摘要:本文針對橋梁大體積混凝土設計及施工質量控制措施、溫控措施等問題提出了生產和施工中的建議。
關鍵詞:職稱論文發表,大體積混凝土,施工,質量控制
隨著橋梁技術的突飛猛進,大體積混凝土在橋梁結構中應用的越來越多。在大體積混凝土施工過程中,為了保證混凝土施工質量,在優化原材料和施工配合比、采用切實可行的混凝土澆筑方案、做好混凝土養護和測溫等方面采取有效技術措施。
1設計措施
1.1設計中大體積混凝土宜選用中低強度混凝土,強度等級宜在c20-c35范圍內,避免采用高強混凝土。
1.2設計和采取合理的結構形式和合理的分塊。大體積混凝土工程施工中如果允許設置水平施工縫,應根據溫度裂縫的要求進行分塊,且設置必要的連接方式。
1.3合理設置分布鋼筋,盡量采用小直徑、密間距布置。
1.4在改善結構物的約束條件不影響使用時(如承壓式基礎),宜在混凝土墊層上設置滑動層。
2原材料的選擇
2.1使用低熱水泥,并盡量降低水泥用量
大體積混凝土產生溫度裂縫的主要原因是水泥水化產生的水化熱。由于礦物成分及摻加混合材數量不同,水泥的水化熱差異比較大,鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高的,水化熱亦高,而混合材摻量多的水泥水化熱則較低。為降低水化絕熱溫升、減小體積變形,大體積混凝土一般應使用水化熱較低的中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。同時,在滿足強度的要求下,盡量降低水泥用量,通常有多種方法可以達到這個目的,如選用級配良好的骨料、采用后期強度作為設計強度、摻入混合料和減水劑等。因此,使用低熱水泥和降低水泥用量能有效控制大體積混凝土的內部最高溫度,降低混凝土的內外溫差。減少大體積混凝土的裂縫。
2.2骨料選擇
粗骨料宜優先選用自然連續級配和碎石,連續級配骨料配制混凝土具有較好的和易性,可以適當減少水泥用量,達到相應的強度,使混凝土均勻、易密實。而用碎石拌制的混凝土有較高的強度、良好的抗裂性能。
細骨料宜選用中粗砂。通過試驗表明每立方混凝土能夠減少水泥用量20-25kg,通常,每立方混凝土減少10kg水泥,在絕熱溫升中,溫度就會降低1℃。
2.3摻加粉煤灰
摻加粉煤灰可以有效改善混凝土的干縮性和脆性,也可以降低混凝土的水化熱。粉煤灰是大體積混凝土中防裂效果最好的一種外加劑。但粉煤灰的摻量不宜過大。否則會出現早期強度低、低溫泌水大的缺點。
2.4優化配合比
大體積混凝土配合比的原則是在滿足強度要求的同時,盡量減少水泥用量,提高混凝土的流動性,改善混凝土的和易性。尤其是對混凝土和易性中的流動性和保水性,要反復進行試驗,以選出比較合適的配合比。
3橋梁大體積混凝土施工控制措施
3.1混凝土設計和生產
為降低水化熱,在條件允許的情況下盡量選用水化熱低的水泥,以延緩混凝土膠凝材料的水化速率,降低絕熱溫峰,必要時可以通過外加劑配方調配來控制混凝土的凝結時間。嚴格控制砂石的細度和含泥量。混凝土攪拌站必須具備大宗混凝土連續生產所需的原料儲備能力,以使原材料進場后有充足的時間進行檢驗和均化,保證混凝土連續供應的穩定性。在非特殊情況下不推薦使用冰水拌制混凝土,因為冰水拌制混凝土控制難度大,容易造成混凝土工作性鑒定失準;制作刨冰需要大型制冷設備,可操作性不強。大體積基礎混凝土冬季生產時,可在與施工方溝通并采取有效防凍措施的前提下,對骨料和拌和水可不加熱,以混凝土出機均勻無凍塊、正溫運輸澆注為標準。
3.2混凝土運輸和澆筑
