高层建筑大体积混凝土质量控制:大体积混凝土测温方法

　　摘要：对高层建筑基础大体积混凝土的质量因素进行了分析，阐述了防止大体积混凝土裂缝产生的重要性，从使用高效减水剂和设计混凝土初凝时间两方面，提出了消除裂缝的具体措施。 　　关键词：高层建筑；大体积混凝土；质量控制
　　中图分类号：TU978 文献标识码：A
　　1 前言
　　与一般的混凝土相比较，大体积混凝土具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。因此，大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度，而是混凝土的裂缝。如何防止大体积混凝土的开裂，一直是工程技术人员长期关心和共同研究的主要课题。
　　2 工程概况
　　某大厦工程，基础厚度为0.9m～1.2m，总方量为3000m3，设计强度等级C40，抗渗等级P6。质量要求高,是典型的高层大体积混凝土工程。为保证施工质量做了充分的准备工作。
　　2.1在通常情况下，人们对混凝土质量的理解存在许多“误区”。主要是将混凝土的强度(抗压强度)作为混凝土质量的主要甚至是唯一的标准，造成很多人只重视强度而忽略其他性能。大体积混凝土的主要指标是它的整体性(大体积)，强度应该是次要因素(当然也要满足要求)。
　　2.2 粉煤灰的认识：很多人认为掺加粉煤灰是一项节能或节约的措施，很少有人认为是不可缺省的技术手段；“粉煤灰取代水泥”一直是人们对粉煤灰的认识，最新研究表明：加入粉煤灰的混凝土有许多独特的性质是普通混凝土所不具备的，因此不能把粉煤灰简单地看作水泥的替代物；粉煤灰混凝土的特殊性在于：对水灰(胶)比和环境温度更为敏感；对水灰(胶)比更为敏感是指：在低水灰(胶)比情况下粉煤灰混凝土强度增长速率比普通混凝土明显；对环境温度更为敏感是指：粉煤灰混凝土在较高温度环境中的强度增长要远远好于普通混凝土。高效减水剂的使用为低水灰(胶)比创造了条件，大体积混凝土的温升为较高的环境温度创造了条件；因此，粉煤灰的应用条件在大体积混凝土中十分优越。
　　2.3 养护的现状。现行的规范、标准多数指出的是要养护多长时间，而没有规定什么时候开始养护。
　　如图1所示：混凝土约束应力是升温产生的膨胀压应力和自收缩产生的拉应力叠加的结果。在温度达不到 以前，混凝土仍处于塑性状态，故为零应力。此后温度上升，混凝土内部产生压应力(这时可以采取降温措施)；温度达到峰值后，开始下降到 时出现第二次零应力，此后即开始产生拉应力。如果在温度达到 ，以后向混凝土浇低于环境温度的凉水就可能产生“热振”，产生开裂。所以，必须控制洒水的时间和洒水的温度。做到及“早”、尽“早”养护，养护时间长短适当。水灰比越低越需要即时加强外部补充水养护，但时间可以短些，一般0．45水灰比养护7d就可以，不必再延长养护时间。
　　2．4 “冷缝”是指现浇混凝土与已浇筑混凝土之间，由于间隔时间过长形成的隐形缝隙。现在对这种缝隙没有现有规范和标准进行检验。只是认为“只要在初凝前接茬就没有问题”。混凝土接茬时间的控制：混凝土凝结到什么程度以前，它与新浇筑的混凝土之问粘结会不会受到损害呢?为此，对不同凝结程度的接缝处混凝土力学强度进行了试验。
　　先在试模内浇筑一半混凝土，待这部分混凝土凝结程度达到贯人阻力的1.0MPa、2.0MPa和3.5MPa时，再浇筑另一半混凝土。劈裂试验结果说明，随着浇筑第二层混凝土时第一层混凝土凝结程度的增加(贯入阻力由1.0MPa增加到3.5MPa)，接缝处劈裂抗拉强度降低。将上述成型试件在接缝处劈开，发现贯入阻力为3.5 MPa时浇筑第二层混凝土的试件，在接缝处整齐地劈为两半，由此可见，接缝处的两层混凝土并没有结合成为整体，然而当一层混凝土贯入阻力为1．0 MPa时，再浇筑第二层混凝土的试件，没有一试件在接缝处破裂，更没有整齐地劈为两半，接缝处具有良好的整体性。试验表明，当先浇筑的混凝土凝结进展到达初凝(贯入阻力3.5 MPa)，再浇筑上面一层新混凝土，会产生冷缝，两层混凝土之间的粘结会受到严重的损害，接缝处强度降低．结构不具有整体性。要避免形成冷缝，使两层混凝土结合完整，应该在先浇筑的混凝土凝结进展到贯入阻力1.0 MPa～3.5 MPa以前浇筑新混凝土。
　　新拌混凝土达到初凝时，很难对混凝土进行有效的振动捣实，虽然振动棒在自身重量的作用下能够下沉，振动棒周围的混凝土也能够形成流体，但只在振动棒周围的小范围内，捣实半径太小，从实用角度看，振动捣实应该在混凝土的贯入阻力达到1.0 MPa以前完成。对膨胀剂的盲目迷信。许多单位在大体积混凝土掺加膨胀剂，认为“膨胀可以抵消或抵抗收缩”。
　　3 实施应用
　　3.1 原材料
　　3.1.1选择低热矿渣水泥――山化天脊矿渣42．5级水泥。
　　3.1.2 选用优质粉煤灰。
　　3.1.3 采用优质缓凝高效减水剂。
　　3.1.4 选用优质粗细骨料，严格控制含泥量。
　　3.2 配合比(见表1)
　　采用大掺量粉煤灰技术，取代量28％ 、重量比达39％ ；缓凝高效减水剂的缓凝作用可降低水化热峰值；推迟凝结时间(保证施工接茬，消除冷缝)；减水作用可保证混凝土的低水灰比，以达到高强度要求，同时满足混凝土和易性(泵送)要求。为延缓水化热放出，采用60d龄期考察混凝土强度。
　　3.3 对“冷缝”进行控制
　　按照现场的混凝土接茬时间，设计混凝土的凝结时间。在现场模拟制作的6组试件，标养7d后进行劈裂试验。
　　3．4 养护 混凝土浇筑后立即覆盖塑料薄膜保湿养护，终凝后立即向混凝土洒水养护(揭起薄膜)，保湿7d；在3d后要控制洒水的水温，不得把冰凉的自来水直接洒向混凝土。而要在水箱中晒一晒停一段时间将水温升至环境温度再洒水；根据现场情况，为防止混凝土内外温差大于标准规定的25℃ ，应进行保温养护。
　　4 运用情况 对混凝土进行现场取样、制作试件；对混凝土进行测温，温差最大的为19℃；制作的“冷缝”检查试件，无一在接缝处劈裂；泵送顺利、情况良好；混凝土表观整洁、光滑、密实，无通病。
　　5 结语
　　5.1 料是根，质量必须严格控制。
　　5.2 配合比是核心，应用最新的技术成果和科学理论。
　　5.3 “混凝土初凝之前接茬”是误区，振动捣实应该在混凝土的贯入阻力达到1．0 MPa以前完成才安全。
　　5.4 养护是关键，必须正确科学养护；以“尽早养护”代替及时养护。
　　5.5 现场控制才能把技术成果转化为生产力，取得良好的社会、经济效益。
　　参考文献
　　[1]刘秉京．混凝土技术[M]．北京：水利出版社，1998．
　　[2]覃维祖．混凝土整体论[J]．建筑技术，2003 (1)：16-18．
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文