摘要:大體積混凝土有很多產生裂縫原因,但溫度才是主要原因。文章結合南水北調洺河渡槽工程混凝土施工的溫控措施分析研究在施工中各環節的溫控防裂措施,從而達到不產生和少產生裂縫的目的。洺河渡槽槽身混凝土施工要經過7、8月份高溫季節,對槽身混凝土裂縫控制十分不利,筆者認為通過采取綜合溫控措施,降低砼出機口溫度和澆筑溫度,通過在槽身砼中埋設冷卻水管,進行通水冷卻,以削減砼溫升峰值,降低砼最高溫度,以達到縮小溫差,減少裂縫的目的是必要的。
關鍵詞:洺河渡槽,高溫季節,溫控措施,核心論文發表網
南水北調中線工程洺河渡槽工程槽身為三槽一聯矩形預應力鋼筋混凝土結構,單跨長40m,共16跨,單槽凈寬7m,槽凈高6.8m,邊墻厚0.6m,中墻厚0.7m,底板厚0.4m,底橫梁高0.7m,寬0.4m,間距2.5m;混凝土設計強度等級為C50W8F200。單跨槽身砼總方量為1779.19m3。槽身分兩次澆筑,第一層澆筑至底板以上100cm,即側腋以上50cm,混凝土方量857 m3,第二次澆筑側墻,混凝土方量823m3。由于施工時間較長,槽身混凝土施工要經過7、8月高溫季節,對槽身混凝土裂縫控制十分不利,采取綜合溫控措施是必要的。
1、降低砼出機口溫度和澆筑溫度
采取綜合溫控措施,降低砼出機溫度和澆筑溫度。控制混凝土從機口至倉面覆蓋前混凝土溫度回升,高溫季節盡量利用夜間澆筑混凝土。為減少預冷砼溫度回升,嚴格控制砼運輸時間和倉面澆筑坯覆蓋前的暴露時間,砼運輸機具設置保溫設施,并減少轉運次數,使高溫季節預冷砼自出機口至倉面澆筑坯被覆蓋前的溫度滿足澆筑溫度要求。
降低砼出機口溫度主要采取預冷粗骨料、加冷水拌和砼等措施,經計算6、7、8、9月施工砼必須采用預冷措施,使6~9月澆筑混凝土時混凝土出機口溫度低于25℃,具體混凝土出機口溫度控制措施如下:
(1)在成品料倉上架設防曬雨蓬、冷水噴霧等措施,降低原材料溫度
加強拌和樓管理,確保砼出機口溫度。出機口溫度主要取決于骨料的溫度,因此我部將加強管理,在成品料倉上架設防曬雨蓬,確保骨料存高度,堆存時間5d以上。夏季高溫季節視情況在成品料倉采取噴霧等降溫措施,降低原材料溫度,控制砂石骨料溫度不超過26℃。
(2)在砂石骨料配料斗和運輸膠帶機上方搭設遮陽棚,以減少太陽輻射對骨料初溫的影響;
(3)采用加冷水拌和混凝土
夏季高溫季節或較高溫度季節采取低溫水拌和的方案。根據理論計算,冷水拌和混凝土能有效降低混凝土溫度。水溫降低1℃可使混凝土出機口溫度降低0.25℃左右。配置加冰冷卻水池一個,加冰制4~7℃冷水。
2、 混凝土運輸過程溫度控制
為降低混凝土在運輸過程中的溫度回升,施工中加強管理,加快混凝土的入倉速度,以減少運輸過程中的溫度回升,高溫季節主要采取以下措施:
加強管理,強化調度權威性,盡量避免混凝土運輸過程中等車卸料現象,縮短運輸時間并減少混凝土倒運次數。
高溫季節,砼運輸車輛及輸送泵采用保溫措施,采用保溫被包裹,以防在運輸過程中受日光輻射和溫度倒灌,減少溫度回升,降低混凝土運輸過程中的溫度回升率。
