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筏板基础大体积混凝土“三掺技术”研究

2015-08-19陈鹏飞惠金黄河河务局

河南水利与南水北调 2015年2期
关键词:筏板膨胀剂减水剂

□杨 林 □娄 皓 □陈鹏飞(惠金黄河河务局)

1 大体积混凝土“三掺技术”概述

1.1 高效减水剂

在混凝土中掺入高效减水剂,能降低水泥水化热温升峰值,推迟水化热温峰的出现,并且在保持坍落度条件下,能够大幅度减少拌合物水量,提高水泥拌合物的流动性。基础大体积混凝土使用的高效减水剂有:萘系减水剂FDN、JM—Ⅱ、UNF、AF等高效减水剂。

在大体积混凝土工程中使用减水剂应掺量适中,同时注意控制混凝土拌合物的坍落度损失,选择与水泥适应性良好的减水剂。

1.2 膨胀剂

膨胀剂是依靠自身或与水泥中某些成分反应,在水化期间产生一定的膨胀,以补偿混凝土收缩的外加剂。基础大体积混凝土中最常用的有硫铝酸钙膨胀剂(CSA)、明矾石膨胀剂(EA-L)、U型膨胀剂(UEA)等。文章案例中使用UEA混凝土膨胀剂,该膨胀剂以10%~12%(取代水泥率)内掺水泥中,可拌制成补偿收缩混凝土,限制膨胀率为0.02%~0.04%,在混凝土中产生0.20~0.70MPa的预压力,可大致抵消混凝土硬化过程中的收缩拉应力。

在大体积混凝土工程中使用膨胀剂时,需注意:①控制大体积混凝土内部温升,不宜超过60℃;②确保混凝土的保湿养护,保证膨胀剂反应充分;③膨胀剂与混凝土必须拌合均匀,且和水泥具有良好的相容性。

1.3 粉煤灰

以粉煤灰代替部分水泥,不仅可以改善混凝土的和易性,提高可泵性等性能,而且在基础中可以提高混凝土的抗渗性,减少水泥水化热。粉煤灰掺量一般控制在胶凝材料用量的40%以内,可采用超量取代法或等量取代法配混凝土。采用矿渣硅酸盐水泥配置大体积混凝土时,粉煤灰必须在水泥含量的25%以内。工程中多采用Ⅱ级粉煤灰,控制45μm筛余≤18%,需水量比≤105%,同时通过检验确保其性能稳定,满足配合比要求。

2 案例分析

2.1 工程概况

兰德国际中心高层商务综合办公楼位于郑州市区东北部,工程设计为地上30层,地下2层,局部3层,建筑高度为119.45m。总建筑面积约9.60万m2,地下基础面积为6500m2,主体为钢筋混凝土框筒结构。本工程主楼基础采用筏板基础,基础厚度有2m、2.40m两种,裙楼挡水板厚度为0.70m。具体情况见表1。

表1 兰德国际中心筏板基础施工量表

筏板基础混凝土强度等级为C40P8,采用商品混凝土浇筑。工期处于12月上旬至次年1月底,这里选取12月初浇筑块体进行分析,日均温度约为7~5℃,因此筏板基础大体积混凝土施工昼夜温差较大,裂缝预防措施较为重要。

2.2 混凝土“三掺技术”应用

按照工程要求,混凝土第一浇筑块体最终配合比见表2。

该工程采用预拌商品混凝土,筏板基础混凝土强度等级为C40,抗渗等级为P8,设计坍落度为180±20mm。

其中砂含水率为7.60%,石子含水率为1.40%,拌合物和易性、粘聚性和保水性良好,水灰比为0.31。标养7 d强度为41.50MPa,28 d强度为58.10MPa,拌合物坍落度为180±20mm,坍落度合格。

表2 每立方米混凝土用量表

由表2可知该工程混凝土减水剂含量为2.60%,减水率达19.80%,抗压强度比为135%;膨胀剂含量为10%,各项性能均符合规范要求,掺量经过试验确定,且具有良好的相容性。

