沈陽市公和斜拉橋1 # 墩承臺大體積混凝土裂縫控制

摘　要　大體積C40 混凝土施工中,結(jié)合現(xiàn)場的特定條件及外界溫度的影響,在原材料選用與配合比設(shè)計,混凝土供應(yīng)與澆注,混凝土內(nèi)外溫差控制及表面養(yǎng)護等方面采取了有效措施,避免了大體積混凝土產(chǎn)生有害結(jié)構(gòu)裂縫。

關(guān)鍵詞　承臺大體積混凝土養(yǎng)護裂縫控制

　　沈陽市公和斜拉橋1 # 墩位于沈陽站火車站站場內(nèi),其結(jié)構(gòu)尺寸為25. 5m ×16. 5m ×4m ,混凝土總量為1683m3 ,混凝土頂面在原地面以下1. 5m 左右。承臺混凝土強度高,厚度和體積大,施工時正值寒冷春季,降低混凝土內(nèi)部最高溫度,控制混凝土內(nèi)外溫差在規(guī)定限值(20 ℃) 以內(nèi),存在3 個極不利因素: ①承臺混凝土超厚,要一次性澆注,內(nèi)部熱量不易散發(fā); ②混凝土強度等級高,一般需用42. 5號水泥,水化熱高; ③春季施工環(huán)境溫度低,混凝土內(nèi)表溫差大。在這些因素綜合作用下,混凝土內(nèi)部必然形成較高溫度,存在著產(chǎn)生裂縫的危險。為防止混凝土產(chǎn)生裂縫(表面裂縫和貫穿裂縫) ,就必須從降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土本身抗拉性能這兩方面綜合考慮。為此,我們采取了諸多針對性的措施,并制定了嚴密可行的施工方案。

1 　優(yōu)化混凝土配合比

1. 1 　原材料選用

1. 1. 1 　水泥

　　大體積混凝土應(yīng)選用水化熱較低的水泥,并盡可能減少水泥用量,本工程選用水化熱較低的礦渣水泥。

1. 1. 2 　細骨料

　　采用II 區(qū)中粗砂,減少水和水泥用量。含泥量≤2 % ,細度模數(shù)2. 4～2. 8。

1. 1. 3 　粗骨料

　　采用5～25mm 連續(xù)級配碎石,針片狀顆粒含量不大于10 % ,減少混凝土收縮變形。含泥量<

1 %。

1. 1. 4 　水飲用水

1. 1. 5 　粉煤灰

　　采用磨細II 級粉煤灰,減少水泥用量,降低水化熱,增加混凝土和易性,大幅度提高后期強度。

1. 1. 6 　外加劑

　　采用外加緩凝劑延長混凝土初凝時間至10h ,滿足混凝土灌注和施工接茬要求,延緩混凝土水化熱峰值出現(xiàn)的時間。

1. 2 　施工配合比的確定

　　針對混凝土的設(shè)計要求和特性,選擇了十余種水泥、粗細骨料、外加劑,進行了二十余種混凝土級配的試驗。對混凝土的強度、抗?jié)B、水化熱、收縮值、極限拉伸、彈性模量、重度以及和易性、坍落度等指標進行了反復(fù)、嚴格的比較和論證,最終選擇混凝土配合比如下:水泥∶細骨料∶粗骨料∶水∶粉煤灰∶外加劑296∶739∶1021∶185∶104∶17. 4

2 　混凝土拌合及運輸采取保溫措施

　　混凝土采用商品混凝土。由于施工期間正值春季,外界氣溫較低,日平均氣溫2 ℃?；炷寥肽囟纫蟠笥? 5 ℃,同時又要控制其溫度不能過高,以減小混凝土內(nèi)部最高溫度。通過攪拌站現(xiàn)場試驗及考慮到運輸時的溫度損失的不確定性,入模溫度定于+ 10 ℃,既而攪拌站混凝土出罐溫度為35. 5 ℃。

2. 1 　混凝土出罐溫度

　　為保證混凝土出罐溫度,攪拌站對砂、碎石進行了蒸汽加熱,攪拌用水利用鍋爐燒熱,保持在60 ℃。每次攪拌之前用熱水澆入拌合罐內(nèi),對拌合罐進行預(yù)熱。由于采取措施得當、有效,基本能夠保證拌合罐混凝土出罐溫度在37 ℃～42 ℃。

2. 2 　混凝土采用罐車運輸

　　從攪拌站到施工現(xiàn)場需要行駛30～35min ,時間較長,混凝土熱量損失較大。因此,用棉被圍裹儲存罐,盡量減少混凝土熱量損失。

2. 3 　混凝土澆注采用汽車式輸送泵

　　在澆注混凝土前,用熱水預(yù)熱輸送管道,并用棉被圍裹輸送管道,以減少混凝土在輸送管道中的熱量損失?；颈ＷC混凝土入模溫度在11 ℃～14 ℃。

3 　設(shè)置保溫棚

　　為保證混凝土在入模后溫度不低于+ 10 ℃,以及保證澆注后的混凝土表面與外界空氣溫差小于20 ℃,利用棉苫布搭成一個保溫棚將整個承臺包裹其中。在保溫棚內(nèi)設(shè)置8 個12KW熱風(fēng)幕機,承臺每個面上下各一臺,同時將保溫棚密封嚴實,只留兩個天窗作澆注混凝土用。保溫棚內(nèi)溫度控制在15 ℃左右。

