论大体积混凝土施工与温度控制
发布日期：2013-06-21 00:53:02 浏览量：1354
一、工程概况
B1312公路拓宽改建筑加固工程平胜大桥，位于佛山市禅城区环市镇西南部，西起同三立交东至B1312公路三号机孔桥，全长2020km，分南北集散车道设计，跨越东平水道，根据规划Ⅲ级航道标准，跨径布置80M×140M×80M，结构形式三向预应力钢筋混凝土切割连续箱梁，截面为单箱单室直腹板结构，主墩承台为矩形，截面尺寸为15.0M×11.8M×3.5M，单根承台钢筋混凝土切割620方，要求一次性完成钢筋混凝土切割浇注，不留施工缝,属大体积钢筋混凝土切割。由于主墩承台钢筋混凝土切割施工期间为6月份天气较热，施工期间环境温度影响较大，特别是基坑钢板桩围堰，基础底处于地面下9M左右，坑内空气流通较慢，加剧了钢筋混凝土切割表面温度。
二、大体积钢筋混凝土切割温度裂缝
钢筋混凝土切割结构开裂原因：变形作用引起的裂缝和荷载作用引起的裂缝。在大体积钢筋混凝土切割浇筑初期，水泥的水化作用放出大量水化热，但由于钢筋混凝土切割表面散热条件好，因而温度上升较少，而钢筋混凝土切割内部由于散热条件差，热量散发少，内部温度上升较快，体积膨胀，导致形成温度梯度，形成内约束力，结果钢筋混凝土切割内部产生压应力，在表面引起拉应力，当这些拉应力超出钢筋混凝土切割的抗裂能力时，即会在钢筋混凝土切割表面出现裂缝。
后期水泥水化热基本释放，钢筋混凝土切割内部温度逐渐降温，引起钢筋混凝土切割冷却收缩，再加上钢筋混凝土切割中多余水分蒸发等引起体积收缩变形，二者由于受到基础或老混凝上的约束，导致温度拉应力。当温度应力超过钢筋混凝土切割抗拉强度时，会从约束面向上形成裂缝，如果温度应力足够大，可以形成贯穿结构的整体裂缝，影响结构整体使用。温度控制、防止裂缝发展，是大体积钢筋混凝土切割结构施工中解决的难题，对此必须采取相关技术措施。
三、技术措施
针对该工程的实际情况，从材料优选用，配合比优化设计，钢筋混凝土切割浇筑方案，养护措施及测温控制等多方面综合措施进行温度控制，以提高结构抗裂性，避免引起内外温差过大而出现裂缝。根据本工程特点选择优质的原材料，优化钢筋混凝土切割配合比设计，增大骨料用量，减小砂、石中含泥量，以减小水泥和水用量，以降低钢筋混凝土切割水化热。拟采用如下原材料：
①.水泥：由于主墩承台3.5M厚度，水泥在水化过程中产生大量热量，聚集在结构内部不容易散发，使钢筋混凝土切割内部温度升高，因此在施工中选择水化热较低的水泥以及尽量减小单位水泥用量，有资料表明每减少单位用量10KG可降低温度1℃，本工程结合实际及地方材料采用PO42.5等级水泥。
②.粗、细集料：粗集料为5-31.5连续级配碎石。它比5-25mm碎石可减少用水量10KG，在相同水灰比情况下水泥减少20KG左右。采用中粗砂，细度模数为2.62、含泥量为1.1%，它比采用细砂每立方用水量减少20KG，相应减少水泥用量，降低钢筋混凝土切割水化热，并防止钢筋混凝土切割干缩。
③.混合料及外加剂：掺入的粉煤灰经检测细度、烧失量、需水量及三氧化硫含量均符合II级粉煤灰指标要求。粉煤灰不仅改善钢筋混凝土切割和易性，减小钢筋混凝土切割用水量，减小泌水和离析，提高钢筋混凝土切割强度，改变钢筋混凝土切割分子结构组织，增加钢筋混凝土切割密实度，同时代部分水泥，降低了水泥用量，从而降低钢筋混凝土切割水化热引起的温度梯度，防止和减少温度裂缝的产生。
④.钢筋混凝土切割配合比的确定：钢筋混凝土切割配合比设计采用绝对体积法。以基准钢筋混凝土切割配合比为基础，按等稠度、等强度为原则。采用超量取代法，粉煤灰取代水泥百分率取13%，粉煤灰超代系数取1.2，即用粉煤灰取代部分水泥，超量部分取代等体积的砂，根据所选材料通过试验室试配确定配合比如下表：
掺入高效缓凝减水剂钢筋混凝土切割初凝为8小时，终凝为12小时，由于掺入粉煤灰改善钢筋混凝土切割和易性，减少泌水和坍落度损失，降低水化热，有利于大体积钢筋混凝土切割施工。
