中铝国际(天津)建设有限公司 天津 300308
摘要:随着现浇混凝土技术和机械化施工水平的提高,大流动度、高强、高性能的预拌混凝土将广泛应用在冶金、交通、电力(包括核电)、民用、军事等大体积混凝土工程施工中,夏季浇筑大体积混凝土时为了控制混凝土温升峰值,需要通过控制胶凝材料温度、冷却骨料、冰水拌合等方法,降低混凝土的入模温度,从而控制入模温度不高于30℃。
关键词:大体积混凝土;入模温度
Abstract:wtth the improvement of cast-in-place concrete technology and mechanization construction level, high fluidity, Gao Qiang, high performance ready mixed concrete will be widely used in metallurgy, transportation, electric power (including nuclear power) , civil, military and other mass concrete engineering construction, in order to control the peak value of concrete temperature rise during pouring mass concrete in summer, it is necessary to control the temperature of cementitious material, cool aggregate and mix with ice water to reduce the mold temperature of concrete, therefore, the temperature of injection mouldcan not be higher than 30 °C.
Key words: Mass Concrete, mold temperature
1、引言
吕梁体育中心体育场项目屋盖结构为组合钢网壳屋盖承载体系,为大跨度空间结构,采用四脚支撑的混凝土双曲扁壳外形,水平投影长宽为204m×160m,中心点矢高48m,基础由四个拱脚承台(尺寸25.2m*25.2m*10m,C40P6)和四条拉梁(尺寸3.4m*2.8m和3.4m*2.5m)大体积混凝土组成,承载起上部屋盖1.8万吨自重荷载。拱脚承台基础混凝土施工正值夏季7月,室外最高气温达到42℃,平均高温28℃,平均低温19℃,因混凝土实体最小尺寸≥5米中心将处于绝热状态,没有同类施工经验可借鉴,为控制入模温度不高于30℃,需要采取措施降低混凝土的入模温度。
2、影响混凝土入模温度的主要因素
胶凝材料温度、骨料、搅拌用水、现场运输、泵送摩擦升温、模板和钢筋温度影响等几个环节均影响入模温度,根据现场试验混凝土运输和泵送过程及高温时段模板钢筋温度的影响,温升值在1.9-2.9℃之间,因此混凝土出机温度控制不高于27℃。
3、配合比设计
配合比设计:通过多种方案试配优选配合比,水泥:华润水泥厂42.5普通硅酸盐水;粉煤灰柳林电厂≧Ⅱ级,粒化高炉矿粉S95;中砂临县碛口黄河砂和石粉;碎石方山信源石料厂5-25mm;外加剂山西欣盛源建材有限公司聚羧酸系缓凝高效减水剂减水率≧25%,掺量2.2-2.7%;水地下井水15-16℃。
选用的配合比为:
由表可知选择低水泥用量的配合比施工改善混凝土和易性,降低水灰比,延缓水化热。加入粉煤灰、矿粉和聚羧酸高性能减水剂(缓凝型)后减少水泥用量降低了混凝土内部水化热缓凝型外加剂延缓了水泥水化速率避免水化热过于集中可降低混凝土内部峰值水泥、粉煤灰、矿粉和砂中大量的细颗粒既有利于泵送又可增大混凝土徐变量引起应力松弛抵消一部分温度应力对大体积混凝土应力。
4、入模温度控制的主要措施
1)水泥:与水泥生产厂家签订合同,通过将新生产的水泥在水泥厂储存15天以上冷却,使水泥的热量充分释放确保施工时水泥温度≤60℃,同时满足一次浇筑混凝土的水泥用量;对进场水泥做到每车都要检测入场温度高于60℃的水泥不予接收,同时将水泥罐采取遮阳网覆盖防晒措施。
2)搅拌用水加冰块:搅拌用水通过加入冰降至5℃以下,每次浇筑需要850t,需要冰100.3t,4个承台共需401.2t。
每立方15℃水降至5℃用冰量:
X=(TWO-TW)×1000/(80+TW)=(15-5)×1000/(80+5)=118Kg/m³
式中:X—每吨水需加冰量(Kg)
TWO—加冰前水的温度(℃)
TW—加冰后水的温度(℃)
每个承台用冰量:850×0.118=100.3t。
3)在制冰厂租用一间100㎡以上冷库,作为临时储库,现用现拉,保证在放入水中之前冰的温度在零下18℃以下,同时保证与水能够及时融化降温。
4)砂、石遮阳:砂石通过搭设遮阳网、晒冰水控制平均温度25℃。
5)运输罐车加罐衣:所有罐车安装罐衣防止太阳直接暴晒,罐衣外表洒水降温。
6)现场泵送管包裹棉毡防止太阳热能传递,安排专人负责过程保持浇湿降温。
7)浇筑位置设置轴流风机:在承台钢筋顶面设置两台轴流风机,以降低混凝土浇筑过程温度。
理论计算:
T0=[0.92(mceTce+msaTsa+mgTg+msTs)+4.2Tw(mw-wsamsa-wgmg)+cw(wsamsaTsa+wgmgTg)-ci(wsamsa+wgmg)]/[4.2mw+0.92(mce+msa+mg+ms)]=24.81℃
T1=T0-0.16(T0-Ti)=26.12℃
T2=T1-(at+0.032n)(T1-Tp)=26.29℃
T3=(CnT2+GmCmTm)/(GnCn+GmCm)=27.2℃
5、采取措施后的效果
采取以上措施后实际测试,水泥温度55-60℃;掺合料35-40℃;砂子25-30℃;石子30-35℃;水1-2℃。四次浇筑承台基础出机温度分别最高为24.2℃、25.9℃、25.5℃、26.1℃,入模温度分别为最高为25.4℃、28.5℃、27.5℃、29.8℃,达到了规范要求,满足施工要求。
6、经验总结
以后在浇筑类似大体积混凝土时应加强各单位积极配合搅拌站实验室加大对混凝士出机温度检测和监控的力度密切关注温度变化趋势并努力寻找相应的规律;现场检测人员对到场的混凝土做到每车都要测试混凝土温度;维修人员密切注意机器设备运转情况,提高设备运转率;生产调度保持与施工现场的联系和沟通合理安排生产进度防止罐车在现场的过度停滞留。生产前可对机组和罐车用冷水进行预先冷却以降低温度。
参考文献
[1]大体积混凝土施工标准解析与应用指南.林松涛.2018.12
[2]《建筑工程冬期施工规程》JGJ/T104-2011