人體積混凝土冬施試驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2010.11.28-2010.12.26實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯看篌w積混凝土冬施裂縫產(chǎn)生及控制方法。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：北京市延慶縣八達(dá)嶺鎮(zhèn)大浮坨村太陽能吸熱塔工地。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過對(duì)太陽能吸熱塔基礎(chǔ)底板混凝土施工過程的操控，了解大體積混凝土冬施的裂縫產(chǎn)生原因，掌握裂縫的控制方法和措施。試驗(yàn)方法：詳見基礎(chǔ)底板混凝土冬施方案。實(shí)驗(yàn)儀器：混凝土振動(dòng)臺(tái)1臺(tái)、方形混凝土試模10套、圓柱形混凝土試模4套、溫濕度自控儀1臺(tái)、天平1臺(tái)、塌落度筒1套、溫度計(jì)20支、白色百葉箱1個(gè)。實(shí)驗(yàn)人員：XXXX試驗(yàn)概況基礎(chǔ)底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，抗?jié)B等級(jí)S6，底板厚度為1400mm,混凝土用量為620m3，屬于大體積混凝土。基礎(chǔ)底板混凝土澆筑日期為2010年11月28日，由于延慶地區(qū)特殊的地理和氣候環(huán)境，此時(shí)已進(jìn)入嚴(yán)冬階段，因此，基礎(chǔ)底板混凝土施工必須采取相應(yīng)的冬施措施。對(duì)于大體積混凝土而言，裂縫控制和強(qiáng)度保證是工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是本次試驗(yàn)的核心內(nèi)容，我們將通過對(duì)基礎(chǔ)底板混凝土澆筑的全部過程控制和研究，進(jìn)一步研究大體積混凝土冬施的裂縫控制和強(qiáng)度保證。試驗(yàn)準(zhǔn)備理論知識(shí)：大體積混凝土定義：大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1m以上的混凝土結(jié)構(gòu)，其尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力并控制裂縫開展的混凝土結(jié)構(gòu)。（該定義摘錄自建筑施工手冊(cè)縮印版第二版建筑施工手冊(cè)第三版編寫組1999年1月第二版中國(guó)建筑工業(yè)出版社）大體積混凝土的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土量大，工程條件復(fù)雜（一般都是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)），施工技術(shù)要求高，水泥水化熱較大（預(yù)計(jì)超過25度），易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。裂縫產(chǎn)生的原因：水泥的水化熱大體積混凝土內(nèi)部熱量所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力過大是產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因之一。而內(nèi)部熱量的來源就是水泥水化熱。由于大體積混凝土界面厚度大，水化熱聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失，所以會(huì)引起急劇升溫。又由于混凝土的導(dǎo)熱性能差，澆筑初期，溫升引起的變形約束不大，所以此時(shí)的溫度應(yīng)力也相應(yīng)較小。但是隨著齡期增長(zhǎng)，對(duì)結(jié)構(gòu)收縮變形的約束也會(huì)增長(zhǎng)，此時(shí)就產(chǎn)生了溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力超過了混凝土的抗壓強(qiáng)度，此時(shí)就產(chǎn)生了溫度裂縫。