高温条件下大体积混凝土施工技术.pdf

2 0 1 3 年 第 9期 (总 第 2 8 7 期 ) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 3 ( T o ml No 2 8 7 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHN0LOGY d o i ： 1 0 3 9 6 9 8 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 3 0 9 0 4 1 高温条件下大体积混凝土施工技术 刘军辉 ，任先松 z ，蔡利兵 z ，石磊 。孟凡雷 ，刘芳 ， ( 1 西麦斯 ( 天津)有限公司，天津 3 0 3 0 0 0 ；2 中铁建工集团有限公司，北京 1 0 0 1 6 0 ) 摘要 ： 通过使用低水化热水泥 ， 降低水泥 的参量和原材料预冷技术 ， 可以有效 的降低混凝土施工时产 出的水化热 ， 降低混凝 土内部温度梯度和表面的温度差 ； 介绍了夏季大体积混凝土的成功施工技术 ， 通过在搅拌水中添加冰块 ， 骨料的喷淋冷水 ， 和骨 料的覆盖和搅拌时间的控制 ， 可以在大气温度达到 3 5 的情况下 ， 将混凝土的人模平均温度控制在 3 0以下； 通过对温度的监 控 ， 该大体积混凝土温差控制在合理范围内。 关键词 ： 高温，大体积，温度梯度，热工计算 ，预冷技术 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 9 0 1 4 4 0 3 Co n s t r u c t i on t e c h n o l og y o f m a s s v o l u m e c o n c r e t e un d e r h i g h t e mp e r a t u r e LI UJ u n hu i ， REN Xi a n s o n g ， CAILi b i n g2 , SHI Le i 2 , M ENG FanLe i ， LI U F a n g ( 1 C e m e x ( T i a n j i n ) C o ， L t d ， T i a n j i n 3 0 3 0 0 0 ， C h i n a ； 2 C h i n a R a i l w a y C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g G r o u p C o ， L t d ， B e i j i n g 3 0 3 0 0 0 ， C h i n a ) Abs t r ac t ： Tho ug h us i n g l o w h e a t of hy d r a t i o n c e me n t ， r e d u c i n g t h e c e me n t d o s a g e a nd p r e c oo l i n g t e c h no l og y， we c an r e d u c e the he at o f h y d r ati on of c o nc r e m， r e d uc e the i n t e rn a l t e mpe r a t u r e g r a d i e n t an d the s u r f a c e of the c o n c r e t e t e mpe r a t u r e di ffe r e nc e Th e c o ns t r u c t i o n t e c hn o l o gy o fma s s c o n c r e t e i n s u mme r wa s i nmo d u c e d， tho ug h a d d i ng i c e in the mi x i n g wa t e r ， s pr a y i ng c o l d a gg r e g a t e， a g g r e g a t e c o v e r - a ge a n d s t i r r i n g t i me c o n t r o l ， the a v e r a ge t e mp e r a t u r e o f c o nc r e t e c o u l d c o n t r o l b e l o w 3 0 de gre e s u n de r the a t mos ph e r i c t e mpe r a t u r e r e a c h e d 3 5 d e gre e T h e r e s u l t s s h o we d t h a t the l a r g e v o l u me c o n c r e t e t e mp e r a t u r e c o n tr o l i n t h e r e a s o n a b l e s c o p e a n d the v o l um e c o n s t r u c t i o n t e c hn o l og y o f ma s s v o l u me c o nc r e m wa s f e a s i b l e u n der hi g h t e mpe r a t u r e K e y wo r d s ： h i 曲 t e mp e r a t u r e ； ma s s v o l u me ； t e m p e r a t u r e g r a d i e nt； th e r ma l c a l c u l a t i o n ； p r e c o o l i n g t e c h n o l o g y 目前 ， 中 国建 筑业发 展非 常 的迅速 ， 特别 是天津 滨 海新区的建设 ， 众多的高层或超高层的钢混结构建筑屹 立在渤海之滨 ， 这些建筑物大多采 用桩基础加筏板基础 ， 因此迫切 的需求 一种全天候 、 简便有效 的超大 体积混凝 土浇筑技 术 1 - 3 】 。 