转换层大体积混凝土温控防裂技术分析.pdf

高长海 ： 转换层大体积混凝土温控防裂技术分析 1 0 1 转换层大体积混凝土温控防裂技术分析 高长海 ( 齐齐哈尔市工 民建筑 工程有限责任公司 。 黑龙江齐齐哈尔1 6 1 0 0 0) 【 摘要】 结合齐齐哈尔铁锋区某商住楼工程转换层大体积混凝土温控防裂实例， 通过混凝土原材料选择、 配比的优化调整、 施工过程、 温度监控和养护方法等一些列措施的实施 ， 有效降低了水泥水化热， 降低混凝土内部 温度 ， 使混凝土内表温差和降温速率得到了很好的控制， 在转换层结构施工完毕后 ， 未发现肉眼可见裂缝， 混凝土 质量优 良。 【 关键词】 大体积混凝土； 掺合料 ； 温控 ； 防裂 【 中图分类号】 T U 7 5 5 ． 7 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 6— 0 1 0 1 — 0 2 齐齐哈尔铁锋区某商住楼工程地下 2层地上 2 8层， 总 建筑面积 2 4 6 0 0 余 m ， 地上 1 ～ 5 层为商服房， 5 层以上为居 民住宅。通过 5层的转换层将框剪结构体系转换成全剪力 墙结构体系。转换层混凝土设计标号为 C 4 0， 结 构厚度 2 ． 2 m， 局部厚度 2 ． 4 m， 结构平面尺寸 6 5 m x2 5 m， 混凝土浇 筑量 3 8 0 0 m ， 于2 0 1 0年 7月下旬进行浇筑。 齐齐哈尔地处东北地区， 昼夜温差大 ， 且该转换层结构 体系复杂， 转换层的各个表面均散热， 在齐齐哈尔地区尚属 首次进行高空大体积混凝土浇筑， 因此为了确保一次性浇 筑成功 ， 同时温控防裂符合技术要求， 施工单位会同业主、 监理、 混凝土供应单位进行了充分的温控设计与论证。 1 混凝土材料优选与配合 比设计 1 ． 1 原材料及其性能指标 水泥： 齐齐哈尔北疆水泥厂生产的P O 4 2 ． 5级普通硅 酸盐水泥， 水泥的细度 3 ． 6 ％、 标准稠度为 2 4 ． 5 ％、 烧失量 3 ． 5 ％、 3 d抗折强度 5 ． 3 MP a 、 3 d抗压强度 2 9 ． 6 MP a 、 2 8 d抗 折强度 8 ． 2 MP a 、 2 8 d抗压强度4 9 ． I MP a ， 均满足国家标准要 求 ； 粉煤灰： 富拉尔基电厂生产的 I级粉煤灰 ； 砂子： 嫩河 Ⅱ 区中砂， 细度 模 数 M =2 ． 6 5 ， 含 泥量 1 ． 0 ％， 堆积 密 度 1 5 8 5 k g ／ i n ； 石子 ： 采用 5～2 5 mm碎石， 堆积密度 1 4 5 5 k g ／ m ， 含泥量 0 ． 2 ％， 针片状含量 7 ． 8 ％， 连续级配， 压碎指标 5 ． 4 ％； 外加剂： U N F一 5型萘系高效减水剂 +葡萄糖酸钠 + 引气剂复配的缓凝型泵送剂， 其质量指标符合标准要求 ； 水： 采用 自来水。 1 ． 2 配合比设计及选择 大体积混凝土的配合 比设计原则是， 在满足强度与耐 久性要求的前提下 ， 应尽可能采用低水泥用量、 高掺合料、 尽量长的缓凝时间， 因此， 与商品混凝土供应单位进行了系 列配合比验证试验， 试验配合 比见表 1 。 通过调整~ t, J J H 剂的掺量， 以保证混凝土的凝结时间延 长至 2 0 h ， 满足连续施工要求； 通过调整混凝土的水胶 比等 配合比参数， 保证在粉煤灰取代率逐渐提高的同时混凝土 的强度不降低 ， 满足混凝土低水化热、 低温升的要求。经试 验室研究 ， 结合施工实际， 选择第 5组配合比作为最终的实 际工程大体积混凝土施工配合比。 [ 1 1 ] 孙建刚 ， 张丽 ， 等 ．