外界氣溫變化大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對(duì)大體積混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形而造成的，溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60°C-65°C，并且有較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。混凝土的收縮產(chǎn)生裂縫在混凝土的硬化后期，其內(nèi)部自由水分蒸發(fā)，就會(huì)出現(xiàn)干燥收縮，而表面干燥收縮快，中心干燥收縮慢，使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，造成混凝土開裂。約束條件大體積混凝土與地基澆在一起，早期混凝土溫度上升時(shí)，混凝土膨脹受到地基約束會(huì)產(chǎn)生壓應(yīng)力；當(dāng)后期溫度下降時(shí)，混凝土收縮受到地基約束便會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于混凝土的抗壓性能優(yōu)于抗拉性能，所以在受壓時(shí)一般不會(huì)出現(xiàn)裂縫，而在受拉時(shí)，如果拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土中出現(xiàn)垂直裂縫。預(yù)防控制措施：對(duì)于水泥水化熱化熱引起的溫度應(yīng)力問題，我們可以從降低水泥水化熱入手，具體方法有：1）從水泥的品種選擇入手，選擇低熱水泥。大體積混凝土施工中常用的水泥多為32.5級(jí)和42.5級(jí)礦渣硅酸鹽水泥，它要比同等強(qiáng)度的普通水泥的水化熱量降低28%。2）減少水泥的用量。實(shí)驗(yàn)證明，每立方米混凝土的水泥用量每增加10kg，水泥水化熱將使混凝土的溫度升高1°。.因此，我們可以在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度條件允許的情況下，增加混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，如用f60代替f28作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度，可使每立方米混凝土的水泥用量減少40?70kg/m3左右，混凝土的水化熱升溫將相應(yīng)減少4?7°C。3） 摻加減水劑蔡系高效減水劑，脂肪族高效減水劑，氨基超速高性能減水劑，減水激發(fā)劑，普糖酸鈉，木質(zhì)素磺酸鈉，木質(zhì)素磺酸鈣等減水劑等都能有效的減少水的用量。如在混凝土中摻入水泥重量25%的木質(zhì)素磺酸鈣后，不僅可以改善和易性，而且又減少了10%左右的拌合水，節(jié)約水泥10%左右，從而大大減少大體積混凝土裂縫發(fā)生的可能。4） 摻加粉煤灰粉煤灰的水化熱遠(yuǎn)小于水泥，在大體積混凝土中摻入20%-25%粉煤灰，不僅可減少水泥用量，又可有效降低水化熱，而且還可以改善混凝土的流動(dòng)性。同時(shí)，使用粉煤灰可變廢為寶，符合環(huán)保要求。5）粗細(xì)骨料的選擇合理的選擇骨料能夠起到降低混凝土用量的目的，進(jìn)而也就減少了水泥的水化熱。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，采用5?40mm石子比采用5?25mm石子每立方米混凝土可減少水泥用量20kg左右。為了減小與外界的溫差及收縮裂縫，我們需注重混凝土的養(yǎng)護(hù)。混凝土最后一遍抹壓完畢，隨退隨蓋塑料布，隨鋪草袋或棉氈，防止氣溫過高混凝土表面失水過快而產(chǎn)生收縮十裂，達(dá)到保溫保濕的目的，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d。試驗(yàn)過程混凝土的攪拌做好預(yù)拌混凝土的技術(shù)交底：本工程全部使用的都是預(yù)拌混凝土。在同預(yù)拌混凝土攪拌站簽定合同時(shí)做好書面交底，要求設(shè)計(jì)混凝土配比時(shí)要結(jié)合天氣情況選擇水灰比，作好各種外加劑的試配以滿足冬期施工混凝土的使用要求。預(yù)拌混凝土攪拌站必須嚴(yán)格保存各種原材料等的合格證（原始資料）試驗(yàn)資料等，保證其可追溯性，隨時(shí)備查，同時(shí)所使用的原材及半成品還要通過環(huán)保鑒定。砂石料使用前需經(jīng)過加熱。混凝土的運(yùn)輸在混凝土運(yùn)輸工序中，控制混凝土運(yùn)至澆筑地點(diǎn)后，不離析、不分層、組成成分不發(fā)生變化，并能保證施工所必須的坍落度以及和易性、粘聚性、保水性。