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計,混凝土供應與澆注,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、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)設置8 個12KW熱風幕機,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施工,明確分工,責任到人。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 　設置冷卻水管

　　沿承臺長邊方向鋪設冷卻水管,沿寬度方向0. 5m間距設置,共設上中下三層。冷卻水管采用Φ70mm黑鐵管,每層設置相對獨立的進出水口。進水口設置在承臺中處,出水口設置在混凝土邊區(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。在承臺上面增設兩臺熱風幕機,熱風幕機共達十臺。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;承臺混凝土表面設置兩臺測溫儀,檢測混凝土表面溫度。

　　根據(jù)有關資料數(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。混凝土澆注之后48h 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。