1、热风炉基础混凝土的施工技术解析摘要：文章结合工程实例，介绍了热风炉基础大体积混凝土施工原理，对温度应力计算进行了阐述，对热风炉基础大体积混凝土裂缝的原因进行了分析,并结合工程实际情况提出控制度裂缝的技术措施，经实践证明，措施合理经济效果良好。 关键词: 热风炉基础；大体积混凝土; 施工技术；裂缝; 控制 中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号： 前言 热风炉基础混凝土体量大, 水泥水化产生的热量不易散失, 混凝土极易产生干缩裂缝和温度裂缝。我们主要从控制混凝土内部最高温度、内外温差、降低温度应力和提高混凝土的极限拉伸强度等几方面入手, 来组织此次大体积混凝土的施工。 1、大体积混凝土
2、施工原理 大体积结构混凝土内部的温升, 几乎是难以避免的, 本着质量可靠、技术先进、便于施工、经济合理的技术思路, 象这一约 1000m3 的大体积混凝土施工只要选用 42.5 号低热矿渣硅酸盐水泥, 通过掺入适量缓凝型减水剂, 延缓水泥水化放热峰值时间, 由第 3 天延至第 9 12 天之间。按结构内部实测温度曲线( 38 58.3 ) , 养护 9 天的劈裂抗拉强度为 1.83N/ mm2。而第 15 天的最大温降引起的收缩应力仅为 0.95N/ mm2。此时结构混凝土抗拉强度还将上升, 仍按保守 9 天抗拉强度计算, 安全系数 k= 1.83/ 0.95= 1.93。这一来, 施工措施(
3、 如: 冷却水、垫层混凝土上设置防裂分格或防裂槽等) 均取消, 同样达到防止裂纹产生的目的, 称之为增强抗裂原理。 2、大体积混凝土裂缝成因 2.1 表面裂缝 其产生的内在机制, 内外温差使混凝土内部、表面产生应力, 若此应力超出了此时混凝土的抗拉强度, 就会产生裂缝。 2.2 收缩裂缝 塑性收缩裂缝: 硬化前的新拌混凝土在凝结过程中由于泌水速度小于蒸发干燥速度, 混凝土又没有足够的塑性时产生的裂缝。自收缩裂缝: 水泥和水发生反应, 其生成物的体积总和小于反应物的体积, 这部分体积差由毛细管等孔隙所取代。水泥浆水化后其绝对体积的减少量约为总体积的 8% 10% 。而自收缩是上述化学收缩的一种,
4、 主要是指混凝土在恒温绝湿的条件下, 由胶凝材料水化作用引起自干燥而造成混凝土宏观体积减少并受到外部约束而引起的裂缝。干燥收缩裂缝: 混凝土进入硬化阶段后, 由毛细孔水分蒸发, 毛细孔的表面张力使混凝土产生收缩应力, 当该应力超出混凝土抗拉强度时产生裂缝。 3、技术准备 3.1 温度应力计算 3.1.1 热温升采用下式计算 T= W/ Cr = 320*230/ 0.96*2400= 3.19 。参考有关资料 4m 厚的基础各龄期温升与绝热温升的关系曲线可知混凝土内部实际温升= 0.74 * T= 0.74 * 3.19= 23.6 。混凝土的入模温度 20 考虑, 所以混凝土的最高温度: =
5、 + 10 = 23.6+ 20 = 43.6 通过覆盖保温混凝土表面最低温度为 21 。 3.1.2 混凝土收缩变形值计算: 按养护 15 天考虑= ( 1-) * M1* M2* M3.M10。其中: 标准状态下的最终收缩值。取 3.24 *。M1; M2;.; M10 为各种条件下的约束系数, 资料查表得:M1= 1.25, M2= M3= M5= M8= M9= 1, M4= 1.42. 3.2 施工准备 3.2.1 施工机具组织, 根据施工组织设计中混凝土浇筑时所使用各种机械数量的计算, 布置实际施工中投入的混凝土泵车, 混凝土运输搅拌车。布置混凝土振动棒。为及时排清大体积混凝土的泌
6、水, 在基础长向的两侧各设潜水泵, 及时抽走泌水。现场配备检测塌落度、测温的各种设备工具, 试块模具。 3.2.2 施工人员组织, 混凝土浇筑劳动力投入高峰期为 80 人。混凝土振动手每班 16 人, 在四个下料口处各 2 人, 负责各自区域内振动棒的移动、泵管的移动、该区域混凝土振捣密实。混凝土下料及安拆泵管人员: 每台泵需 3 人下料及安拆泵管, 主要负责搅拌车出料处的下料。模板及钢筋跟踪监视、加固人员共 4 人, 负责基础四周侧模的看模、加固、埋设件、钢筋的监视及对破坏处的恢复。机械修理人员 1 人, 负责现场小型机具修理( 搅拌车及混凝土泵车由出车单位负责维护保养) 。现场混凝土搅拌车
