大体积混凝土施工温度控制研究.pdf

40 铁 道建筑 Ra i l wa y En g i n e e r i ng 文章 编号 ： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 4 0 0 2 大体 积混凝土施 工温度控 制研究 马少雄 ， 刘超群 ， 符 敏 ( 1 陕西铁路工程 职业技术学 院， 陕西 渭南7 1 4 0 0 0 ；2 陕西 省冶金设计 院， 西安7 1 0 0 3 2 ) 摘 要 ： 大体积混 凝 土施 _ T - 的技 术 关键 是 降低胶凝 材料 的 水化 热 ， 从 而 降低 混凝 土 的 绝热 温 升 ， 减 少混凝 土 内外 温差 ， 控 制 温度 应 力 ， 以达 到控制 混凝 土开裂 的 目的 。本文 以新建铁 路 西平线 X P S 一 1标段 田 家窑 二 号 大桥 承 台为例 ， 介 绍 大体 积 混凝土施 工 温度 控制措 施 ， 为其 它大体积 混凝 土施工提 供具 有可操 作性 的施 工 温度 控 制 依 据 。 关键 词 ： 大体积 混凝 土 温度 控 制 中图分类号 ： U 4 4 3 2 5文献标 识码 ： B 新建 铁路西 安至平 凉线 X P S - 1 标段 田家 窑二号 大 桥 为该条 线上 的重点 工 程 ， 该 大桥 的重难 点 分 项工 程 之一便是 1 墩大体积承台混凝土施工 ， 承台大体积混 凝 土施工 的技术 关键 是 降低 胶 凝 材料 的水 化热 ， 从 而 降 低混凝 土 的绝 热温 升 ， 减 少? 昆 凝 土 内外 温差 ， 控 制温 度应 力 ， 从 而达 到控制 混凝 土开裂 的 目的。 目前 大体积混 凝 土 施工 温 度 控制 方 法 较 多 ， 但 没 有形 成统一 的认识 ， 由于理论探 讨 的复杂性 ， 本文 通过 工程 实践 归纳 出大 体积 混凝土施 工 温度控制 的具体 措 施 ， 为其它 大体积 混凝 土 施工 提 供 具有 可 操 作性 的施 工 温度控 制依据 。 1 承台混凝土施工 田家 窑 二 号 大 桥 1 墩 承 台混 凝 土 用 量 较 大 ， 为 3 4 5 6 m ， 分 2次 浇 筑 完 成 。混 凝 土 由搅 拌 站 ( 3个 ， 其 中七公 司 2个 ， 桥 隧公 司 中咀一 号 隧道 1个 ) 集 中拌 合 ， 每小时 生产 7 0 8 0 m 。混凝 土罐 车 8台( 8 m 罐 车 6台 ， 3 5 m 罐车 2台) 运 送 至 承 台。? 留槽 、 地 泵 输 送入模 。为保 证灌 注 速 度 ， 前后 1 0 I l l ( 桥 台承 台从 墩 侧算起 ， 墩身 承 台从 冲沟 上游 算起 ) 用 溜 槽 ， 以后 用 地 泵 。需 2台 6 0型地 泵 ( 每 台每小 时灌 注 4 0 n l 。 ) 。 灌 注混凝 土时 水平 分 层 斜 向分 段 浇 筑 ， 由一 端 向 另一端 浇筑 。斜 向分段 长 度 4 5 m， 斜度 3 O 。 4 5 。 ， 每层厚 度 0 5 m， 分 层厚 度 也 可 根 据 实 际混 凝 土 供 应 速度确定 ， 保证 在上 一层未 初凝前 浇筑 下一层 混凝 土 。 混凝 土施 工采用 插入 式振动 棒振 捣 ， 振 捣时 ， 振 动 棒垂直插 入 ， 快 入慢 出 ， 其 移动 间距 不 大于振 动棒作 用 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 1 - 1 9 ； 修 回日期 ： 2 0 1 1 - O 1 - 1 6 作者简介 ： 马少雄 ( 1 9 8 2 一) ， 男 ， 陕西延川人 ， 助教 ， 硕士。 半 径 的 1 5倍 ， 即 4 56 0 e m。振捣 时 插点 均 匀 ， 成行 或 交错式 前 进 ， 以免 过 振 或 漏 振 ， 振 动 棒 振 动 时 间约 2 0 3 0 S ， 每一 次振动完 毕后 ， 边 振 动边 徐徐 拔 出振 动 棒 。