大体积混凝土温控措施及监控技术.docx
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大体积混凝土温控措施及监控技术
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大体积混凝土温控措施及监控技术通用模板
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大体积混凝土温控措施及监控技术通用模板
使用说明:
本解决方案文档可用在把某项工作的工作内容、目标要求、实施的方法步骤以及督促检查等各个环节都要做出具体明确的安排,并在执行时优化流程,提升效率,以达到比预期更好的方案效果。
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引言:
大体积混凝土采取的温控措施、测温监控技术及保温养护。
是保证大体积混凝土质量的关键。
1.工程概况
厦门某大厦工程,地下2层,地上30层。
总高97.8m。
主楼中心基础为桩基筏形基础,地下室面积1825m²,建筑面积31226m²;核心筒部分底板高度2.75m,混凝土强度等级为C45S10,一次性浇筑砼量约4000m³。
2.混凝土配合比设计
2.1原材料选择
(1)水泥:
选用水化热低的建福牌42.5普通硅酸盐水泥。
(2)骨料:
选用5-31.5mm碎石,针、片含量<10%,级配良好。
砂为河砂,细度模数大于2.8。
砂石含泥量均在1%以内。
(3)粉煤灰:
掺加磨细的Ⅰ级粉煤灰取代水泥,降低水化热,减少干缩。
(4)外加剂:
采用AEA膨胀剂与TW高效缓凝减水剂,可以产生膨胀效应,降低收缩应力。
2.2施工配合比
底板混凝土等级C45S10,不仅满足强度要求、抗渗要求,还需要考虑温升控制,降低水化热,防止温度裂缝的产生。
实验室在原材料实验合格后进行多组试配,选择最优配合比(见表1)。
施工配合比表1
3.混凝土温度计算
3.1混凝土绝热温升
Th=(Mc+K×F)Q/C×p
式中Mc、F为水泥和掺合料用量,本工程分别为410kg/m³、61kg/m³;K为掺合料折减系数取15%;水泥28d,水化热Q为375kg/m³;混凝土水化热C取0.96;混凝土密度ρ取2400kg/m³。
则Th=68.2℃
3.2混凝土收缩变形值
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式中:
εy°取3.24×10-4
;e为2.718;b取0.01;t为21d;M₁、M₂、M₃、……Mn只考虑水灰比,养护时间和环境湿度影响,取M₄=1.147,M₆=0.93,M₇=0.7
则εy(21)=0.46×10-4
3.3混凝土收缩当量温差(℃)
Ty=εy(21)/α
式中:
εy(21)=0.46×10-4
;混凝土线膨胀系数α取1.0×10-5
则Ty=4.6℃
3.4混凝土弹性模量
E(t)=Ec(1-e-0.09t
)
式中E(t)取21d,混凝土弹性模量Ec取3.35×10的4次方(原多次方位置应该标在右上位置,但word格式不支持)则E(21)=2.84×10的4次方(原多次方位置应该标在右上位置,但word格式不支持)N/mm
3.5混凝土的最大综合温差
ΔT=T₀+2/3Th+Ty-Tq
式中:
本工程T₀取20℃;各龄期大气平均温度Tq取15℃
计算得ΔT=20+2/3×68.2+4.6-15=55.1℃
3.6混凝土降温收缩应力
σ(21)=-E(21)αΔT/(1-uc)×S(t)R
式中:
混凝土泊松比为0.2,徐变松弛系数S(t)取0.3:
混凝土外约束系数R取0.32。
则降温收缩应力:
σ(21)=1.878>0.75ft=0.75×1.8=1.35N/mm
结论:
混凝土入模21d温度收缩应力为1.878N/mm>0.75ft=1.35N/mm
说明养护期间混凝土可能出现裂缝,故应采取降低综合温差,防止出现裂缝。
规范规定,设计无具体要求时,大体积混凝土内外温差不宜超过25℃。
4.温控措施
(1)采用斜面分层法施工
本工程基础承台采用2台泵车从西向东浇筑(见图1),根据混凝土泵送时自然流淌形成坡度的特点采用“斜面分层,薄层覆盖,循序推进,一次到顶”。
斜面每层浇筑厚度约为50cm。
利用层面散热减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的积聚,减少温度应力。
图1基础混凝土浇筑示意图
混凝土振捣时间15~30s为宜,以砂浆上浮、石子下沉不出气泡时为止;插棒间距400~500mm,呈梅花状布置;振捣时振动棒快插慢拔,要插入下层50~100mm。
保证上层覆盖已浇混凝土的时间不得超过混凝土初凝时间,防止出现冷缝。
(2)采用二次振捣法
混凝土终凝前采用二次振捣法,排除混凝土因泌水在粗骨料及水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,并防止因混凝土沉落而出现的裂缝,提高混凝土抗裂性能。
(3)埋设冷却水管
混凝土浇筑前在基础厚度范围内埋设一层水管φ48mm,管距1.3m,7个独立的冷却管(见图2)。
为使同管路各部分温度均匀,将通水循环设计成水流方向可变,削减混凝土早期20%~25%的水化热。
图2混凝土内埋冷却管平面布置示意图
(4)加强混凝土养护
为减少混凝土的内外温差,控制混凝土表面裂缝,在混凝土终凝前,进行二次抹面,用磨光机打磨,槎平后即进行覆盖养护。
在混凝土表面采用一层不透水的塑料薄膜加麻袋进行保温、保湿养护。
根据测温记录及时进行散温和保温,从而控制混凝土的内外温差小于25℃,混凝土降温速率小于3℃/d。
5.温度测点监测
5.1温度测点布置
在基础范围内垂直设置10根测杆,每根测杆沿承台厚度均设置5个测点(见图3),同时在混凝土外部四角设气温辅助测点4个,合计54个工作测点。
所有测点都通过热电耦补偿导线与微机数据采集仪相连,监测数据由采集仪处理打印。
图3测杆测点示意图
5.2测温监控
从混凝土开始浇筑起,进行混凝土温度测试,每小时提供一份温度监控报表,当监测数据显示混凝土内表温差接近25℃并有上升趋势时,及时报警。
5.3测温结果与分析
混凝土温度变化曲线表明:
(1)混凝土各部位温度变化趋势呈抛物线分布,Tmax=66.8℃。
(2)抛物线下降较为平缓,降温速率控制在3℃/d范围内,混凝土内表温差在22~18.1℃之间,小于25℃,从上面分析表面温控技术措施是有效的。
经检查混凝土表面无可见裂缝及渗漏现象。
6.结语
实践证明大体积混凝土施工,只要采取可行的施工方案,复核计算混凝土最大温度应力,采取有效的温控措施,将内外温差控制在25℃范围之内,大体积混凝土质量是有保证的。