7、指挥 2 人。现场浇筑的入模温度、气温、混凝土坍落度的检测、记录、浇筑车数记录共 2 人。现场试块制作保养 2 人。找平收光 20 人。电工 2 人, 维护正常的用电、检修电路故障, 架设保温灯电路。现场管理人员 10 人, 分白班、夜班轮流值班,包括技术负责、工程指挥、机动调度、后勤供给等,及时应对混凝土浇筑中的各种异常情况。3.2.3 施工材料的组织, 为确保工程实体的质量,从工程材料和施工材料两个方面都进行了严格的审核, 且全部提前到位。 4、温控的技术措施 为有效地防止大体积混凝土施工中收缩裂缝的出现和开展, 我们从调节混凝土的初凝时间、改善混凝土和易性及流变性能、降低混凝土水化温升值
8、、控制早期裂缝产生, 提高耐久性能等方面采取如下措施。 3.4.1 在砼掺入级粉煤灰及矿粉, 以减少水泥用量, 降低水化热; 同时按设计要求, 在混凝土搅拌时增加 ZY 型添加剂, 掺入量为水泥用量的 7% 。掺入高效缓凝减水剂, 一则是提高砼性能; 二则减少水泥用量, 降低水化热。 3.4.2 控制混凝土入模温度 原材料由搅拌站进行测温, 根据经验公式计算入模温度, 保证混凝土的入模温度 15 左右。若不能达到, 则搅拌混凝土时水应要适当加热, 砂子受冻可用蒸汽化开。混凝土运输时间较短可不考虑温度损失。 3.4.3 安装均热循环水管 安装均热水管的目的是: 在混凝土浇筑前, 将均热水管内充满
9、自来水。水泥开始水化反应和温度上升阶段, 通过密布在混凝土内的水管, 带走热量, 均衡混凝土中心和外表的温度差值, 同时减小混凝土内因水泥水化热的集聚形成集中高温区, 使混凝土内外温度梯度趋向平缓, 避免温差太大造成温度裂缝。另一个目的是在混凝土的降温阶段, 减缓混凝土的降温速度, 帮助散发热风炉基础内部部分不易散发的热量。基础内部采用 580 钢管做循环水冷管, 上下三层, 钢管之间 750 mm, 四个出口, 四个进口 , 四台高压水泵 24 h 不间断抽水 , 降低混凝土的内部温度, 缩小混凝土内外温差。混凝土内部温度稳定后, 在基础回填前, 580 钢管内高压注入 CH- 40 灌浆料
10、。通过保温处理, 砼表面温度控制在 21 , 则混凝土内表温差为 23. 9 , 满足温差控制要求。通过混凝土温度收缩应力计算, 综合温差控制在 25 以下, 温度应力 fceP1. 15, 不会出现温度裂缝。若遇到突然降温在 5以上, 必须从外部进行保温, 我们计划采用两台 5 t 的小锅炉向保温棚内输送蒸汽 , 提高混凝土的表面温度, 减小内外温差。 3.5 混凝土温控的监测 利用智能化的温度测控仪器动态监测大体积混凝土内部温度变化, 发生异常, 应立即采取补救措施( 增加蒸气输入量和输入时间, 提高混凝土表面温度, 减少内表温差 ) , 在基础表面、中部各设 8 个测温点, 每点处分别监
11、测- 1. 75 m, - 0. 10 m 位置处的温度 ; 随时监测混凝土的内部和表面温度,测温间歇采取先频后疏, 砼浇筑后 6 h: 1 次 Ph, 1 d 后: 1 次 P2h, 3 d 后: 1 次 P4h, 7 d 后: 1 次 P6h。 3.6 混凝土的养护 混凝土早期养护目的在于保持适宜的温度条件, 表面温度控制在 20 左右。防止混凝土内温度受大气温度的不利影响产生太大的差异, 使混凝土产生温度裂缝, 因本工程正处于冬期, 更应特别重视保温工作, 温度低时可以增加蒸气输入量和输入时间。砼表面采取塑料薄膜覆盖后, 覆盖两层草袋,并在基础外围采用钢管搭设 1. 5 m 高的临时保温棚, 其上覆盖两层塑料薄膜, 两层草袋。 参考文献 1 赵志缙 , 编著 1 高层建筑基础工程施工 M1 北京: 中国建筑工业出版社, 1986 年第一版 1 2 江正荣, 编著 1 建筑施工工程师手册 M 1 北京: 中国建筑工业出版社, 1992 第一版 1