4 　加強技術(shù)管理及人員管理

　　加強原材料試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工,明確分工,責(zé)任到人。加強計量監(jiān)測工作,定時檢測混凝土入模溫度及大棚內(nèi)溫度。澆注混凝土前,在承臺四面及中心分上中下各放3 個金屬測溫儀,共15 個,以備在混凝土養(yǎng)護過程中進行檢測混凝土內(nèi)部溫度。

　　施工人員分三個班組,每班交接班提前半個小時,人不到崗不準換班。明確接班注意事項,以免交接班過程帶來質(zhì)量隱患。

5 　設(shè)置冷卻水管

　　沿承臺長邊方向鋪設(shè)冷卻水管,沿寬度方向0. 5m間距設(shè)置,共設(shè)上中下三層。冷卻水管采用Φ70mm黑鐵管,每層設(shè)置相對獨立的進出水口。進水口設(shè)置在承臺中處,出水口設(shè)置在混凝土邊區(qū)處。每層水管的進出水口互相錯開,且出水口留有調(diào)節(jié)流量的水閥和測流量設(shè)備。冷卻水管安裝時,要以鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠,以防混凝土灌注時水管變形及脫落而發(fā)生堵水和漏水,并做通水試驗。通過冷卻水循環(huán),降低混凝土內(nèi)部溫度,減小混凝土內(nèi)表溫差。

6 　采取切實可行的澆注工藝

　　由于承臺厚,體積大,內(nèi)部水化熱不易散失。采取分層澆注,每層厚度控制在50cm 左右。澆注時依次從天窗處(天窗設(shè)置在沿承臺長方向分別距中心1/ 4 長度處) 對稱向兩側(cè)澆注。將整個一層澆注時間控制在6h 內(nèi),小于初凝時間10h ,避免混凝土澆注出現(xiàn)冷縫?；炷琳駬v人員分為三個班組,每班8 人,分成兩個小隊,分別兩側(cè)的振搗工作。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚,故澆注結(jié)束后在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍,打磨壓實,以避免混凝土出現(xiàn)收水裂縫。

7 　加強混凝土的養(yǎng)護及測溫工作

　　混凝土澆注完畢后,立即對保溫大棚進一步密封嚴實,并將天窗修補密實。在承臺四周用苫布將模板包裹住,保證承臺四周混凝土表面溫度不散失過快。在承臺上面增設(shè)兩臺熱風(fēng)幕機,熱風(fēng)幕機共達十臺。棚內(nèi)空氣溫度達17 ℃。待混凝土初凝后,承臺上表面先鋪一層塑料布,上面再覆蓋草墊子。根據(jù)棚內(nèi)濕度及混凝土表面干濕程度確定混凝土表面是否灑水,混凝土養(yǎng)生全過程進行溫度監(jiān)測及混凝土冷卻管水溫監(jiān)控。在承臺四周各懸掛放置一個測溫儀,檢測空氣溫度;承臺混凝土表面設(shè)置兩臺測溫儀,檢測混凝土表面溫度。

　　根據(jù)有關(guān)資料數(shù)據(jù),混凝土水化熱最高溫度一般出現(xiàn)在澆注后的第四天左右,較大的溫度梯度出現(xiàn)在承臺四周及表面附近。通過冷卻水管的冷卻水,循環(huán)疏散混凝土中心水化熱熱量,降低混凝土結(jié)構(gòu)的溫度,以控制混凝土內(nèi)外溫差在20 ℃以內(nèi)。同時對循環(huán)水進出口水的溫度每2h 測量記錄一次,通過水閥調(diào)節(jié)循環(huán)水流量,冷卻水流量可控制在1. 2～1. 5m3/ h ,控制進出口水溫差不大于6 ℃。若溫差大于6 ℃,應(yīng)加快循環(huán)水流量,及時將承臺內(nèi)部熱量帶出來。

　　養(yǎng)生過程中,派專人跟蹤測量養(yǎng)生溫度并記錄齊全?；炷翝沧⒅?8h 內(nèi)每1h 測一次,48～120h 每2h 測1 次,120h 以后每4h 測1 次,連續(xù)測溫14d?；炷林行臏囟攘繙y如下:

　　混凝土強度達到設(shè)計標號的70 %以上時,方可停止供熱養(yǎng)生。暖棚拆除時間,需待承臺混凝土溫度與外界溫差在10 ℃以下時進行。

8 　結(jié)束語

　　經(jīng)現(xiàn)場檢查,承臺未發(fā)現(xiàn)溫度變形裂縫。實際證明,在優(yōu)化配合比設(shè)計,改善施工工藝,提高施工質(zhì)量,做好溫度監(jiān)控工作及加強養(yǎng)護等方面采取有效的技術(shù)措施,堅持嚴謹?shù)氖┕そM織管理,完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發(fā)生,達到良好的效果。