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【摘要】混凝土施工是工程建設(shè)領(lǐng)域的重點控制環(huán)節(jié),鑒于混凝土結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)溫度裂縫的情況,論文結(jié)合某海外鐵路項目,闡述了混凝土澆筑施工的要點和溫度控制措施,以此提高混凝土成形后的質(zhì)量,避免裂縫等質(zhì)量問題。
【關(guān)鍵詞】鐵路項目;混凝土澆筑;溫度控制
1工程概況
尼日利亞某鐵路項目沿線以熱帶雨林氣候為主,具有全年濕熱的特點,年均氣溫26~28℃,平均最高溫、最低溫分別為35℃、24℃,旱季、雨季差異較大。項目施工過程中,混凝土澆筑的占比較大,且施工過程對溫度較為敏感,需要通過合理的施工工藝完成澆筑作業(yè),確?;炷两Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
2混凝土澆筑施工要點
混凝土澆筑施工要點包括拌制、溫度控制、含水率控制、外加劑的應(yīng)用以及振搗5個方面:1)混凝土的拌制。尼日利亞常年高溫,應(yīng)嚴格控制用于攪拌混凝土的原材料(砂、石、水)的入倉溫度,當?shù)乜蓪崿F(xiàn)的是采用深井水直接泵入料倉,不通過水塔儲水,可以明顯降低水的溫度。2)混凝土模板(鋼模板、木模板)的溫度控制要點?;炷翝仓?,需要對模板進行灑水處理,一方面可以降低模板溫度,另一方面能夠提高木模板的含水率,避免木模板吸收混凝土中的水分,導致混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫。3)雨季施工時,需要對原材料的含水率進行控制。因尼日利亞雨季降雨量較大且頻繁,混凝土施工前要檢測砂、石等原材料的含水率,并適當調(diào)整配合比,以保證混凝土的施工質(zhì)量。4)外加劑在大體積混凝土中的作用。緩凝劑的應(yīng)用可以推遲混凝土水化熱峰值出現(xiàn)的時間;減水劑的應(yīng)用可減少水泥用量,從而減少水化熱;微膨脹劑的應(yīng)用能夠補償混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。5)混凝土的振搗。分層澆筑混凝土,同時用50型插入式振搗棒處理,以減小混凝土的孔隙,提高其密實度。以振搗棒的作業(yè)半徑為參照基準,單次移動距離不得超過該值的1.5倍,同時與側(cè)模的距離應(yīng)至少達到5~10cm,以免因操作不當而碰觸側(cè)模并使其發(fā)生偏位。相鄰層需穩(wěn)定結(jié)合,因此,本層振搗作業(yè)時設(shè)備應(yīng)適當插入下層約5~10cm。振搗作業(yè)過程應(yīng)遵循快插慢拔的原則,待混凝土不再下沉、無氣泡冒出且表面泛漿后,即可結(jié)束該點的振搗作業(yè)[1]。
3混凝土澆筑施工期間的溫度控制
大體積混凝土施工作業(yè)時,在現(xiàn)場環(huán)境溫度較高的情況下,易在水泥水化熱的作用下加大混凝土的內(nèi)外部溫差,從而形成裂縫。對此,需要通過多重措施緩解水泥的水化熱現(xiàn)象。1)配合比的優(yōu)化設(shè)計。嚴格控制各類材料的質(zhì)量和用量,取用5~40mm的連續(xù)級配碎石,且同時要求含泥量<0.5%、針片狀含量<10%,將該材料作為粗骨料而使用;取含泥量<1.5%的中粗砂作為細骨料使用。嚴格控制含泥量指標至關(guān)重要,若高于合理范圍,會加大混凝土的收縮概率,成形后的混凝土結(jié)構(gòu)缺乏足夠的抗拉強度。對此,一方面需要與優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商合作,從源頭上保證質(zhì)量;另一方面則要加強檢測,在滿足要求后方可進場使用,否則要采取水洗等處理措施。水化熱現(xiàn)象的出現(xiàn)與水泥用量偏多有關(guān),通過摻入粉煤灰的方式可減少水泥的用量,原因在于其發(fā)熱速率較慢,從而緩解水化熱。事實上,粉煤灰的應(yīng)用效果具有多樣性,其擁有球形外表,可以有效解決混凝土可泵性不足的問題,同時在降低熱膨脹系數(shù)、提高抗泌水性等方面均有較好的應(yīng)用效果,因此,可以在許可范圍內(nèi)適當增加粉煤灰,為混凝土澆筑施工的溫度控制提供幫助[2]。2)嚴格控制各層厚度。澆筑施工期間,應(yīng)適當減小單層厚度,以提高內(nèi)部混凝土的散熱效率,通常以1.5m的單層厚度較為合適。3)采取防護措施。在高溫環(huán)境的影響下,砂石料的溫度隨之提高,因此,需要搭建遮陽棚,避免其出現(xiàn)大幅度升溫的情況,且在使用前需檢測其溫度情況,不達標則禁止投入使用。4)通水冷卻。取無縫鋼管并鋪設(shè)到位,組織試驗以便分析其使用情況,例如,是否存在泄漏、堵塞等問題。待混凝土達到終凝狀態(tài)后,可通水冷卻,通過此舉降低混凝土的溫度。為及時掌握溫度數(shù)據(jù),需埋設(shè)傳感器,利用該裝置采集混凝土的內(nèi)部溫度,以此為依據(jù)合理調(diào)整水溫,確保內(nèi)外部溫度始終控制在20℃以內(nèi)。5)加強養(yǎng)護。不宜在高溫時段組織混凝土澆筑作業(yè),應(yīng)盡量選擇午后開始大體積混凝土澆筑,澆筑后覆蓋土工布養(yǎng)護,從而削弱環(huán)境溫度對混凝土施工質(zhì)量帶來的不良影響。