同時(shí)罐車應(yīng)采取措施進(jìn)行保溫，要求混凝土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后的出罐溫度不低于10°C（現(xiàn)場(chǎng)安排專人進(jìn)行測(cè)溫工作，達(dá)不到要求的堅(jiān)決退貨）。攪拌站距離現(xiàn)場(chǎng)很近，足夠保證運(yùn)輸供應(yīng)需求。為保證澆筑底板時(shí)現(xiàn)場(chǎng)混凝土泵車正常工作，共需配備不小于3臺(tái)混凝土運(yùn)輸車，以滿足混凝土作業(yè)需要。混凝土的澆筑對(duì)整體性、抗?jié)B性能要求高，混凝土必須連續(xù)澆筑，不留施工縫。采用“斜向分層法”施工，分三層完成，澆筑厚度分為400mm、500mm、500mm。澆筑時(shí)采用汽車泵，澆筑方向從遠(yuǎn)至近，澆筑混凝土采用斜面分層，為了避免冷縫產(chǎn)生，混凝土澆灌采用“斜向分層、一次到底、梯級(jí)澆筑、逐漸倒退”的方式組織施工，混凝土運(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時(shí)間不超過混凝土初凝時(shí)間。混凝土必須連續(xù)澆筑，并在下層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆筑完畢。要合理安排施工順序，分層澆筑可使下層混凝土的水化熱在初凝時(shí)間內(nèi)充分散發(fā)，可減少混凝土的蓄熱量，防止水化熱的積聚，從而減少溫度應(yīng)力。混凝土澆筑方法驗(yàn)算：按照6小時(shí)初凝計(jì)算。混凝土輸送泵泵送速度為48m3/h,基礎(chǔ)底板混凝土方量為430m3左右，東、西兩個(gè)方向向中間澆筑。每步澆筑高度不大于500mm每方向每步澆筑體積最大

150m3考慮，與混凝土泵車澆筑速度之比為3.1（小于6），澆筑時(shí)不會(huì)出現(xiàn)冷縫。為防止底板冷縫的產(chǎn)生，現(xiàn)場(chǎng)要求混凝土攪拌站設(shè)調(diào)度員一名，調(diào)配混凝土的供應(yīng)，保證混凝土澆筑能連續(xù)不間斷的進(jìn)行。每小時(shí)供應(yīng)混凝土48m3。混凝土的振搗：底板混凝土振搗采用插入式振搗棒振搗，振搗棒3個(gè)，12名振搗手，每4人一組，兩層振點(diǎn)排列均采用行列式排列，詳見圖1。R為振動(dòng)棒作用半徑模板圖2RR為振動(dòng)棒作用半徑模板圖2R一有效作用半徑圖1振搗棒插點(diǎn)排列振搗時(shí)做到快插慢拔，快插是為了防止先將表面混凝土振實(shí)而與下面混凝土產(chǎn)生分層、離析現(xiàn)象；慢拔是為了使混凝土填滿振動(dòng)棒抽出時(shí)所造成的空間。在振搗過程中，應(yīng)將振搗棒上下略作抽動(dòng)，以便上下震動(dòng)均勻，插點(diǎn)有序，振搗時(shí)間要掌握好，不要過長(zhǎng)，也不要過短，一般控制在20-30S之內(nèi)，宜在混凝土表面范漿，不出現(xiàn)氣泡為止。在振搗過程中，不得觸及鋼筋，模板，以免其發(fā)生位移，出現(xiàn)跑模、插筋位移現(xiàn)象。振搗上層混凝土?xí)r，振搗棒插入下層混凝土約50mm，以消除上下層之間冷縫，確保混凝土質(zhì)量。由于底板較厚，在混凝土澆筑過程中，要求技術(shù)及質(zhì)檢、測(cè)量員要進(jìn)行旁站，隨時(shí)對(duì)混凝土澆筑的標(biāo)高進(jìn)行檢查，防止混凝土澆筑超高或高度不到位。振搗完后，應(yīng)隨時(shí)拉線控制好標(biāo)高，用木杠刮平，用木抹子拍平拍實(shí)搓毛。泌水處理：預(yù)先在地板四周外模沿口留設(shè)泄水孔。在澆筑混凝土前清理暢通，以使混凝土表面泌水排出。當(dāng)混凝土澆筑接近結(jié)束時(shí)，將混凝土泌水排集到模板邊，使之縮小為水潭，然后用軟軸泵將水抽出。混凝土澆筑完成后3-4h在混凝土接近初凝之前進(jìn)行二次振搗然后按標(biāo)高線用刮尺刮平并輕輕抹壓，然后分別用木抹子和鐵抹子搓毛壓光3次。混凝土的養(yǎng)護(hù)測(cè)溫混凝土養(yǎng)護(hù)采用“綜合蓄熱法”具體措施如下：（1） 混凝土摻加防凍劑，利用原材料加熱、水泥水化熱的熱量，通過適當(dāng)?shù)母采w保溫措施，使混凝土冷卻放緩，降至負(fù)溫時(shí)間延緩至4天。