǎn)足CL20 ;④泵送施工,需要解決骨料的上浮問(wèn)題,經(jīng)試驗(yàn)取得配合比見(jiàn)表1。
表1 表觀密度為1300kg/m3的CL20陶?;炷猎囼?yàn)配合比
施工要求坍落度為140~160mm,實(shí)測(cè)坍落度為160mm,骨料不上浮,混凝土和易性良好,勻質(zhì)性良好,7d強(qiáng)度為17.9MPa,28d強(qiáng)度為26.9 MPa。
混凝土澆筑方法必須合理,避免混凝土出現(xiàn)冷縫,從而產(chǎn)生滲水通路。本工程分兩次泵送澆筑,一次澆筑厚度為0.6m,中間間歇為6h,混凝土中不設(shè)循環(huán)水降溫管道。實(shí)際施工過(guò)程中實(shí)測(cè)入泵坍落度為155㎜,混凝土和易性良好,勻質(zhì)性良好。
每層混凝土的澆筑沿一個(gè)方向采用連續(xù)澆筑方法,混凝土自然流淌形成一個(gè)斜坡。這種方法能較好地適應(yīng)泵送工藝,避免泵管的經(jīng)常拆除沖洗和接長(zhǎng),提高泵送效率,保證及時(shí)接縫,避免冷縫的出現(xiàn)。
混凝土澆筑建議按①②③的順序,采用“一個(gè)坡度、薄層澆筑、循序推進(jìn)”的連續(xù)澆筑方法,混凝土自然流淌形成一個(gè)斜坡(如圖1)。
圖1 混凝土澆筑流程圖(①、② 、③表示澆筑順序)
在澆筑混凝土?xí)r,在每個(gè)澆筑帶的前后布置兩道振動(dòng)器,第一道布置在混凝土的卸料點(diǎn),主要解決上部的振實(shí),第二道布置在混凝土坡角處,確保下部混凝土的密實(shí)。并控制振搗時(shí)間、振搗棒的移動(dòng)間距和插入深度。
圖2 混凝土振搗示意圖
上層混凝土的澆筑在底層澆筑6~8h后進(jìn)行,澆筑方式和振搗方式與底層基本相同,區(qū)別在于第二道布置在混凝土坡角處的振搗要深入底層混凝土,確保底層混凝土和上層混凝土的完全融合,避免因混凝土整體的勻質(zhì)性差而造成的各種不良問(wèn)題。
本工程為大體積混凝土,必須采取有效的措施控制混凝土的水化熱,避免產(chǎn)生溫度裂縫。
①采用上述配比,摻加適量的礦粉,降低基礎(chǔ)大體積混凝土的水化熱。本工程采用超細(xì)粉(粉煤灰和磨細(xì)礦渣“雙摻”的方法)+超緩凝型泵送劑的方法解決大體積混凝土內(nèi)部溫度。
②采取混凝土緩凝措施優(yōu)點(diǎn)很明顯:第一,采取緩凝措施后,可以明顯降低水泥的早期水化速度,并推遲混凝土水化熱峰值的時(shí)間,降低峰值,減小溫度應(yīng)力。第二,本工程施工作業(yè)面大、混凝土方量大,因此,混凝土澆筑過(guò)程中層面之間留有足夠的接茬時(shí)間,從而避免混凝土施工出現(xiàn)冷縫。
實(shí)際施工過(guò)程中混凝土的凝結(jié)時(shí)間:初凝時(shí)間17~20h,終凝時(shí)間不超過(guò)但接近28h。
③大體積混凝土采用“塑料薄膜+毛氈+保溫板”覆蓋養(yǎng)護(hù)措施,控制混凝土的外部溫度?;炷羶?nèi)部設(shè)置測(cè)溫點(diǎn),制定出詳細(xì)的測(cè)溫計(jì)劃和養(yǎng)護(hù)措施,安排專(zhuān)人進(jìn)行落實(shí)。
④控制混凝土的入模溫度。本工程在初秋施工,但工程位于主樓的地下室,基本恒溫16℃左右,濕度65%左右,混凝土入模溫度10℃左右,保證混凝土的工作性能。
⑤本工程采用分層澆筑的方法,不預(yù)埋降溫水管法,完全可以保證大體積混凝土的質(zhì)量。
⑥混凝土后期的覆蓋層的撤離根據(jù)實(shí)際的測(cè)溫結(jié)果,保持內(nèi)外溫差低于20℃.
(1)在澆灌混凝土前,模板及鋼筋間的所有雜物必須清理干凈。
(2)混凝土的澆筑要連續(xù),按施工組織設(shè)計(jì)方案和混凝土施工規(guī)范進(jìn)行,并避免混凝土出現(xiàn)冷縫。
(3)混凝土振搗必須密實(shí),不能漏振、欠振、也不可過(guò)振。振搗時(shí)間宜為10~30s,以混凝土開(kāi)始泛漿和不冒氣泡為準(zhǔn)。振搗時(shí),快插慢拔,振點(diǎn)布置要均勻。在施工縫、預(yù)埋件處,加強(qiáng)振搗。
(4)混凝土接槎時(shí)間不得超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間。
(5)混凝土成型完,等表面收干后必須用木抹子搓壓混凝土表面,以防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫(主要是塑性沉降裂縫、和表面快速失水干縮裂縫),抹壓共2~3遍,最后一遍搓毛。底板混凝土表面快見(jiàn)白時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)是保證質(zhì)量的最重要的措施之一,但混凝土澆筑后期的養(yǎng)護(hù)不容忽視,要派專(zhuān)人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)工作。養(yǎng)護(hù)期14d。
本工程于2008年9月澆筑完成,澆筑后第二天至第三天溫度最高,預(yù)埋電傳感器,電子測(cè)溫混凝土中心最高溫度為61℃,混凝土內(nèi)外溫差最大為20℃;混凝土澆筑后28d平均回彈強(qiáng)度達(dá)到23.6MPa,試件抗壓強(qiáng)度為26.8MPa ;整個(gè)大體積混凝土表面平整,未發(fā)現(xiàn)明顯的表面裂縫。2009年該工程得以順利驗(yàn)收通過(guò),這是濰坊市首次大體積輕質(zhì)混凝土泵送施工,引起了當(dāng)?shù)馗鞣矫娴膹V泛關(guān)注,混凝土澆筑成功后,在當(dāng)?shù)赝袠I(yè)中引起了強(qiáng)烈的反響。
混凝土是一種組成簡(jiǎn)單實(shí)際復(fù)雜的體系,混凝土的研發(fā)和使用又是兩個(gè)不同的相關(guān)過(guò)程。作為一名從事混凝土方面工作的技術(shù)人員,我深切的感受到了配比設(shè)計(jì)和實(shí)際的工程應(yīng)用之間的距離,一定要做好“研以致用”的工作,切實(shí)保證工程質(zhì)量才是硬道理,愿與廣大的混凝土技術(shù)工作者共勉。
單連梅(1977-),女,工程師, 濰坊市萬(wàn)豐混凝土有限公司,現(xiàn)從事混凝土生產(chǎn)質(zhì)量管理和技術(shù)服務(wù)工作。
[單位地址]濰坊市機(jī)場(chǎng)南路與濰膠路交叉口(261041)