【摘 要】 泵送混凝土已逐漸成為混凝土施工中一個常用的品種。它具有施工速度快,質(zhì)量好,節(jié)省人工,施工方便等特點(diǎn)。因此廣泛應(yīng)用于一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)混凝土、橋梁道路混凝土、大體積混凝土、高層建筑結(jié)構(gòu)混凝土等工程。它既可以作水平及垂直輸送也可用布料直接澆注。它要求混凝土不但要滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性等,還要滿足管道輸送對混凝土拌合物的要求,即要求混凝土拌合物有良好的可泵性。本文就某酒店(30 層)大型基礎(chǔ)底板泵送商品混凝土,在夏季高溫施工條件下,通過嚴(yán)格控制混凝土溫度、降低內(nèi)外溫差、預(yù)防收縮縫、運(yùn)程35km的情況下減少坍落度損失、延緩凝結(jié)時間,確保順利泵送和澆筑質(zhì)量所采取的一系列技術(shù)措施及其取得的效果。
【關(guān)鍵詞】 混凝土;泵送商品混凝土;超遠(yuǎn)距離
【中圖分類號】 TU528.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【文章編號】1001 - 6864(2008) 02 - 0157 - 02
1 工程概況和特點(diǎn)
某酒店建筑面積42500m2 ,主樓28 層,為內(nèi)筒外框鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),總高度107m ,裙房3～4 層,地下2 層,主樓地下室由104 根1000 鉆孔灌注樁支承,基坑挖深8.7m ,混凝土底板厚2.6m ,混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C30 ,混凝土總量3500m3 (其中主樓底板2700m3 ) ,全部采用泵送商品混凝土,坍落度12±2cm ,要求一次連續(xù)澆筑,不留施工縫。
工程特點(diǎn)是: ①混凝土運(yùn)輸距離遠(yuǎn),從攪拌站到酒店施工現(xiàn)場達(dá)35km ,且市區(qū)交通擁擠, 道路堵塞嚴(yán)重,在通行相對正常的情況下,混凝土運(yùn)達(dá)現(xiàn)場約需1.25～1.5h ; ②基礎(chǔ)混凝土澆筑按工期和施工進(jìn)度要求,安排在8 月上旬,正值盛暑炎熱,且當(dāng)年出現(xiàn)百年一遇長達(dá)兩個月的持續(xù)高溫,日最高溫度達(dá)39 ℃; ③結(jié)構(gòu)體積大,主樓基礎(chǔ)長寬各33m ,厚2.6m ,且嵌有暗梁,鋼筋密集,施工技術(shù)要求高。根據(jù)這些特點(diǎn),除必須滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性等要求外,其關(guān)鍵是確?；炷恋目杀眯?控制混凝土的最高溫升及其內(nèi)外溫差,防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫。
2 施工技術(shù)措施
大體積混凝土由外荷載引起的裂縫的可能性很小,而混凝土硬化期間水化過程釋放的水化熱和澆筑溫度所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用,由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力,是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。因此,主要采用減少水泥用量以控制水化熱,降低混凝土出機(jī)溫度以控制澆筑溫度,并采取保溫養(yǎng)護(hù)等綜合措施來限制混凝土內(nèi)部的最高溫升及其內(nèi)外溫差,控制裂縫并確保高溫情況下順利泵送和澆筑。
2. 1 限制水泥用量降低混凝土內(nèi)部水化熱
(1) 選擇水泥。選用某水泥廠水化熱較低的# 425 礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化熱與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比,3d 的水化熱約可低30 %。
(2) 摻加磨細(xì)粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75kg ,改善了混凝土的粘聚性和可泵性,還可節(jié)約水泥50kg。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明,每立方米混凝土的水泥用量每增減10kg ,其水化熱引起混凝土的溫度相應(yīng)升降1～1.2 ℃,因此可使混凝土內(nèi)部溫度降低5～6 ℃。