众所 周知 ， 大 体积混凝 土的施工 质量受 温度 的影 响 比较大 ， 包括 出机温度 ， 环境 温度 ， 混凝土水 化温度等 ， 合理的控制温度梯度是防止大体积混凝土出 现裂缝 的关键 ， 也是 当今大体积 混凝土施工质 量控制 的 难点 。 现 阶段控制混凝土温度 主要采用低掺水泥用量 和低 水化热水 泥 ， 外加剂 的合 理选 配 ， 骨料 和水 的温度控制 ， 添加冷凝管等。 但是对于超大混凝土施工， 单一的技术不 能满足质量控 制 的要求 ， 因此对于极 限条件下 的大体 积 混凝土施工技术的探讨 ， 成了大体积混凝施工技术进一 步完善的必要补充 7 - 9 。 我公司为中铁建工集团“ 天津滨海 新区诺德英蓝项 目” 浇筑超大体积混凝土底板提供的混 凝 土 ， 在夏季高温 ( 温超过 3 0) 施工 时 ， 采用严 格的配 合 比设计 ， 准确的热工模拟计算 ， 全面的原材料温度控 收稿 日期：2 0 1 3 - 0 3 - 2 8 1 4 4 制 ， 严格的养护等综合措施 ， 圆满 的完成了大体积混凝土 的浇筑 1 1 1 】 。 1 工程 概 况 1 1 工程介绍 诺德英蓝 国际金融 中心工程是 由华东建筑设计研究 院有 限公 司和天津华汇工程建筑设计有 限公 司联合设计 的主楼核心筒 +巨柱钢框架组合楼盖结构 ， 该项 目由天津 新金融投资有限公司投资 ， 中铁建工集团有限公 司承建 ， 其 监理单位为天津 国际工程建设监理有限公 司。 该项 目位于天津市滨海新区于家堡金融区 0 3 0 8 地块 ， 其建筑面积： 地下室建筑面积约 3万 1T I ， 地上建筑面积 约 1 8 万 m ， 建筑高度 2 9 8 2 5 m， 其设计 图和实际施工图如 图 1 、 2 。 1 2主楼底板施工方案 主楼深坑筏板基础采用抗渗混凝土 C 4 5 ， 抗渗等级 P 1 0 ， 混凝土总方量 1 5 2 0 8 5 m ， 主楼深坑面积为 3 2 3 0 r n 2 ， 底板厚度 4 5 r l l ， 以后浇带为界限划分 ， 部 分裙楼底板 、 承 台及地梁和主楼深坑一起浇筑。 裙楼底板厚度 为 8 0 0 n l n l ， 如 图 3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 用普通硅酸盐水泥和胶结剂为胶凝材料 ， 制作泡沫混凝土 型块填充在现浇板中， 变废为宝 ， 具有很好的环保节能效应， 而且可以节约混凝土用量， 减轻楼板自 重， 降低工程造价。 ( 2 ) 根据楼板 的结构 受力分析 ， 并考 虑减轻楼板 自重 的问题 ， 设计了孔隙尺寸相差不大的泡沫混凝土型块并列 式和梅花桩式布置的两种填充板 ， 并对两种填充板进行了 均布荷载作用下的数值模拟分析 ， 求得了填充板的变形、 v o n Mi s e s 应力和应变分布图。 ( 3 ) 分析研究并列式和梅花桩式填充板的变形结 果 ， 表明两种填充板的变形分布规律一致， 但是梅花桩式填充 板 的变形值要大于并列式填充板。 ( 4 ) 对 比分析并列式 和梅花桩式填充板 的应力和应变 分布图 ， 结果表明泡沫混凝土型块的排列方式对应力和应 变的整体变化规律影响不大 ， 但是对其局部范 围内的应力 和应变 的变化规律有影响 ， 而且对局部范 围内应变变化规 律的影响较应力明显 。 ( 5 ) 荷载作用下， 若填充板的变形 、 应力和应变均满足 规范要求 ， 并列式和梅花桩式填充板均可 以作为普通楼板 使用 。 但是若强调节约混凝 土用量 ， 建议适 当减小混凝土 型块之问的孔隙， 提高普通混凝土的置换率， 采用梅花桩 式填充板作屋面板使用 ， 具有更高的环保节能效益。 参考文献： 【 1 张磊， 杨鼎宜 轻质泡沫混凝土的研究及应用现状【 J _ 混凝土， 上接第 1 4 6页 的水化 热 ， 导致温差 逐渐增大 ， 在 3 d 左右达到最 大值 ， 在 3 d 后， 热传导大于水化热的产生， 因此出现温差降低。 各个测温点所测得的温度和温差均控制在合理范 围 内， 由图5 可知， 1 与4 中心与表面温差下降最慢， 2 、 3 、 5 和 6 中心与表面温差下降较快 ， 可能的原因是 因为越靠近 结构中心部位热量散失越慢 ， 从而温差下降越慢； 在实际 保温养护过程 中， 需要 由专门的测温人员监测温差的变化 ， 当温差将要超过规定值 时 ， 及 时采取相应的措施 ， 控制温 差在规定的范围内。 经过各种措施 的综合 ， 最终混凝土浇筑人模温度 ： 最高 3 1 ， 最低 2 5， 平均 2 9 。 6结论 使用低水化热水泥 ， 降低水泥的参量和原材料预冷技 术 的采用 ， 可以有效的降低混凝土施工时产出的水化热 ， 降 低混凝土内部温度梯度和表面的温度差 ； 通过在搅拌水 中 添加冰块 ， 骨料的喷淋冷水， 和骨料的覆盖和搅拌时间的 控制 ， 可以在大气温度达到 3 5 的情况下 ， 将混凝 土的入 模平均温度控制在 3 0以下； 通过对温度的监控 ， 该大体 积混凝土温差控制在合理范围 内。 