3 、混凝土澆筑過程溫度控制
降低砼澆筑溫度從降低砼出機口溫度和減少運輸途中及倉面的溫度回升兩方面考慮。為減少預冷砼的溫度回升,高溫季節澆筑砼時擬在倉面噴霧,以降低倉面氣溫;同時,在施工中加強管理,優選施工設備,嚴格控制砼運輸時間和倉面澆筑坯覆蓋前的暴露時間,加快砼入倉速度和覆蓋速度,降低砼澆筑溫度,從而降低混凝土最高溫度。具體措施如下:
(1)在高溫季節混凝土入倉后及時平倉,及時振搗,縮短混凝土坯間暴露時間。
根據澆筑倉面面積大小和溫控要求采用適宜的混凝土鋪筑方案,高溫季節或高溫時段倉面面積較大,用臺階法澆筑,盡量縮短混凝土坯間暴露時間,并鋪以必要的倉面保冷措施,降低倉面內混凝土溫度回升,控制澆筑溫度。按擬定的施工總進度計劃安排資源配備和施工工藝,倉面混凝土澆筑暴露時間可控制在4~5h以內。
(2)合理安排開倉時間,高溫季節澆筑時,將混凝土澆筑盡量安排在早晚和夜間施工,以避開白天高溫時段澆筑混凝土。
(3)倉面噴霧降溫
高溫季節澆筑混凝土時,外界氣溫較高,為防止砼初凝及氣溫倒灌,擬采用噴霧機噴霧降低倉面環境溫度,形成較好的小環境氣候。噴量在2.0mm/h以內,噴霧時要保證成霧狀。有利于形成較好的小環境氣候。噴霧機采用支架,架高2~3m并結合風向,使噴霧方向與風向一致。同時根據倉面大小選擇噴霧機數量,保證噴霧降溫效果。
(4)搭設倉面防陽棚
澆筑混凝土時搭設倉面遮陽棚,防止太陽輻射熱溫升及由此引起的混凝土溫度回升。
(5)混凝土面覆蓋隔熱被
高溫季節澆筑混凝土過程中,加強表面保濕保溫措施,砼澆筑過程中,隨澆隨覆蓋保溫被,振搗完成后及時覆蓋隔熱保溫被。高溫季節擬采用彩條布內夾1.2~1.8cm厚高發泡聚乙烯卷材制成的保溫被覆蓋保溫,保溫后砼表面等效放熱系數β為2.0~3.0W/m .K。
(6)模板保溫
高溫季節,在所有模板表面貼1cm厚高發泡聚乙烯卷材進行保溫;立秋以后,將保溫層高發泡聚乙烯卷材加厚至3cm,進行混凝土澆筑期間以及初凝后到溫度升至最高點時段的保溫,降低混凝土內外溫差。
4、混凝土表面保溫與散熱
本工程保溫材料主要選用高發泡聚乙烯卷材,覆蓋前外包編織彩條布。側面和平面覆蓋的保溫被厚采用1.2~2.0cm(保溫后砼表面等效放熱系數為3.0~1.97)。夏季高溫季節保溫被覆蓋24h~36h后,當混凝土溫度高于氣溫時則揭開保溫被散熱,但必須控制混凝土溫差,必要時采用混凝土表面流水養護。
(1)、平面保溫被在表面上壓磚塊或方木進行固定。
(2)、立面保溫采用泡沫卷材上壓3~5cm的木條,排距1.5~2m。用射釘槍釘在砼面或利用大模板定位錐孔點焊鋼筋頭固定保溫被。
(3)、所有的孔洞用保溫被封堵,進出孔口要掛簾。
(4)、加強現場管理,注意天氣預報。接到寒潮來臨預報后,及時組織人員檢查各部位的保溫被覆蓋情況,對不符合要求的立即糾正。
(5)、在澆筑的倉號,邊澆邊覆蓋保溫被。
(6)、覆蓋保溫被的部位,砼的養護改為灑水養護,以始終保持砼表面濕潤為度。
5 、混凝土養護
