低温条件下大体积混凝土施工质量控制.pdf

第 4 4卷第 6期 2 0 1 3年 6月 Vo 1 ． 4 4 No ． 6 J u n ．2 0 1 3 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 5 5 3 低温条件下大体积混凝土施工质量控制 悄茨方 ( 中国新兴建设开发总公司 ， 1 0 0 0 7 1 ， 北京) 摘要 ：张家 口金垣 置地广场 ( 一期) 工程基础底板及框架柱承台C 4 0 P 8 混凝土厚 1 4 5 0 m i l l ， 总量1 ． 4 5 万m ， ， 施工期该地区平均温度为负温。采用推移式分层浇筑、 综合蓄热养护方法 ， 根据热工计算结果确定养护参数 ， 保 证了大体积混凝土质量 ， 达到预 期目标 。 关键词 ：低温施工 ；大体积混凝土；质量控制 中图分类号 ： T U7 5 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 — 4 7 2 6 ( 2 0 1 3) 0 6 — 0 5 5 3 — 0 3 CoNS TR UC TI oN QUALI TY C ONT ROL 0F MAS S I VE CONCRE TE AT LOW T E MP ER ATUR E H E Qi n g - c a i ( C h i n a Xi n x i n g C o n s t r u c t i o n＆ De v e l o p m e n t G e n e r a l C o ． ， 1 0 0 0 7 1 ， B e i j i n g ， C h i n a ) A b s t r a c t ：I n Z h a n g j i a k o u J i n y u a n L a n d P l a z a( P h a s e I )p r o j e c t ，t h e f o u n d a t i o n p l a t e a n d f r a m e c o l u m n c a p a r e ma d e o f C 4 0 P8 c o n c r e t e ．c o v e r i n g a t o t a l a r e a o f 1 4 5 0 0 m3 ．T h e a v e r a g e t e mp e r a t u r e i n t h i s r e g i o n i s b e l o w z e r o d u r i n g t h e c o n s t r u c t i o n．Va r i o u s me a s u r e s ，s u c h a s mo b i l e p o u r i n g i n l a y e r s a n d g e n e r a l h e a t a c c u mu l a t i o n c u rin g me t h o d ， e t c ． ， a r e a d o p t e d a n d c u r i n g p a r a me t e r s a r e d e t e r mi ne d a c c o r d i n g t o t h e r e s u l t o f t h e rm a l c a l c u l a t i o n ，t o s u c c e s s f u l l y g u a r a n t e e t h e c o n s t ru c t i o n q u a l i t y o f ma s s i v e c o n c r e t e a n d r e a c h t h e e x p e c t e d a i ms ． Ke y wo r d s ： l o w- t e mp e r a t u r e c o n s t ruc t i o n ；ma s s i v e c o n c r e t e ；q u a l i t y c o n t r o l 张家 口金垣置地广场( 一期) 建筑面积约 1 5 万mz 。 