混凝 土 以不 再下 沉 ， 无 气 泡 冒 出 ， 表 面 泛 光 为度 ， 振 捣时注 意不碰 松模板 或使 钢筋移 位 。 混凝 土拌合 严格按 施工 配合 比配料 ， 砂 、 石 、 水泥 、 水 及外加 剂等原 材料 必 须 经过 质 量 检验 并 符合 要 求 ， 计量 要准确 ， 保证 混凝 土拌合 时间 。 混凝土 浇筑 时按 规定 制 作 混凝 土 试 件 ， 进行 强 度 检查 。现场 技术人 员 要 填写 混 凝 土施 工 记 录 ， 详 细 记 录原材料质量、 混凝土的配合 比、 坍落度、 拌合质量 、 混 凝 土的浇筑 和振捣 方 法 、 浇筑 进 度 和 浇筑 过 程 出现 的 问题 等 ， 以备检查 。 上下层 混凝 土接 茬处 必 须 凿 毛清 洗 干 净后 ， 再 浇 筑 上层混凝 土 。 2大体积混凝土施工温度控制 承 台大 体积混 凝土施 工 的技术关 键是 降低胶凝 材 料 的水化热 ， 从而 降低混 凝土 的绝热 温升 ， 减 少混凝 土 内外 温差 ， 控制温度 应力 ， 从而 达到控 制混凝 土开裂 的 目的。故此 要求配 合 比设 计 为 ： 水 泥用 量 尽 量 降至 最 低 ， 采用高效减水剂以降低水灰比， 骨料采用级配 良好 的砂 石料 ， 以增大 混 凝 土和 易性 ， 由于浇 筑 时 间较 长 ， 混凝 土初凝 时 间要 求 不 小于 8 h 。在 本 次混 凝 土配 合 比设 计 中采 取 的措 施如 下所述 。 2 1 掺 入粉 煤灰 降低水 泥用量 用 3 0 的粉煤灰等量取代水 泥， 可大幅度地降低 混凝 土的绝 热温升 。 2 2 缓 凝型 高性能 减水剂 使用高性能减水剂， 且要求初凝时间约为 8 h左 2 0 1 1 年第 4期 大体积混凝土施工温度控制研究 4 1 右 。最 终达 到延 缓水 泥水 化 放 热 速 度 ， 推 迟 热 峰 出 现 时间 ， 为分层 浇筑 提供 足 够 的间歇 时 间的 目的 。 2 3混 凝土 配合 比设 计 充 分考 虑 了大体 积混 凝 土 的施 工 工艺 、 工作 性 、 耐 久 性要 求 。配 合 比为 ( 普 通 硅 酸 盐 水 泥 2 6 6 k g m ) ： 水 泥 ： 粉 煤 灰 ： 砂 ： 碎 石 ( 51 6 m m) ： 碎 石 ( 1 63 1 5 mm) ： 外 加 齐 0 ： 水 =1 ： 0 4 2 9 ： 2 9 4 7 ： 1 6 2 8 ： 2 4 4 0 ： 0 01 3： 0 5 6 4。 2 4混凝 土 的温控 与 防裂 1 ) 采用 循 环 水 内 冷 却 。冷 却 水 管 + s o m m， 间 距 为 0 8 1 1 ， 检测 入水 和 出水温 度 ， 掌握 降温 效果 。 2 ) 斜向分段水 平分层浇筑 ， 有 利于混凝土散 热。 斜 向分段 长度 45 m， 斜 度 3 0 。 4 5 。 ， 每层 厚 度 不 大 于 0 5 I T I ， 要 保证 在混 凝 土初 凝前 ， 灌注 上层 混凝 土 。 3 ) 布置测 温 。混 凝 土 测 温宜 采 用 热 电偶 测 温法 ， 整个 承 台测 温点 的 布置 分 上 中下 三层 ， 上 下 两层 测 点 以 2 5 IT I 设 一个 点为 宜 ， 中 间层 可 适 当减少 。 4 ) 对 混 凝 土 温 度 进 行 监 控 。在 混 凝 土 浇 筑 期 间 派专 人对 进场 混凝 土 进 行 人模 温度 测 量 、 养 护温 度 测 量并 检查 、 记 录 ， 以确保 质 量 。 5 ) 测 温 。在每 次混 凝土 浇 筑完 成 后 13 d ， 早 午 晚各 测一 次 ， 47 d ， 早 晚各 测 一 次 ， 81 4 d ， 每 天 各 测一 次 。根 据 测温记 录 以确 定修 正养 护方 法 。 