立 式储罐基础隔震动力反应特性分 析 [ J ] ． 地震工程与工程振动 ， 2 0 0 1 ， 2 1 ( 3 ) ： 1 4 0—1 4 4 ． [ 1 2 ]于洋， 刘锋， 等 ． E x d o m t a n k在立式储罐隔震中的应用[ J ] ． 油 气田地面工程 ， 2 0 0 8 ， 2 7( 1 0 ) ： 5 4— 5 6 ． [ 1 3 ]李扬， 李自 力， 等． 不同类型场地对隔震储罐地震响应的影" P J E J ] ． 中国石油大学学报 (自然科学版) ， 2 O 0 8 ， 3 2 ( 5 ) ： 1 0 8— 1 1 3 ． [ 1 4 ]孙颖， 等 ． 大型立式浮顶储罐基础隔震数值研究[ J ] ． 世界地 震工程 ， 2 0 1 1 ， 2 7 ( 3 )： 1 2 0—1 2 5 ． [ 1 5 ]张云峰， 田晓雪。 等．夹层橡胶垫隔震液化天然气储罐地震响 应分析[ j ] ． 科 学技术 与工程 ， 2 0 1 0， 1 0 ( 2 5 )： 6 3 1 8—6 3 2 5 ． [ 1 6 ]李扬， 李自力． 铅芯橡胶支座参数对隔震储罐地震响应的影 响[ J ] ． 四川建筑科学研究， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 4 ) ： 1 7 1 — 1 7 6 ． [ 1 7 ]李扬， 李自力， 等． 铅芯橡胶支座隔震储罐地震响应特性分析 [ J ] ． 工程抗震与加固改造， 2 0 0 9 ， 3 1 ( 3 ) ： 3 9 — 4 5 ． [ 1 8 ]邹 德磊 ， 等 ．橡胶 垫基础 隔震浮顶储 罐的非 线性地 震响 应研 究[ J ] ． 大连民族学院学报， 2 0 1 l ， l 3 ( 1 ) ： 4 5 — 4 8 ． [ 1 9 ]杨宇 ， 等 ．立 式储罐基础滑移隔震研究 [ J ] ． 油气 田地 面工程 ， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 2) ： 3 O一 3 2 ． [ 2 O ]杨宇， 等 ． 双向激励下立式储罐的隔震响应[ J ] ． 油气田地面 工程 ， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 3 ) ： 2 5— 2 6 ． [ 2 1 ]孙建刚， 等 ． 立式储罐并联隔震地震反应分析[ J ] ． 哈尔滨工 业大学学报 ， 2 0 0 9， 4 1 ( 1 0 ) ： 1 0 5—1 0 9 ． [ 2 2 ]孙建刚， 等 ． 立式浮顶储罐基础隔震地震响应研究 [ J ] ． 哈尔 滨工业大学学报 ， 2 0 1 1 ， 4 3 ( 8 ) ： 1 4 0—1 4 4 ． [ 2 3 ]崔利 富 ， 等 ．考 虑 S S I 效 应 的立 式 储罐 水平 基 础 隔震 研 究 [ J ] ． 世界地震工程 ， 2 0 1 l ， 2 7 ( 2) ： 1 3 5—1 4 1 ． [ 2 4 ]薛景宏， 李键 ．基于形状记忆合金储罐隔震[ J ] ． 低温建筑技 术 ， 2 0 1 l ， 1 5 3 ( 3 ) ： 4 7— 4 8 ． 【 收稿日期] 2 0 1 2 一 O l — l 3 【 作者简介] 王瑶 ( 1 9 9 0一) ， 男 ， 黑龙 江大 庆人 ， 大学 本科 ， 研究方 向 ： 储液罐液罐输油管道抗震研究。 2大体积混凝土施工温控措施 在水化过程中， 水泥产生大量热量 ， 尤其是在水化速度 较快的早龄期 ， 放热量非常大 ， 1— 3 d放热量可达总放热量 的一半。