位于河北省张家 口市中心 ， 地下3 层车库 ， 地上部分为3 层商业 、 5 层学校及4 栋3 0 ／ 3 1 层高层住宅 ， 筏形基础 ， 其 中住宅部位底板及框架柱承 台C4 0 P8 混凝土厚 1 4 5 0 m lT I ， 属大体积混凝土 ， 总面积约1 万m 2 。 总量约 1 ． 4 5 万 m 。 。混凝土浇筑主要在 1 1 月份完成 ， 该期间张家口地区 平均温度为负温( 该地区1 1 月昼夜温差大 ， 白天最高温 度1 ～ 5 ℃， 夜间最低温度可降至一 5 — 1 5 ℃) ， 属低温大体 积 混凝 土施 工 收稿 日期 ： 2 0 1 3 — 0 4 — 0 6 作者 简 介 ： 何 庆 才( 1 9 5 9 一) ， 男 ， 江 苏淮 安人 ， 高级 工程 师 ， 副总 经理 e — ma i l ： j i s h u c h u 6 @1 2 6 ． c o n ． 1 质量控 制要点 大体积混凝土施工中，由于水泥水化热引起 的混 凝土浇筑体内部温度剧烈变化 ，或由于混凝土干缩而 产生的收缩应力极易造成混凝土变形进而产生裂缝 ． 这种裂缝是不可逆 的， 一旦出现极难补救 。 对结构整体 刚度也会造成一定影响 ，因此大体积混凝土施工的质 量控制主要是防止裂缝。 2 施工难点 ( 1 )本工程施工正值冬季 ， 温度较低 ， 对混凝土表 面及内部温差控制须到位 ，才能保证混凝土不因表里 温差过大 ( 超 过2 5 ~ ( 3 ) 而产生不规 则变形 ． 造成温度裂 缝 。 ． 长沙某集团总部大楼报告厅采用非规则空间扭曲 吸声墙面 ， 其下端悬空， 造型墙体重量全部由钢架龙骨 承 载 ， 墙高7 ． 5 m， 墙面面 积6 0 0 m ， 采 用非规 则空 间 扭 曲吸声墙面施工技术 ， 其材质美观 ， 空 间立体效果 强 ， 装 潢效 果好 ， 并具 有 良好 的吸 声 、 消 声和降噪性 能 ( 图4 ) 。 参考文献 [ 1 】 G B 5 0 3 0 1 --2 0 01 ， 建筑工程质量检验评定标 准[ S 】 ． [ 2 ] G B 5 0 3 0 0 --2 0 01 ， 建筑工程施工质量验收统一标准[ S 】 ． [ 2 ] 建筑施工手册【 M】 ． 北京 ： 中国建 筑工业 出版社． ( a ) ( b ) 图4重吸声墙面效果 ( a ) 效果1 ； ( b ) 效果2 [ 3 ] 建 筑装饰应用手册[ M】 ． 北京 ： 中国建筑工业出版社． 5 5 4 建筑技术 第 4 4卷第 6期 ( 2 )张家 口地区气候 多风干燥 ， 高强度大体积混 凝土极易因失水过快产生干缩变形而造成裂缝 ，须控 制混凝土配合比及添加剂使用，并在施工过程 中做好 保 湿养护 措施 。 ( 3 )本工程施工场地狭小 ， 市内道路限行时段多， 各流水段混凝土量较大 ， 须保证混凝土连续浇筑。 3流水段的划分 本工程位于市中心 ， 白天交通管制频繁( 具体管制 时 间 为 上午7 ： 3 0 ～ 8 ： 3 0 ， 1 1 ： 3 0 ～ 1 2 ： 3 0 ，下 午 1 3 ： 3 0 ～ 1 4 ： 3 0 ， 1 7 ： 3 0 ～ 1 8 ： 3 0 ) 。为确保混凝土连续浇筑 ， 利用夜间 施工， 结合图纸及现场实际条件 ， 按施工组织设计的总 体部署 ．将基础底板按后浇带划分为l 8 个流水段 ( 图 1 ) ， 每个流水段混凝土总量不大于1 0 0 0 m 。 图1 施工流水段划分示意 4 方案选择 目前大体 积混凝土普遍采用整 体分层连续浇筑 或推移式连续浇筑施工 ， 为确保混凝土运输通畅 ， 本 工程 主要选择夜间浇筑 ，由于张家 口1 1 月夜间最低 温度在⋯ 5 l 5 ℃， 采用整体分层浇筑间隔时间长 ， 极 易造成各层混凝土表面 受冻 ， 因此采用“ 推移式分层 连续 浇筑 ” 。 考虑往年气候特点，且施工部位混凝土表面系数 均小于5 m ～ ， 采用综合蓄热保温养护方法。 