(3) 選用優(yōu)質(zhì)外加劑。為達(dá)到既能減水緩凝,又使坍落度損失小的要求,經(jīng)比較,最后選用了效果明顯優(yōu)于木鈣的E.A —2 型緩凝減水劑,可減少拌和用水10 %左右,相應(yīng)也減少了水泥用量,降低了混凝土水化熱。
(4) 充分利用混凝土后期強(qiáng)度。實(shí)踐證明,摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰混凝土后期強(qiáng)度較高,在一定摻量范圍內(nèi)60d 強(qiáng)度比29d 約可增長20 %左右。同時按(GBJ 146 —90)《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》,地下室內(nèi)工程宜用60d 齡期強(qiáng)度的規(guī)定。
為了進(jìn)一步控制溫升,減少溫度應(yīng)力,根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載情況,征得設(shè)計(jì)單位同意,將原設(shè)計(jì)混凝土28d 齡期C30改為60d 齡期C30 (即用28d 齡期C25 代替設(shè)計(jì)強(qiáng)度) ,這樣可使每立方米混凝土的水泥用量減少50kg ,混凝土溫度相應(yīng)隨之降低5～6 ℃。
(5) 綜合上述因素,考慮高溫和遠(yuǎn)距離運(yùn)送造成的坍落度損失較大,取出機(jī)坍落度18 ±2cm,水泥用量控制在370kgPm3以下。由于降低水泥用量可降低混凝土溫度16～18 ℃。
2. 2 用原材料降溫控制混凝土出機(jī)溫度
根據(jù)由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理,可求得混凝土的出機(jī)溫度T,說明混凝土的出機(jī)溫度與原材料的溫度成正比,為此對原材料采取降溫措施: ①將堆場石子連續(xù)澆水,使其溫度自澆水前的56 ℃降至澆水后的29 ℃ ,且可預(yù)先吸足水分,減少混凝土坍落度損失; ②黃砂在江邊碼頭起水時,利用江水淋水冷卻,使之降溫; ③雖混凝土中水的用量較少,但它的比熱最大,故在攪拌混凝土用的3 只貯水池內(nèi)加入冰塊,使水溫由31 ℃降到24 ℃,總共用去冰塊75t 。這樣一來,經(jīng)計(jì)算出機(jī)溫度T 為32.8 ℃,37 次實(shí)測的平均實(shí)測值33.2 ℃,送達(dá)現(xiàn)場的實(shí)測溫度為34.60 ℃,從而使入模溫度大為降低。
2. 3 控制混凝土澆筑溫度
嚴(yán)格控制澆筑流程,合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。對已澆筑的混凝土,在終凝前進(jìn)行二次振動,可排除混凝土因泌水,在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度,并減少內(nèi)部裂縫與氣孔,提高抗裂性。在高溫季節(jié)泵送,宜用溫草袋覆蓋管道進(jìn)行降溫,以降低入模溫度。
對于出機(jī)溫度和澆筑溫度的控制,世界各國都非常重視,并有較明確的規(guī)定:我國(SDJ207 - 82)《水工混凝土施工規(guī)范》中規(guī)定:高溫季節(jié)施工時,混凝土最高澆筑溫度,不得超過28 ℃。為求得統(tǒng)一, (GB50204 - 92)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》也規(guī)定了這個溫度值。日本規(guī)范規(guī)定:暑期混凝土的攪拌溫度為30 ℃以下,澆筑時的混凝土溫度應(yīng)低于35 ℃;對于大體積混凝土的溫度,規(guī)定拌制時為25 ℃以下,澆筑時要在30 ℃以下。前蘇聯(lián)規(guī)范規(guī)定:暑期施工時,當(dāng)澆筑表面系數(shù)大于3 的結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r,混凝土拌合物從攪拌站運(yùn)出時的溫度應(yīng)當(dāng)不超過30～35 ℃,而對于表面系數(shù)小于3 的大體積結(jié)構(gòu),混凝土拌合物溫度應(yīng)盡可能降低,且不超過20 ℃。美國規(guī)范規(guī)定:在炎熱的氣候條件下,澆筑溫度不得超過32 ℃。德國規(guī)范規(guī)定:在炎熱氣候時,新拌混凝土溫度,在卸車時不得超過30 ℃。