混凝土澆筑完畢后,及時灑水進行養護。高溫和較高溫季節的砼澆筑完成后,采用自動噴水器對已澆砼進行不間斷灑水養護并覆蓋保溫層,保持倉面潮濕,使砼充分散熱。并對側邊利用懸掛的多孔水管噴水養護,養護時間28d。為做好養護工作,建立專門養護隊伍,責任落實到人,并加強檢查。
6 、通水冷卻
槽身C50砼水化熱高,砼水化熱溫升達50多℃,形成很大的溫差,極易在砼表面產生裂縫,為防止因溫度引起的裂縫產生,在槽身砼中埋設冷卻水管,進行通水冷卻,以削減砼溫升峰值,降低砼最高溫度,以達到縮小溫差,減少裂縫的目的。
埋設部位:在第一次澆筑的主、次梁內和第二次澆筑的側墻內,以及后澆帶內均埋設冷卻水管。在第一次澆筑的主、次梁內和第二次澆筑的側墻內,以及后澆帶內均埋設冷卻水管。第一層砼冷卻水管布置在四根主梁中各埋設1套水管,每根水管4層,梁底以上55cm布第一層,以后每50cm布一層。每道次梁上布置2層水管,下層距次梁底20cm,兩層間距55cm,總共分兩個水管。第二層砼每個隔墻中埋設一套冷卻水管,每套水管9層,從砼分層開始往上50cm布置第一層,往上每隔50cm埋一排。
冷卻水管采用Φ48鋼管,壁厚≥3mm,接頭用公稱直徑50mm的外接接頭和彎頭連接;絲扣用鋼管機套絲,長度3cm;也可焊接。每套進水管前均設置一閥一表控制流速及流量;主、次梁供水系統相互獨立,各配置一套供水管路和加壓裝置。加壓泵進水端到與槽身冷卻管相接這一部分管路配置對每一次槽身施工均相同,需周轉使用。3″及以上管徑的水管可采用法蘭盤連接,其他小水管采用連接頭連接。 冷卻水管每個接頭、彎頭絲扣必須要加麻絲或生膠帶,并且每個彎頭需用鋼筋作架立筋固定,確保接頭不變形、不滲水。
砼澆筑前,須對已安裝好的冷卻水管進行通水或通氣檢查,通水壓力0.3~0.4Mpa,如發現堵塞及滲漏應及時處理。砼開澆的同時即開始通水冷卻,水溫10~15℃,通水時間預計為10~15天,具體時間以內部溫度冷卻至接近常溫為準。
通水后,每隔2小時測一次槽身砼溫度和進、出水溫度,每24小時交換一次進出水方向。
通水結束后注意對外露端絲口的保護,確保灌漿正常進行;冷卻管通水結束后,即對冷卻水管采用水灰比0.35:1的濃水泥漿進行灌漿回填封堵。槽身設置測溫計,按相關設計要求進行埋設和測量。
通過在槽身砼中埋設冷卻水管,進行通水冷卻,以削減砼溫升峰值,降低砼最高溫度,以達到縮小溫差,達到了減少混凝土裂縫的目的。
參考文獻:
【1】、《水工混凝土施工規范》(DL/T 5144-2001)
【2】、《大體積混凝土》(GB50496-2009)
【3】、周賢慶 《水工混凝土 溫度控制 防裂措施》 大眾科技 2011年第4期
【4】、水工混凝土的溫控與防裂 龔召熊 中國水利水電出版社 出版時間: 1999.05
【5】、于曉巖 《淺析水工混凝土溫控防裂措施》山西建筑 2006年12期
【6】、劉有志 《水工混凝土溫控和濕控防裂方法研究》河海大學博士論文 2006年
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