5 主要质量保证措施 5 ． 1 施工机 械 按流水段划分 ， 每段混凝土量约 1 0 0 0 m 。 ， 张家 口 夜间有效浇筑时间为1 0 h( 晚2 0 ： 0 0 至次 日早7 ： 0 0 ) ， 使 用两台汽车泵 ， 每 台浇筑速度为5 0 — 6 0m 3 ] h ， 可满足浇 筑要求 。 按 1 0 0 m 3 ／ h 浇筑需要 ， 混凝土往返运距为3 0 k m， 每 台汽车泵 需配 备搅拌运输车辆 为N= q ／ V x ( L ／ S 。 + ) = 5 5 ／ 1 5 ~ ( 3 0 ／ 2 5 + 0 ． 3 ) 5 ． 4 台，两台汽车泵共需车辆5 ． 4 2 1 1 台。式 中： Ⅳ为混凝土搅拌运输车量总数 ( 台 ) ； 为每台运输车的容量 ( m ) ； S o 为混凝土搅拌运输车平 均行车速度( k m ／ h ) ； ￡ 为运输车往返距离( k m) ； 为每 台运输车总计停歇时间( h ) 。 5 ． 2原 材料及 添加 剂控 制 ( 1 )选用中、 低热硅酸盐水泥 ， 其3 d 水化热不宜大 于2 4 0 k J ／ k g ， 7 d T k 化热不宜大于2 7 0 k J ／ k g 。本工程大体 积混凝土采用C 4 0 P 8 ， 所用水泥的铝酸三钙含量不大于 8 ％。 ( 2 )选用非碱活性 的粗骨料 ， 中砂细度模数大于 2 ． 3 ， 含泥量不大于3 ％； 碎石粒径5 — 3 1 ． 5 m ．m． 连续级配 且符合泵送要求 ， 含泥量不大于1 ％。 ( 3 )根据天气条件 ， 选用Y N F 一 9 B 聚羧酸防冻剂 ， 该防冻剂为高效低掺防冻 剂 ， 掺量3 ． 6 ％， 减水率可达 3 0 ％ ， 可适 应环境 温度 一 1 5 ℃ ， 含气量 3 ． 0 ％， 混 凝土 一 7 + 2 8 d 试验抗压强度比可达1 1 0 ％。采用U E A 膨胀剂 ， 掺量为水泥重量的1 2 ％， 该膨胀剂不含氯离子， 水中7 d 限制膨胀率可达0 ． 0 2 6 ％。 5 ． 3 配合 比及入 模温 度控 制 ( 1 )C4 0 P8 混凝土 ， 水胶比0 ． 3 8 ， 砂率3 8 ％， 到浇 筑工作面 的坍落度小于1 6 0 mm， 具体配合比见表1 。 表 1 混凝土配合比 掺合料 Y N F - 9 B U E A 材料名称 水泥 水 砂 石 ( I 1 级粉煤灰 ) 防冻剂 膨胀 每m] 用量／ k g 3 8 1 1 6 3 6 5 7 1 0 5 3 4 8 l 3 ． 8 4 6 ．0 配合比 1 O ．4 3 1 ．7 2 2 ． 7 6 O ． 1 3 0 ． 3 6 0 ． 1 2 1 ( 2 )混凝土入模温度按环境温度作适当调整 ， 具 体见表2 。 表 2 混凝土入模温度控制 外界最低温度 一 5 ℃ I 一 5 ℃～ 一 I O ~ E 一 1 O ℃—- 1 5 ℃ l 低于一 1 5 ℃ 入模温度 ≥ 5 ℃I ≥1 O ℃ t>1 2 ~ C 】 不得浇筑 施工 5 ． 4混凝土 浇筑 过程控 制 为确保底板混凝土不出现施工冷缝 ，混凝土由一 端开始依次倒退作业 ， 采用“ 推移式分层连续 浇筑” 法 ( 图2 )施工 ，1 4 5 0 m m厚底板分3 层浇筑， 1 ， 2 层厚5 0 0 m m，第3 层厚4 5 0 m m。每层浇完后应有必要的间歇时 间， 待该步混凝土振捣密实后再浇筑下一步混凝土 ， 不 2 0 1 3 年 6月 何庆才： 低温条件下大体积混凝土施 工质量控制 5 5 5 得一次浇筑过厚 。后一步混凝土应在前一步混凝土初 凝前浇筑完毕 。 间隔时间不超过2 h 。 寸 8 I n 8 图2推 移 式 分 层 连 续 浇 筑 不 意 每层作业面分前中后3 排振捣混凝土 ，在平面、 出 料 口和坡面处每台泵各配备3 根振动棒 ， 平面处钢筋较 稀疏部位使用0 5 0 振动棒 ，电梯井坑 等钢筋稠密部位 使用0 3 0 振动棒 ， 振捣时要“ 快插慢拔” ， 振捣延续时间 以混凝土表面呈现浮浆并不再沉落 、气泡不再上浮来 控制。 