使得混凝土降至負(fù)溫前，強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過臨界強(qiáng)度4MPa）。（2） 基礎(chǔ)底板混凝土澆筑時(shí)采用后退法。在抹第三遍混凝土面的同時(shí)，在混凝土表面蓋一層塑料薄膜，再蓋兩層防火草簾，搭接錯(cuò)開100mm。（3） 在混凝土養(yǎng)護(hù)階段，當(dāng)氣溫低于零下15°C時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)采用電暖器人工加溫養(yǎng)護(hù)。混凝土測(cè)溫大體積混凝土必須堅(jiān)持測(cè)溫，監(jiān)控保持內(nèi)外溫差不大于25°C。測(cè)溫孔共6個(gè)，均勻布置，孔深800,注滿清水。測(cè)溫點(diǎn)布置如下圖:室外大氣溫的測(cè)定：每晝夜分2、8、14、20點(diǎn)共定點(diǎn)測(cè)4次。及時(shí)測(cè)量混凝土灌筑前和振搗完畢的溫度,如發(fā)現(xiàn)溫度低于8C,除加強(qiáng)運(yùn)輸過程的保溫工作，并力求縮短運(yùn)輸和灌筑、振搗時(shí)間外，同時(shí)測(cè)量灌筑前和振搗完畢的溫度，以便決定是否加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的保溫工作(模板保溫板外側(cè)貼掛兩層防火草簾)或采取其它措施。冬期混凝土施工的各項(xiàng)測(cè)量及檢驗(yàn)結(jié)果，均填寫《混凝土工程施工記錄》。混凝土測(cè)溫措施為了測(cè)量混凝土內(nèi)部的溫度，在澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋一些一端封閉的PVC管(直徑1cm)，管中加入水，管口用保溫材料塞住，測(cè)溫時(shí)將溫度計(jì)插入測(cè)溫管中，并立即進(jìn)行覆蓋，以免受外界氣溫影響，溫度計(jì)在管中至少停留3分鐘，然后取出，迅速記下溫度值。測(cè)量讀數(shù)時(shí)，使視線和溫度計(jì)的水銀柱頂點(diǎn)保持在同一水平高度上，以避免視差。讀數(shù)時(shí)，要迅速準(zhǔn)確。勿使頭、手或燈頭接近溫度計(jì)下端。找到溫度計(jì)水銀柱頂點(diǎn)后，先讀小數(shù)，后讀大數(shù)，記錄后復(fù)驗(yàn)一次，以免誤讀。測(cè)溫孔留設(shè)在混凝土溫度較低和有代表性的地方，所有測(cè)溫孔均統(tǒng)一編號(hào)，詳見上圖。現(xiàn)場(chǎng)配制測(cè)溫人員3名，每人8小時(shí)輪流值班，測(cè)溫同時(shí)，負(fù)責(zé)檢查覆蓋保溫情況，并了解結(jié)構(gòu)的澆筑日期、養(yǎng)護(hù)期限以及混凝土的允許最低溫度。如發(fā)現(xiàn)問題，立即通知有關(guān)人員，以便及時(shí)采取措施，加強(qiáng)保溫或局部進(jìn)行短時(shí)加熱。測(cè)溫人員除按布置要求測(cè)溫外，對(duì)混凝土出罐溫度進(jìn)行每車檢查。當(dāng)出罐溫度不符合要求時(shí)堅(jiān)決退貨。混凝土養(yǎng)護(hù)溫度的測(cè)定從混凝土入模開始，直至達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度拆除保溫，或混凝土溫度降到0°C為止，至少每隔6h測(cè)量一次。摻防凍劑的混凝土在強(qiáng)度未達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度前每隔2h測(cè)量一次，達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度以后每隔6h測(cè)量一次。在超過養(yǎng)護(hù)期(15d)后，混凝土溫度在氣溫發(fā)生大變化時(shí)抽測(cè)。(測(cè)溫記錄詳見附表)每次測(cè)溫后，立即把簽字完整的測(cè)溫記錄表報(bào)項(xiàng)目總工和項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理人員審核后在技術(shù)部門歸檔。基礎(chǔ)底板測(cè)溫孔測(cè)完溫度后，每一個(gè)孔都是一個(gè)薄弱部位，處理不好就很容易從孔處滲漏，因此每一個(gè)孔都必須采用堵漏靈仔細(xì)填實(shí)。混凝土試塊留置方案根據(jù)基礎(chǔ)底板的工程量，依據(jù)圖紙要求，依