⑤.钢筋混凝土切割浇筑施工方案及工艺：由于主墩承台为3.5M厚度和施工面积较大，钢筋混凝土切割浇筑采用斜坡分层的浇注方案，一个坡度，簿层浇筑，先深后浅，连续浇筑，这种方法能较好适应泵送施工工艺要求，同时控制好上下层钢筋混凝土切割覆盖时间，在下层钢筋混凝土切割未初凝时进行上层钢筋混凝土切割浇筑，以避免钢筋混凝土切割冷缝出现。钢筋混凝土切割振捣必须密实，在不同部位用5台振动棒振捣，振捣棒快插慢拔，掌握正确振捣时间，做到不漏振不过振，提倡二次振捣。
及时按标高刮平表面，用木抹子反复搓压，使其表面密实，初凝前用木抹压光，可以控制钢筋混凝土切割表面的龟裂，减少钢筋混凝土切割表面水分散失，促进钢筋混凝土切割养护。为防止钢筋混凝土切割在硬化过程中表面出现龟裂现象，要及时进行二次抹面，在初凝以后，终凝之前，再用泥刀压光平整，使少量终凝前出现的失水沉降等塑性收缩裂纹得到消除。
⑥.钢筋混凝土切割的养护：在表面施工完毕后，应加强对钢筋混凝土切割的保养，及时用塑料薄膜覆盖钢筋混凝土切割表面，来封闭钢筋混凝土切割中多余拌和水，防止水分蒸发，以实现钢筋混凝土切割自身养护。终凝后覆盖蓬布和草袋，蓬布和草袋的覆盖层数应根据实测温差情况及时进行增减，使钢筋混凝土切割内外温差小于25℃。做好钢筋混凝土切割的保温和保湿，目的是减少钢筋混凝土切割表面热扩散，延长散热时间，减少钢筋混凝土切割表面温度梯度，防止表面裂缝，保证温度缓慢升降，充分发挥钢筋混凝土切割徐变特性，降低温度收缩应力，钢筋混凝土切割洒水养护不小于14天。
⑦.钢筋混凝土切割温度的计算及测温：在大体积钢筋混凝土切割施工中，应充分考虑水泥水化热问题，计算钢筋混凝土切割的温度场温度。(计算过程省略了,需要的话可以重发)根据计算钢筋混凝土切割内部温度得知，在钢筋混凝土切割浇筑后第三天钢筋混凝土切割内部温升为68.9℃，比室外温度26.4℃高42.6℃。我们采取内降、外部保温法，外部保温法通常考虑增加保温层的厚度，若保温层厚度太厚以致不现实时，可考虑在钢筋混凝土切割内部采取降温法，埋置冷却水管，其散热效果明显，目的是减少钢筋混凝土切割表面的热扩散，减小钢筋混凝土切割表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。为使承台中心水化热能更有效地排出，两层分开进水口，使进出水路径缩短。根据承台内部温度和出水口的水温情况，通过控制阀对水循环进行调节，控制承台钢筋混凝土切割温度与外界温差在25℃以内。
⑧.对大体积钢筋混凝土切割应及时掌握钢筋混凝土切割温度变化规律，首先安装测温监控点，在浇筑钢筋混凝土切割前进行埋设，在有代表性地方共设3处，每处设上中下3点，下点在底板向上20cm，上点在顶板向下20cm，中间点，对每处每点进行编号，对温度测温线绑扎在钢筋骨架上，温度传感探头避免接触钢筋。为了便于操作和防潮湿，将露在外面的导线和插头用塑料袋包裹好，测温时将测温线插头插入主机插座中，按下电源开关，主机显示屏可显示测点温度，注意插头有正负极，该仪器可读出该处最大、最小、平均值。由专人按一定时间间隔使用数字式电子测温仪进行测温监控，钢筋混凝土切割浇筑后1～5d每2h测一次，第6～10d每4h测一次，同时测出基坑大气温度及覆盖物下温度，进出水口的水温。对各处各点温度进行记录并进行分析，决定采取对钢筋混凝土切割内降、还是外部保温法措施。
大体积承台钢筋混凝土切割施工，采用多种措施进行温度控制，避免出现温度裂缝，通过检查，钢筋混凝土切割内实外光，质量良好，未发现无任何有害裂纹出现，以上温控措施是成功有效的。
文章来源： 永年加固公司 本文链接: http://lubanwang.com/a_20130621005322.html 任何关于加固工程的问题和建议，敬请咨询：0591-87868646