為了降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度。最有效的方法是降低原料溫度,混凝土中石子比熱較小,但每立方米混凝土中石子所占重量最大,所以最有效的辦法是降低石子溫度。在氣溫較高時,為了防止太陽直接照射,可以在砂石堆場搭設(shè)簡易遮陽棚,必要時可向集料噴淋霧狀水,或者在使用前用冷水沖洗集料。國外也有的攪拌混凝土?xí)r加冰塊冷卻。除此之外,攪拌運(yùn)輸車罐體、泵送管道保溫、冷卻也是必要的措施。
2. 4 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)
為了嚴(yán)格控制大體積混凝土的內(nèi)外溫差,確保混凝土質(zhì)量,減少裂縫,養(yǎng)護(hù)是一個十分重要和關(guān)鍵的工序,必須切實(shí)做好。
混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫。由于散熱時間延長,混凝土強(qiáng)度和松弛作用得到充分發(fā)揮,使混凝土總溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度,防止了貫穿裂縫的產(chǎn)生。澆筑時間不長的混凝土,仍然處于凝結(jié)、硬化過程,水泥水化速度較快,適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生收縮裂縫。同時在潮濕條件下,可使水泥的水化充分、完全,從而提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。
2. 5 通過監(jiān)控及時掌握混凝土溫度動態(tài)變化
(1) 溫度監(jiān)控的最終目的是為了掌握混凝土內(nèi)部的實(shí)際最高溫升值和混凝土中心至表面的溫度梯度,保證規(guī)范要求的內(nèi)部與表面的溫差小于25 ℃及降溫速率。
(2) 溫度是直接關(guān)系整個混凝土基礎(chǔ)質(zhì)量的關(guān)鍵。為了客觀反映混凝土溫度狀況,進(jìn)行原材料溫度、出機(jī)溫度、入模溫度、自然溫度、覆蓋養(yǎng)護(hù)溫度、混凝土內(nèi)部溫度、棚內(nèi)溫度等7 個項(xiàng)目的測試,便于及時調(diào)整溫控措施。
3 質(zhì)量保證措施
(1) 準(zhǔn)確計(jì)量:在混凝土質(zhì)量控制的過程中,準(zhǔn)確計(jì)量是重中之重。特別是水的用量,一定要扣除砂、石的含水量,水膠比的誤差值低。
(2) 清除梁、柱、基礎(chǔ)、坑槽內(nèi)積水:在施工前,沖洗鋼筋,潤濕模板等作業(yè)或下雨過后,在上述部位通常容易積水,當(dāng)混凝土流動至該部位時,就會因局部水膠比過大而出現(xiàn)強(qiáng)度驟降,不深過大時更可能出現(xiàn)離析水洗現(xiàn)象,而導(dǎo)致夾砂層、夾石層,所以積水必須清除干凈。
(3) 防止漏漿:由于混凝土流動性大,當(dāng)模板有大于2cm2 后的孔洞時,極易造成漏漿。漏漿將使混凝土產(chǎn)生蜂窩、麻面,嚴(yán)得者引起局部疏松,造成強(qiáng)度喪失,必須打掉重新澆筑。
(4) 防止浮漿過厚:機(jī)械振搗的方式與時間應(yīng)按施工手冊具體規(guī)定執(zhí)行,當(dāng)澆柱子、大體積基礎(chǔ)及梁體時,在施工末階段應(yīng)灑布碎石(清洗干凈的) ,以均衡骨科含量。當(dāng)浮漿析水時,還應(yīng)適當(dāng)加入適量同品牌同批號的水泥,改善水膠比。當(dāng)浮漿過厚,應(yīng)在下道工序前清除浮漿。
(5) 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)由于摻入粉煤灰和塑化劑,故必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。特別是澆筑成型后14 天內(nèi)應(yīng)保持濕潤狀態(tài),使粉煤灰與Ca (OH) 2 產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),形成膠凝組分,從而提高混凝土強(qiáng)度。
4 結(jié)語
混凝土的質(zhì)量是由多方面構(gòu)成的,從生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù),每個過程都將對其造成直接影響。故此應(yīng)加強(qiáng)控制。而輸送工藝的改進(jìn)與革新,例如混凝土超遠(yuǎn)距離泵送施工工藝,技術(shù)上是可行的,而從經(jīng)濟(jì)上分析,能降低能耗,減少人工與機(jī)械投入,從而節(jié)約成本,提高功率。