为使分层浇筑的上下层混凝土结合为整体 ， 振动 棒要求插入下1 层混凝土不少于5 0 mm。浇筑过程中钢 筋工应经常检查钢筋位置， 如有移位须立即调整。 混凝 土表层进行二次振捣 。即在第一次混凝土振捣完成2 O ～ 3 0 m i n 并已浇筑出一定面积后， 在混凝土初凝前再进 行二次振捣， 确保混凝土表面密实。 5 ． 5混凝 土养护 本项 目混凝土施工环境温度为负温 ，不可浇水养 护 ， 采用综合蓄热法 ， 即底层覆盖一层0 ． 2 m m厚塑料薄 膜保湿 ， 中层为两层1 0m m厚防火岩棉被保温 ， 顶层覆 盖一层0 ． 5 m m厚塑料薄膜防风。 经计算确定保温层厚度为1 3 ． 5 m m，覆盖两层 1 0 mm厚岩棉被可满足要求。 ( 1 )基础底板混凝土初凝 前， 在 表面盖一层塑料 薄膜 ( 保湿用 ) ， 注意不得损坏薄膜 ； 混凝土初凝后在其 上盖两层岩棉被 ， 再盖一层塑料薄膜 ； 此外备用一层岩 棉被 ， 根据测温情况增加 。由于混凝土浇筑时间较长 ， 故随混凝土初凝随覆盖保温 ， 养护时间至少为1 4 d 。 ( 2 )当中层温度一 上层温度或 中层温度 一 下层温 度小于2 5 ℃， 且大气温度一 上层温度小于2 O ℃时 ， 表示 混凝土保温养护正常 ； 否则表示混凝土表面保温不够、 覆盖不严或因天气变化导致混 凝土表面 降温速度过 快 ， 应及时了解现场情况 ， 采取补救措施。若混凝土表 面保温材料覆盖厚度不够或不严 ，应采取加盖保温材 料等整改措施 。 ( 3 )待各项温度指标均处于控制范围内 ， 且降温 速度小于2℃／ d ， 方可撤除表面覆盖的保温材料 。 ( 4 )密切关注天气状况 ， 禁止在大风天气或寒流 来临时撤除保温材料 ， 以免混凝土表面温度下降过快 ， 造成温度裂缝 。 5 ． 6混凝 土测温 为真实反映基础底板混凝土块体的内外温差及降 温速度 ， 有效控制大体积混凝土的温度裂缝 ， 按规范对 基础底板混凝土进行温度监测。 5 ． 6 ． 1测温 点布设 点位的布置范围应以所选混凝土浇筑平面图对称 轴线的半条轴线为测试区，并应位于有代表性 的整个 基础底板最深处( 集水坑 、 电梯井等部位 ) 、 底板角点、 底板中间及结构尺寸变化较大处。测温点设置于各段 底板四角及中部靠近边缘处 ， 沿混凝土厚度方 向， 在上 中下3 个部位各布置1 个测温点( 图3 ) ， 在墙体插筋上绑 扎临时固定 ，并做编号标记。表层温度应以混凝土外 表面 以内5 0 m m处的温度为准 ，底层温度应以混凝土 底表面以上5 0 mm处的温度为准。 图3 测温线布置示意 5 ． 6 ． 2温控 指标 ( 1 )混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不 大 于5 0 ℃： ( 2 )混凝土浇筑体的里表温差不大于2 5 c I = ； ( 3 )混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2 ． O ％／ d 。 ( 4 )测温时间： 浇筑完成l O h 后开始测温 ， 1 ～ 3 d 每2 h 测一次 ， 4 ～ 7 d 每4 h 一次 ， 以后每6 h 测一次 ， 并填写测 温记录表至温度变化稳定后方可停止测温。 通过运输及浇筑机械的合理安排 、混凝土原材和 配合比及施工过程的控制 、 浇筑后的及时养护 ， 保证了 本工程基础底板大体积混凝土在低温条件下的实体质 量 ， 经业主及监理验收 ， 混凝土表面未发现裂缝 ， 试件 强度符合设计要求 ， 达到了预期 目标 。 参考文献 [ 1 J1 冯伟．筏板基础 大体积混 凝土温度 裂缝的控 制叨． 建 筑施工 ， 2 0 1 2 ( 1 0 ) ： 1 0 0 2 - 1 0 0 6 ． 【 2 】 陈世华， 秦贤顺 ， 陈祥友． 筏板基础C 4 0 大 体积混凝 土配合比 优化及 施工控S U [ J ] ．建 筑施工。 2 0 1 2 ( 9 ) ： 9 1 3 — 9 1 4 ．