B1312公路拓宽改建筑加固工程平胜大桥，位于佛山市禅城区环市镇西南部，西起同三立交东至B1312公路三号机孔桥，全长2020km，分南北集散车道设计，跨越东平水道，根据规划Ⅲ级航道标准，跨径布置80M×140M×80M，结构形式三向预应力钢筋混凝土切割连续箱梁，截面为单箱单室直腹板结构，主墩承台为矩形，截面尺寸为15.0M×11.8M×3.5M，单根承台钢筋混凝土切割620方，要求一次性完成钢筋混凝土切割浇注，不留施工缝,属大体积钢筋混凝土切割。由于主墩承台钢筋混凝土切割施工期间为6月份天气较热，施工期间环境温度影响较大，特别是基坑钢板桩围堰，基础底处于地面下9M左右，坑内空气流通较慢，加剧了钢筋混凝土切割表面温度。
二、大体积钢筋混凝土切割温度裂缝
钢筋混凝土切割结构开裂原因：变形作用引起的裂缝和荷载作用引起的裂缝。在大体积钢筋混凝土切割浇筑初期，水泥的水化作用放出大量水化热，但由于钢筋混凝土切割表面散热条件好，因而温度上升较少，而钢筋混凝土切割内部由于散热条件差，热量散发少，内部温度上升较快，体积膨胀，导致形成温度梯度，形成内约束力，结果钢筋混凝土切割内部产生压应力，在表面引起拉应力，当这些拉应力超出钢筋混凝土切割的抗裂能力时，即会在钢筋混凝土切割表面出现裂缝。
后期水泥水化热基本释放，钢筋混凝土切割内部温度逐渐降温，引起钢筋混凝土切割冷却收缩，再加上钢筋混凝土切割中多余水分蒸发等引起体积收缩变形，二者由于受到基础或老混凝上的约束，导致温度拉应力。当温度应力超过钢筋混凝土切割抗拉强度时，会从约束面向上形成裂缝，如果温度应力足够大，可以形成贯穿结构的整体裂缝，影响结构整体使用。温度控制、防止裂缝发展，是大体积钢筋混凝土切割结构施工中解决的难题，对此必须采取相关技术措施。
三、技术措施
针对该工程的实际情况，从材料优选用，配合比优化设计，钢筋混凝土切割浇筑方案，养护措施及测温控制等多方面综合措施进行温度控制，以提高结构抗裂性，避免引起内外温差过大而出现裂缝。根据本工程特点选择优质的原材料，优化钢筋混凝土切割配合比设计，增大骨料用量，减小砂、石中含泥量，以减小水泥和水用量，以降低钢筋混凝土切割水化热。拟采用如下原材料：
①.水泥：由于主墩承台3.5M厚度，水泥在水化过程中产生大量热量，聚集在结构内部不容易散发，使钢筋混凝土切割内部温度升高，因此在施工中选择水化热较低的水泥以及尽量减小单位水泥用量，有资料表明每减少单位用量10KG可降低温度1℃，本工程结合实际及地方材料采用PO42.5等级水泥。
②.粗、细集料：粗集料为5-31.5连续级配碎石。它比5-25mm碎石可减少用水量10KG，在相同水灰比情况下水泥减少20KG左右。采用中粗砂，细度模数为2.62、含泥量为1.1%，它比采用细砂每立方用水量减少20KG，相应减少水泥用量，降低钢筋混凝土切割水化热，并防止钢筋混凝土切割干缩。
③.混合料及外加剂：掺入的粉煤灰经检测细度、烧失量、需水量及三氧化硫含量均符合II级粉煤灰指标要求。粉煤灰不仅改善钢筋混凝土切割和易性，减小钢筋混凝土切割用水量，减小泌水和离析，提高钢筋混凝土切割强度，改变钢筋混凝土切割分子结构组织，增加钢筋混凝土切割密实度，同时代部分水泥，降低了水泥用量，从而降低钢筋混凝土切割水化热引起的温度梯度，防止和减少温度裂缝的产生。
④.钢筋混凝土切割配合比的确定：钢筋混凝土切割配合比设计采用绝对体积法。以基准钢筋混凝土切割配合比为基础，按等稠度、等强度为原则。采用超量取代法，粉煤灰取代水泥百分率取13%，粉煤灰超代系数取1.2，即用粉煤灰取代部分水泥，超量部分取代等体积的砂，根据所选材料通过试验室试配确定配合比如下表：
掺入高效缓凝减水剂钢筋混凝土切割初凝为8小时，终凝为12小时，由于掺入粉煤灰改善钢筋混凝土切割和易性，减少泌水和坍落度损失，降低水化热，有利于大体积钢筋混凝土切割施工。