在施工阶段 ， 白天气温较高， 混凝土入模温度高， 而昼夜温差较大， 大体积混凝土散热速率较慢， 外层混凝土 与中心混凝土的温度梯度较大， 就会产生一定的温度应力， 进而产生变形 ， 甚至发生开裂。因此 ， 优化混凝土配合比， 降低水泥水化热， 对混凝土内部各部位的温度进行监控， 控 制混凝土 内表温差 ， 是防止 混凝 土出现温度裂缝的关键 。 ( 1 ) 控制原材料质量， 严格按试验配合 比拌制混凝 土。加入缓凝剂， 延缓水化放热峰值出现的时间， 采用粉煤 灰取代 2 5 ％的水泥， 采用冰水搅拌， 尽可能的降低水化热。 混凝土搅拌完成后及时运至浇筑地点 ， 入模浇筑。 ( 2 ) 采用分层法浇筑混凝土， 使混凝土的水化热尽早 散失 。 在振捣过程中， 将振动棒快速的上下插拔， 每点的振捣 时间控制在2 0— 3 0 s ， 表面泛出灰浆， 气泡从表面溢出， 混凝 土充分密实， 同时保证上下层均匀。在浇筑上层时， 振捣棒 插入下一层 5 c m左右， 保证两层间结构均匀， 消除两层之间 的接缝。在布有钢筋、 管道和预埋件的部位， 振捣要尽量避 免碰撞， 在边角部位 ， 要防止触及模板。 ( 3 ) 设置后浇带， 减小外部约束力和温度应力， 同时， 有利于混凝土热量的散失， 降低混凝土内部温度， 进一步防 止底板混凝土裂缝的产生 。 ( 4 ) 混凝土浇筑后 ， 采用冷水养护， 并保证水温和混 凝土之间的温差不超过 2 0 ℃， 同时在混凝土表面覆盖湿 麻袋 。 ( 5 ) 混凝土温度测量和控制。浇筑混凝土前， 在混凝 土表面和内部不同深度处预埋温度传感器， 在混凝土温度 上升期 ， 每 2 h 记录一次温度数据， 温度下降阶段， 每 6 h 记录 一 次 ， 同时记录大气温度。根据混凝土内外温差随时调整 养护措施 ， 即使调整冷却水 的流速、 通水时间和温度， 保证 温差不超 过 2 5 。 C时 。 3混凝土测温数据 通过 l O d的现场监测 ， 测得混凝土不同部位温度与龄期 的关 系如图 1 所示 。 由图 1数据可见， 混凝土的最高温度约出现在浇筑后 的第 3 d ， 之后缓慢降低。混凝土最大内表温差为 1 7 o C， 混凝 土整体降低速度缓慢 ， 平均降温速度小于 1 ． 5 ℃／ d ， 充分发 赠 一 ￡亡 、 ． ， ’‘一—- ’ f J ，＼ 一、— ‘ ， V＼ f ＼^ 一八 水化时间， l l 一 大气温度 一 底部温度 一 中部温度 一 表面温度 图1混凝土温度曲线 挥了混凝土的徐变特性， 混凝土实际温度应力小于理论计 算值， 未发现肉眼可见的温度裂缝， 混凝土质量优 良。 由于及时准确的监测混凝土底部、 中部和表面温度， 施 工现场可以根据各部位温度变化采取相应的技术措施， 有 效的控制了混凝土温升， 减少混凝土内表温差， 延缓水化热 的释放速率 ， 控制降温速度等起了有效的作用， 取得了较好 的技术 和经济效益 。 4结语 ( 1 ) 通过控制原材料质量， 优化混凝土配合 比， 掺人 缓凝剂 ， 有效延缓了水泥水化放热峰值出现的时间， 采用粉 煤灰取代2 5 ％的水泥， 有效的降低了水泥水化热 ， 降低混凝 土内部温度。 ( 2 ) 工程实践证明， 采用分层法浇筑混凝土， 设置后 浇带， 进行温度监控， 及时调整养护措施 ， 可以有效地控制 混凝土内表温差和降温速率 ， 在转换层结构施工完毕后 ， 经 多次细致观察， 未发现肉眼可见裂缝 ， 混凝土质量优 良。 [ 收稿 日期] 2 0 1 2一 o 4一 o 9 [ 作者简介] 高 长海 ( 1 9 6 4一)， 男 ， 山东利滓人 ， 工程师 ， 从事 施工管理与施工技术研究工作。