混凝土入模坍落度應根據規范要求、泵送和施工工序時間安排綜合確定。對于預拌混凝土,泵送前必須在罐車內高速攪拌,以保證混凝土的均勻性。大體積混凝土施工前,必須正確評估運送量及澆搗速度,準確計算混凝土輸出量,以保證混凝土澆注的合理銜接時間,特別是分層澆注應注意兩層銜接必須在混凝土初凝前完成。分層澆注還應注意在上層混凝土振搗時,應將振動棒插入下層混凝土表面之下,以消除分層界面。澆搗時,按規范控制混凝土自由傾落,以保證混凝土不致因高空拋落被鋼筋分散。振搗時,振動棒應快插慢拔,按順序進行,不應遺漏或根據振搗棒作用半徑經實際操作驗證確定。特殊情況下使用鋼模時,必須用聚苯板將鋼模外表面填充覆蓋嚴密,并采取有效的防風措施。
3.3拆模和養護
大體積混凝土基礎澆注周期較長,施工過程中應兼顧前方澆注和后方的抹面、拉毛、養護處理,以免錯過后期處理的時機。在混凝土失塑后、初凝之前,至少進行兩次表面的抹壓,用木抹子反復抹壓密實,消除最先出現的表面裂縫。不推薦使用二次振搗法控制表面的塑性裂縫。在冬期施工的條件下,混凝土抹壓密實后應及時覆蓋塑料薄膜,然后覆蓋保溫材料。常溫施工時,可覆蓋塑料薄膜及保溫材料,并按施工規范的規定測定混凝土表面和內部溫度,必要時采取特殊的保溫措施,保證溫度梯度穩定。大體積混凝土豎向構件拆模后的養護措施越及時,對混凝土構件越有利。如果冬季低溫低濕大風環境,混凝土表面溫度在瞬間急劇下降,后果輕則出現塑性收縮、表面裂縫,混凝土表層硬度不夠,重則出現結構性裂縫,造成質量事故。具體做法應為:對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土,養護時間不得少于7d,對摻用緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土,不得少于14d。在冬期施工條件下,保溫保水層應在混凝土表面冷卻到5℃以下時才能拆除。在常溫條件下,應在混凝土表面與外界溫差≯15℃時才能拆除。混凝土保溫覆蓋拆除后,濕養護必須繼續進行。
4溫控措施及施工現場控制
4.1溫度預測分析
根據現場混凝土配合比和施工中的氣溫氣候情況及各種養護方案,采用計算機仿真技術對混凝土施工期溫度場及溫差進行計算機模擬動態預測,提供結構沿厚度方向的溫度分布及隨混凝土齡期變化情況,制定混凝土在施工期內不產生溫度裂縫的溫控標準及進行保溫養護優化選擇。
4.2混凝土澆筑方案
采用延緩溫差梯度與降溫梯度的措施,在澆筑前經詳細計算安排分塊、分層澆筑次序、流向、澆筑厚度、寬度、長度及前后澆筑的搭接時間;控制混凝土入模溫度并加強振搗,嚴格控制振搗時間,移動距離和插入深度,保證振搗密實,嚴防漏振及過振,確保混凝土均勻密實;做好現場協調、組織管理,要有充足的人力、物力,保證施工按計劃順利進行,保證混凝土供應,確保不留冷縫;澆筑后對大體積混凝土表面較厚的水泥漿進行必要的處理(一般澆筑后3~4h內初步用水長刮尺刮平,初凝前用鐵滾筒碾壓兩遍,再用木抹子搓平壓實)以控制表面龜裂;混凝土澆灌完及拆模后,立即采取有效的保溫措施并按規定覆蓋養護。
4.3混凝土溫度監測
在混凝土內部及外部設置溫度測點,并且設置保溫材料溫度測點及養護水溫度測點,現場溫度監測數據由數據采集儀自動采集并進行整理分析,每一測點的溫度值及各測位中心測點與表層測點的溫差值,作為研究調整控溫措施的依據,防止混凝土出現溫度裂縫。
4.4溫度應力檢測
為反映溫控效果可在少數混凝土層中埋設應變計進行溫度應力檢測,應變計沿水平方向布置,檢測水平向應力分量。
4.5通水冷卻
采用薄壁鋼管在一些混凝土澆筑分層中布設冷卻水管,冷卻水管使用前進行試水,防止管道漏水、阻塞,根據混凝土內部溫度監測,控制冷卻水管進水流量及溫度。
結語
大體積混凝土結構的施工技術和施工組織都比較復雜,施工時應十分慎重,否則會造成結構永久缺陷。只要我們在設計、施工工藝、材料選擇以及后期的養護過程中能夠充分考慮的各種因素的影響,還是完全可以避免缺陷的產生。
參考文獻:
[1]吳晨. 橋梁大體積混凝土施工質量控制措施[J]. 科技創新與應用,2012.
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