水泥采用P.O42.5品种,批量500 t。安定性等指标检验合格。

细骨料采用Ⅱ区中砂,含泥量0.70%,泥块含量0.10%,细度模数为2.7,各项性能均评定合格。

粗骨料含泥量为0.40%,泥块含量为0.20%,压碎指标为3.90%,片状颗粒含量为1.50%,各项性能合格。

粉煤灰采用Ⅱ级磨细粉煤灰,烧失量低且性能稳定,可替代18%的水泥。所选粉煤灰理化性能见表3。

表3 粉煤灰的理化性能%表

2.3 工程施工及效果

2.3.1 混凝土搅拌运输

根据施工场地状况,选用两台泵车,每台输送量为40m3/h。经过规范计算,共需20辆搅拌车,运输过程中做好防风、防雨、防水措施,同时保证混凝土的和易性和流动性。

2.3.2 混凝土施工部署

根据后浇带的布置以及施工进度安排,将混凝土浇筑顺序依次分为1,2,3,4,5#共5个浇筑块。该大体积混凝土工程采用混凝土地泵浇筑,将混凝土输送地泵车布置在筏板基础北边,浇筑的顺序从西向东(或从东向西)浇筑混凝土。混凝土浇筑地泵先移到电梯基坑或集水坑处浇筑坑底板混凝土;待底板混凝土初凝前对电梯井四周均匀分层浇筑至筏板底,并在后浇筑混凝土初凝前连同筏板一起浇筑至筏板顶。

该基础筏板浇筑采用塔吊配合移动泵浇筑。浇筑前,地泵位置应根据浇筑区域设置,以保证施工的衔接顺畅。

2.3.3 混凝土浇筑振捣

施工要求准备2~3个浇筑小组,结合现场具体浇筑实际情况进行调动。混凝土搅拌至浇筑时间≤90min。

浇筑采用斜面分层浇筑法,并防止施工冷缝。振捣时,严格控制振捣棒移动的距离(400~500mm)、插入深度和振捣时间(15~30 s),避免各浇筑带交接处的漏振,并在20~30min后进行复振,振捣后采用“二次抹压法”。

2.3.4 混凝土温度监控

本工程在冬季进行施工,极易产生裂缝,施工方案严格按照国家标准《大体积混凝土温度测控技术规范》要求,对大体积混凝土实施温度监测。当混凝土内部与表面温度差超过25℃时,及时采取相应的保温措施。本工程所测混凝土内部温度在第6d时达到最高值,为47.60℃,同时,在温度监测中基础内外温差均<25℃,符合温度计算的结果。

2.3.5 混凝土质量评定

本工程大体积混凝土施工整体质量较好,底板混凝土无有害裂缝产生,取得了预期的效果,混凝土检验批一次性验收合格,施工中C40P8混凝土留置试块平均强度均符合要求。

3 结论

工程实践研究证明,采用“三掺技术”配置大体积混凝土,不仅起到了补偿收缩作用,有效预防了裂缝产生,而且施工便捷,降低了成本。在使用“三掺技术”配置混凝土施工时需注意以下几点:第一,施工中应注意混凝土的早期保温养护;第二,施工应注意防止混凝土过振,否则将在表面产生明显的粉煤灰浮浆层,如气温骤降,易产生表面裂缝;第三,UEA、减水剂使用前后应与水泥做适应性试验,检验其与水泥的适应性;第四,在水泥中掺入UEA后,凝结时间缩短1~2h,坍落度损失有些增加,因此在对凝结时间和坍落度损失有特殊要求的工程中,可将UEA与缓凝型减水剂联合使用,以满足工程要求;第五,“三掺”混凝土质量好坏和能否顺利泵送关键在于外加剂、掺合料能否准确投放,能否及时调整施工配合比。

[1]刘斌,韩志强,范贵军.大体积混凝土的配合比设计及原材料的质量要求[J].科技信息,2010(18).

[2]中国建筑科学研究院.JGJ52-2006.普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[3]孟文清.C40大体积混凝土施工中的“三掺”技术[J].工程力学,2000:803~807.

[4]赵林.三掺技术在大体积混凝土中的应用[J].江苏建筑.1998:55-58.

[5]李巧玲.三掺技术在大体积混凝土中的应用[J].混凝土与水泥制品,2011(6).

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