6 ) 热工 计算 。本 承 台 属 大体 积 混 凝 土 施 工 ， 为 保 证 施工 质量 ， 防止混凝 土 内部 和表 层 ， 表层 和外 界温 差 过 大 ( 2 5 ) 造 成混 凝 土 内部 和 表面 开裂 ， 除对 配合 比设计进 行 优化外 还 进 行 了混 凝 土 热 工计 算 ， 根 据计 算 结果选 择合 适 的保 降温措 施 。 拌 合物 温度 计算 ( 见 表 1 ) = T i w c ( W c ) l 1 式 中 ， 为混 凝 土拌 合 物 温 度 ； W 为 混 凝 土 中 各 种 材 料 的质 量 ( k g ) ； C为混 凝 土 中各种 材料 的 比热 容 ( k J ( k g K) ) ； n为材 料种 类 ， 这 里取 6 ； T 为 混 凝 土 中各 种 材料 的初 始温度 。 则 T ：1 7 9 6 0 2 5 3 0= 7 1 混 凝 土人模 温 度 T1 = T 。+( ) ( 1+ 2+ 3 ) 式 中 ， 为混凝 土人 模 温度 ； T o 为 混凝 土 拌 合物 温 度 ； 为施工时气温 ， 经调查 ， 估取 6 ； 装车 系数 。 = 0 0 3 2 ； 卸 车 系数 = 0 0 3 2； 运 输 系数 。 = 0 0 3 2 。 故 入模 温度 T =7 1+( 6 07 1 )0 0 9 6 =7 表 1 混凝土拌合物温度 的计算 注 ： 括 号 内数 据 为项 目或 项 目运 算 过 程 。 混凝土绝热温升 T m = Q ( m 。+K F ) ( )= 4 0 0( 2 6 6+0 2 51 1 4 ) ( 2 4 0 O0 9 5 )=5 2 式 中 ， Q为 水泥 2 8 d水 化热 ( k J k g ) ； m， 为混凝 土 中水 泥 ( 包括膨 胀 剂 ) 用 量 ( k g IT I ) ； K为 掺合 料 折减 系 数 ， 粉煤灰取 0 2 50 3 0 ； F为 混凝 土活性掺 合料用 量 ( k g m ) ； C为混 凝土 比热 容 ， 取 0 9 5 k J k g K； p为 混 凝 土密度 ， 取2 4 0 0 k g m 。 由于计 算 出来 的 绝 热 温 升 大 于 混 凝 土 的 实 际 温 升 ， 而且绝 热 温升 与水 泥 的水 化 热 、 龄 期 、 混 凝 土 的厚 度 有关 ， 故 应对 计算 值进 行 修 正 ， 修 正 系数 取 0 8 2 ， 修 正 后 的绝热 温 升为 4 3 ， 混 凝 土 入模 温 度 为 7 ， 则 估 算混 凝土 中心 温度 为 5 O 。 以上计算为估算 ， 仅为确定施工方案提供依据 ， 施 工前 必须 按施 工 时气 温 、 原 材 料 温 度 重 新进 行 准 确 的 热工 计算 。 3 结 语 本 文 以新建 铁 路西平 线 X P S 1 标 段 田家窑 二号 大 桥承台为例 ， 介绍大体积混凝土施工温度控制措施 ， 为 其 它大体 积 混凝 土施 工提 供具 有可 操作 性 的施工 温度 控 制依据 。通 过工 程 实 践 证 明 ， 只要 依 据本 文提 出 的 混凝 土施 工 及温 度控制 方 法 ， 就能获 得 理想 的效果 。 参 考 文 献 1 中华人 民共和 国建设 部 G B 5 0 2 0 4 -2 0 0 2 混凝 土结 构工 程施 工 质 量 验 收 规 范 s 北 京 ： 中 国建 筑 工 业 出 版 社 ， 2 0 0 2 2 刘秉享 混凝土技术 M 北京 ： 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 0 3 周水兴 ， 何兆益 ， 邹益 松 路桥施 工计算 手册 M 北京 ： 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 3 ( 责 任 审编 白敏华)