混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土,或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土,稱之為大體積混凝土。美國混凝土學(xué)會(huì)(ACI)規(guī)定:“任何就地澆筑的大體積混凝土,其尺寸之大,必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問題,以最大限度減少開裂”。在大體積混凝土制備的過程中,需要格外注意混凝土外加劑的應(yīng)用,改善混凝土性能。
一、大體積混凝土的特點(diǎn)
1.澆筑方量比較大,施工過程中,為保證其整體性一般要求進(jìn)行連續(xù)的澆筑;
2.大體積混凝土澆筑條件比較復(fù)雜,一般都是地下現(xiàn)澆,對(duì)于澆筑技術(shù)的要求相對(duì)要求較高;
3.自身體積比較大,水泥產(chǎn)生的水化熱不易散失,而混凝土外部的熱量散發(fā)快形成了溫差而產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力大于混凝土抗拉力就會(huì)產(chǎn)生裂縫;
4.大體積混凝土的體積較大,在澆筑時(shí)容易產(chǎn)生裂縫,所以后期的養(yǎng)護(hù)工作必須要做好。
二、大體積混凝土選用的原材料
1.粗骨料宜為連續(xù)級(jí)配,含泥量不應(yīng)大于1.0%;細(xì)骨料宜采用中砂,含泥量不應(yīng)大于3.0%;
2.外加劑宜采用緩凝劑、減水劑,摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等;
3.水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長的水泥,優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。
三、大體積混凝土配合比
1.水膠比不宜大于0.55,用水量不宜大于175kg/m3;
2.在保證混凝土施工性能要求的前提下,宜提高每立方米混凝土中的粗骨料用量;
3.在保證混凝土性能要求的前提下,應(yīng)減少膠凝材料中的水泥用量,提高礦物摻合料摻量;
4.當(dāng)設(shè)計(jì)采用混凝土60d或90d齡期強(qiáng)度時(shí),宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
四、大體積混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)
1.在運(yùn)輸過程中,攪拌運(yùn)輸車應(yīng)保持低速旋轉(zhuǎn),單程運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)控制在1h內(nèi),當(dāng)運(yùn)輸過程中出現(xiàn)離析或使用外加劑進(jìn)行調(diào)整時(shí),攪拌車應(yīng)加快攪拌2min以上,禁止向混凝土中加水;
2.在混凝土泵送前,先用適量的水濕潤泵車,再用砂漿進(jìn)行潤潤泵;
3.混凝土澆筑時(shí)采用分段分層斜坡式連續(xù)進(jìn)行,分層厚度為400~500mm,不大于振搗棒長度的1.25倍,坡度取1:6~1:10,并保證在下一層混凝土初凝之前澆筑上一層,以避免混凝土產(chǎn)生冷縫;
4.振搗時(shí),振搗棒移動(dòng)間距≤400mm,振搗時(shí)間15~30s,采用“快插慢拔”的方式,插入下層混凝土50mm左右,當(dāng)混凝土表面不再明顯下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛出灰漿為充分振搗;
5.大體積混凝土澆筑完成后,應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù),如覆蓋薄膜、或?yàn)⑺B(yǎng)護(hù),防止混凝土內(nèi)部水分散失而導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生收縮裂縫。
五、混凝土泌水、浮漿處理
大體積混凝土澆筑產(chǎn)生的泌水、浮漿比一般結(jié)構(gòu)部位混凝土嚴(yán)重。
1.底板混凝土澆筑過程中由一次到頂斜向分層,混凝土澆筑統(tǒng)一由一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行,以保證混凝土泌水、浮漿流向一致,便于混凝土澆筑過程中有組織地抽排;
2.混凝土泌水處理:澆筑前,預(yù)先準(zhǔn)備足夠的潛水泵及配套的排水軟管,在澆筑過程中,置于泌水流向位置抽排,大量泌水時(shí)使用功率為3~4KW的潛水泵抽排,小量泌水采用小功率軟軸泵進(jìn)行抽排;澆筑過程中若遇到下雨天氣視現(xiàn)場情況增加排水泵;
3.混凝土浮漿處理:澆筑前,預(yù)先準(zhǔn)備足夠的污水泵及配套的排水軟管,在澆筑過程中,置于浮漿較多位置及混凝土表面抽排。
4.在混凝土澆筑后,混凝土坍落度降至約30~50mm時(shí),進(jìn)行二次振搗,振搗后用長刮尺以標(biāo)高線為基準(zhǔn)將表面刮平并用鐵滾筒輕輕模壓數(shù)遍,初凝前,用木抹子拍打表面,同時(shí)做搓平搓毛處理,根據(jù)表面粗糙情況可來回多搓幾遍。終凝后,在混凝土表面覆蓋保溫保濕材料進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段了(具體措施由現(xiàn)場施工時(shí)再定)。
5.混凝土的表面水泥漿較厚,澆搗后先按設(shè)計(jì)標(biāo)高用長刮尺刮平,然后在初凝前用滾筒碾壓數(shù)遍,再進(jìn)行二次抹面,提高混凝土表層密度,消除收縮裂縫。
六、大體積混凝土測溫
大體積混凝土澆筑體的里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度的測試,隨時(shí)掌控混凝土溫度,以便發(fā)生問題時(shí)采取相應(yīng)措施來控制混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。測溫工作從混凝土澆筑后12h開始,升溫階段每2h測一次,降溫階段每4h測1次,根據(jù)溫度變化情況3~5d后,每8h測1次,當(dāng)內(nèi)部溫度基本穩(wěn)定且與最低大氣溫差小于15℃時(shí),測溫工作結(jié)束。
《大體積混凝土施工規(guī)范》中規(guī)定:混凝土塊體內(nèi)外溫差不得大于25℃。而在大體積混凝土澆筑施工后,由于混凝土厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范限值要求,混凝土底板溫度一般為70℃~80℃,在夏季,環(huán)境溫度則在30℃左右,將混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度(環(huán)境溫度)的差值控制在25℃以內(nèi)則不現(xiàn)實(shí)。在進(jìn)行溫度控制時(shí),應(yīng)采用梯度式溫差變化進(jìn)行控制,而以底面與頂面溫差變化控制為輔。具體梯度劃分時(shí)以基礎(chǔ)頂面50mm以下每隔1m~1.5m為一個(gè)梯度,將第一梯度內(nèi)的溫度與混凝土底板的溫差控制在25℃。在養(yǎng)護(hù)時(shí),采用“升溫散熱,降溫保溫”的原則,升溫散熱是當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),僅對(duì)混凝土表面進(jìn)行保濕作業(yè),而無需對(duì)混凝土表面進(jìn)行保溫處理;降溫保溫是當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí),對(duì)混凝土表面進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù),以免因溫差較大而在混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生較多或較大的收縮裂縫,從而影響基礎(chǔ)混凝土的整體性和耐久性。
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