4混凝土的表面處理
4.1表觀質(zhì)量控制
在混凝土尚未初凝時抹壓和敷設(shè)塑料膜,待其快要達到終凝狀態(tài)時(提前1~2h),撕開覆蓋膜并二次抹壓,隨后再次覆蓋,以確?;炷恋谋碛^質(zhì)量。此外,混凝土表面的水泥漿較厚,因此,在完成澆筑作業(yè)后須拍打振實,再用鋁合金直尺刮平,目的在于清理聚集在表層的泌水,待混凝土達到終凝狀態(tài)后用木楔進一步打?qū)?。泵送混凝土存在流動性較大的特點,處理后的泌水將順坡腳流淌至坑底,為避免積水現(xiàn)象,須提前開挖排水溝,以便泌水可經(jīng)由該處聚集在集水坑內(nèi),再由抽水泵抽出,實現(xiàn)外排。
4.2施工縫的設(shè)置
底板與外墻板連接處的地梁上部、地下2層頂板與外墻連接區(qū)域的上部以及地下1層頂板與外墻連接的下部,要求此類區(qū)域均留1道水平施工縫,除此之外的其他區(qū)域不允許留置施工縫。在組織混凝土的二次澆筑時,應(yīng)提前清理縫內(nèi)的雜物,先鋪一層水泥砂漿,在此基礎(chǔ)上正式澆筑混凝土。可利用鐵絲網(wǎng)隔斷墻、梁、板施工縫。剪力墻垂直縫留置區(qū)域應(yīng)在門窗洞口的中部。在與上一施工段連接的過程中,若因特殊情況而停電或存在機械故障等突發(fā)性現(xiàn)象,將導致正常施工進度受阻,隨之中斷施工,若中途間隔時間較長,應(yīng)考慮作施工縫處理,此后檢查混凝土的強度,當該值達到1.2N/mm2后方可恢復澆筑作業(yè)。雜物的存在將影響混凝土的澆筑施工質(zhì)量,因此,在施工前,需要清理各類垃圾以及松動的砂石等,并采取鑿毛處理措施,用水沖洗干凈,使待施工區(qū)域保持濕潤狀態(tài)。在水平施工縫上方鋪設(shè)混凝土時,該部分材料不可采取吊斗灌入的方式,更為適宜的是用鐵鍬入模。正式澆灌過程中不宜在施工縫處下料,應(yīng)從遠處開始振搗逐步向近處推進。
5溫度的檢測與控制
5.1測溫點的布置
測溫所得數(shù)據(jù)應(yīng)具有代表性和準確性,為滿足此要求,測溫點宜布設(shè)在混凝土塊的中間位置。取用準48mm鋼管,底部滿焊鋼板,以承臺ZT5-45的測溫點為例,具體布置情況如圖1所示。測溫裝置選用的是玻璃溫度計,通過系線的方式將裝置放于管底,經(jīng)3min或更久后取出,采集溫度數(shù)據(jù)并記錄。分階段控制測溫間隔時間,混凝土澆筑后的1~3d每2h組織一次,4~7d每4h組織一次,后續(xù)將間隔時間延長至8h。為快速完成測溫作業(yè),將測溫點編號并準確標注在平面圖的對應(yīng)位置處,再以此為依據(jù)在施工現(xiàn)場掛編號標志,實現(xiàn)一一對應(yīng)。經(jīng)采集后確定測溫數(shù)據(jù)、繪制溫度曲線圖,判斷混凝土溫度的變化情況。混凝土的降溫速度不宜超過1.5℃/d,表面與大氣的溫差不宜超過20℃,滿足此類要求后撤除保溫層。
5.2溫控措施
以所得的測溫結(jié)果為參考,展開混凝土的溫度分析與控制工作,對于內(nèi)外部溫差超25℃且表面與環(huán)境的溫差較小時,需要在設(shè)計值的基礎(chǔ)上增加砂層的厚度,目的在于避免結(jié)構(gòu)裂縫。若內(nèi)外溫差小,但混凝土表面與環(huán)境的溫度相差較大(超過25℃)時,則采取反向操作,即減小砂層的厚度,若未采取此項措施易形成表面裂縫。在混凝土降溫期間密切關(guān)注內(nèi)外部的溫差情況,若其存在先減小后逐步趨于穩(wěn)定的特點,則需撤除砂層,目的在于提高混凝土的降溫速度,使其恢復至常溫狀態(tài),確保混凝土的成行質(zhì)量[3]。
6結(jié)語
工程實踐表明,混凝土施工期間的各項溫度指標均得到了有效控制,可滿足施工要求。對于后續(xù)類似的工程項目,依然需要從多角度切入,做好混凝土澆筑施工作業(yè),例如,加強對原材料質(zhì)量的檢驗以及對用量的調(diào)整、控制分層澆筑厚度、調(diào)整振搗的作業(yè)深度及覆蓋范圍、加強養(yǎng)護等,并采取溫度控制措施,減小溫度的干擾,切實提高混凝土澆筑施工的質(zhì)量,為鐵路項目其他工作的開展創(chuàng)設(shè)堅實的基礎(chǔ)。
【參考文獻】
【1】劉平.鐵路工程混凝土施工質(zhì)量檢驗研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2019(16):150-151.
【2】查國鵬,李海洋,王佐才,等.承臺大體積混凝土水化熱分析及溫控措施[J].安徽建筑大學學報,2018,26(1):28-34.
【3】魏煒.特大橋高塔承臺大體積混凝土施工冷卻管降溫與應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2020(6):155-156.
作者:杜振振 單位:中國土木工程集團有限公司