本工程施 工完成后 ， 未 出现有害裂缝， 保证了工程质量和结构安全。 参考文献 ： 1 D U T 5 3 8 6 -2 0 0 7 ， 水利水电工程混凝土预冷系统设计导g g s 】 中国水利研究院 ， 2 0 0 7 1 5 0 2 0 0 5 ( 8 ) ： 4 4 4 8 2 2 王武祥 ， 刘宁 ， 罗栓定 ， 等 泡沫混凝土在引黄工程洞穿管回填 中的应用【 J J 混凝土与水泥制品， 2 0 0 2 ( 4 ) ： 1 2 1 5 3 J O NE S M R， ME C AR T HY A P r e l i mi n a r y v i e w s o n t h e p o t e n t i a l o f foa me d c o n c r e t e a s a s t r u c t u r a l ma t e r i a 1 Ma g a z i n e of c o n c r e t e r e s e e h ， 2 0 0 5 ， 1 ( 5 7 ) ： 2 1 3 1 4 】颜雪洲， 姚谦峰 泡沫混凝土力学性能试验研究【 J 】 _ 工业建筑， 2 0 0 7 ( 3 7 ) ： 9 6 2 9 6 4 【 5 A MI AN T I M， B O T A RO V R Re c y c l i n g of E P S： A n e w me t h o d o l o g y f o r p r o d u c t i o n of c o n c r e t e i mp r e g n a t e d w i th p o l y s t y r e n e ( C I P ) f J 】 C e - m e n t a n d C o n c r e t e C o m p o s i t e s ， 2 0 0 8 ( 3 0 ) ： 2 3 2 8 6 邓均， 霍冀川， 宋言红， 等 聚乙烯醇纤维泡沫混凝土的性能试 验f J 1 混凝土与水泥制品， 2 0 1 2 ( 2 ) ： 4 1 4 4 7 】 李崇景 ， 杨大海 ， 马明辉 ， 等 利用废弃的泡沫塑料生产保温砌 筑砂浆 工业建筑， 2 0 0 3 ， 3 3 ( 1 0 ) ： 8 4 8 5 【 8 】 王录民， 张大英， 王树明 废旧聚苯乙烯泡沫混凝土试验研究f J 1 混凝土， 2 0 0 8 ( 5 ) ： 1 0 3 1 0 6 9 张大英， 王录民， 王树明 E P S 型块填充板的施工工艺 J 】 建筑技 术， 2 0 1 1 ， 4 2 ( 2 ) ： 1 5 5 1 5 8 1 0 李权 A N S Y S 在土木工程中的应用【 M 】 E 京 ： 人民邮电出版社 ， 2 0 0 5 作者简介： 张大英( 1 9 8 2 一 ) ， 女， 博士， 讲师， 主要研究方向为轻质 混凝土楼板的力学特性、 仓储结构的动力参数识别。 联系地址： 河南省郑州市二七区大学中路 2 号 郑州航空工业管 理学院土木建筑工程学院( 4 5 0 0 1 5 ) 联系电话 ： 1 5 0 3 8 0 9 6 0 3 6 【 2 】AC I 1 1 6 R， Ame r i c a n C o n c r e t e I n s t i t u t e B u l k y C o n c r e t e C o d e S 3 王铁梦 工程结构裂缝控S U M 北京 ： 中国建筑工业 出版 社 ， 1 9 9 7 【 4 江正荣， 朱国粱 简明施工计算手册 M 北京： 中国建筑工业出 版社 ， 1 9 9 1 【 5 】 侯君伟 现浇混凝土建筑结构施工手册 M】 北京： 机械工业出版 社， 2 0 0 3 【 6 杨南方， 等 混凝土结构施工实用手册【 M E 京： 中国建筑工业 出版社， 2 0 0 1 7 张少锋 大体积混凝土温度裂缝的控制 M 土木工程， 2 0 0 2 ， 1 6 ( 2 ) 8 陆士强 膨胀剂在大体积混凝土和薄壁混凝土中的应用【 J 1 _ 混凝 土 ， 2 0 0 1 ( 2 ) 【 9 】叶昌琳大体积混凝土施工 M 北京： 中国建筑工业出版社， 1 9 8 7 1 O J 冯乃谦新实用混凝土大全【 M 1 北京： 科学出版社， 2 0 0 5 1 1 M a r i o C o l l e p a r d i ， S i l v i a C o l l e p a r d i ， R o b e n o T r o l i 混凝土配合比设 计【 M 刘数华， 李家正， 译 北京： 中国建材工业出版社， 2 0 0 9 1 2 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 】 国家 质量监督检验检疫局， 2 0 0 2 【 1 3 J G J T 1 o 4 2 0 1 1 ， 建筑工程冬期施工规程 s 中华人 民共和国 住房和城乡建设部， 2 0 l 1 1 4 1 G B 5 0 4 9 6 -2 0 0 9 ， 大体积混凝土施工规范【 s 】 国家质量监督检 验检疫局 ， 2 0 0 9 1 5 1 翁定伯 大体积混凝土预冷技术【 M 】 E 京： 中国电力出版社， 2 0 1 2 作者简介 联系地址 联系电话 刘军辉( 1 9 7 8 一 ) ， 博士， 高级工程师， 主要研究高性能 混凝土。 津市东丽区津塘公路4 0 9号 西麦斯( 天津) 有限公司 ( 3 0 0 3 0 0 ) 1 3 6 2 21 9 78 61 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m