⑤.钢筋混凝土切割浇筑施工方案及工艺：由于主墩承台为3.5M厚度和施工面积较大，钢筋混凝土切割浇筑采用斜坡分层的浇注方案，一个坡度，簿层浇筑，先深后浅，连续浇筑，这种方法能较好适应泵送施工工艺要求，同时控制好上下层钢筋混凝土切割覆盖时间，在下层钢筋混凝土切割未初凝时进行上层钢筋混凝土切割浇筑，以避免钢筋混凝土切割冷缝出现。钢筋混凝土切割振捣必须密实，在不同部位用5台振动棒振捣，振捣棒快插慢拔，掌握正确振捣时间，做到不漏振不过振，提倡二次振捣。
及时按标高刮平表面，用木抹子反复搓压，使其表面密实，初凝前用木抹压光，可以控制钢筋混凝土切割表面的龟裂，减少钢筋混凝土切割表面水分散失，促进钢筋混凝土切割养护。为防止钢筋混凝土切割在硬化过程中表面出现龟裂现象，要及时进行二次抹面，在初凝以后，终凝之前，再用泥刀压光平整，使少量终凝前出现的失水沉降等塑性收缩裂纹得到消除。
⑥.钢筋混凝土切割的养护：在表面施工完毕后，应加强对钢筋混凝土切割的保养，及时用塑料薄膜覆盖钢筋混凝土切割表面，来封闭钢筋混凝土切割中多余拌和水，防止水分蒸发，以实现钢筋混凝土切割自身养护。终凝后覆盖蓬布和草袋，蓬布和草袋的覆盖层数应根据实测温差情况及时进行增减，使钢筋混凝土切割内外温差小于25℃。做好钢筋混凝土切割的保温和保湿，目的是减少钢筋混凝土切割表面热扩散，延长散热时间，减少钢筋混凝土切割表面温度梯度，防止表面裂缝，保证温度缓慢升降，充分发挥钢筋混凝土切割徐变特性，降低温度收缩应力，钢筋混凝土切割洒水养护不小于14天。
⑦.钢筋混凝土切割温度的计算及测温：在大体积钢筋混凝土切割施工中，应充分考虑水泥水化热问题，计算钢筋混凝土切割的温度场温度。(计算过程省略了,需要的话可以重发)根据计算钢筋混凝土切割内部温度得知，在钢筋混凝土切割浇筑后第三天钢筋混凝土切割内部温升为68.9℃，比室外温度26.4℃高42.6℃。我们采取内降、外部保温法，外部保温法通常考虑增加保温层的厚度，若保温层厚度太厚以致不现实时，可考虑在钢筋混凝土切割内部采取降温法，埋置冷却水管，其散热效果明显，目的是减少钢筋混凝土切割表面的热扩散，减小钢筋混凝土切割表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。为使承台中心水化热能更有效地排出，两层分开进水口，使进出水路径缩短。根据承台内部温度和出水口的水温情况，通过控制阀对水循环进行调节，控制承台钢筋混凝土切割温度与外界温差在25℃以内。
⑧.对大体积钢筋混凝土切割应及时掌握钢筋混凝土切割温度变化规律，首先安装测温监控点，在浇筑钢筋混凝土切割前进行埋设，在有代表性地方共设3处，每处设上中下3点，下点在底板向上20cm，上点在顶板向下20cm，中间点，对每处每点进行编号，对温度测温线绑扎在钢筋骨架上，温度传感探头避免接触钢筋。为了便于操作和防潮湿，将露在外面的导线和插头用塑料袋包裹好，测温时将测温线插头插入主机插座中，按下电源开关，主机显示屏可显示测点温度，注意插头有正负极，该仪器可读出该处最大、最小、平均值。由专人按一定时间间隔使用数字式电子测温仪进行测温监控，钢筋混凝土切割浇筑后1～5d每2h测一次，第6～10d每4h测一次，同时测出基坑大气温度及覆盖物下温度，进出水口的水温。对各处各点温度进行记录并进行分析，决定采取对钢筋混凝土切割内降、还是外部保温法措施。
大体积承台钢筋混凝土切割施工，采用多种措施进行温度控制，避免出现温度裂缝，通过检查，钢筋混凝土切割内实外光，质量良好，未发现无任何有害裂纹出现，以上温控措施是成功有效的。
文章来源： 永年加固公司 本文链接: http://lubanwang.com/a_20130621005322.html 任何关于加固工程的问题和建议，敬请咨询：0591-87868646
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