南水北调东线暗涵工程混凝土防裂措施试验研究.pdf
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1、第 8卷O 1 2 0 1 0年 3月 南水北调与水利科技 S o u t h - t o - No r t h Wa t e r Tr a n s f e r s a n d Wa t e r S c i e n c e Te c h n o l o g y Vo 1 8 M a r Su pp 201 0 南水北调 东线 暗涵工程混凝土 防裂措施试验研 究 宋德 明 , 宋业政 , 张存 暖 , 王 欣 ( 山东临沂水利工程 总公 司 , 山东 临沂 2 7 6 0 0 6 ) 摘要: 通过对混凝土原材料的分析, 制定了原材料的防裂技术要求和混凝土配制原则; 施工过程中明确温度控制指 标;
2、 降低水泥用量、 控制水化热升温 ; 狠抓降低混凝土入仓温度的各种措施; 针对不同部位采取模板保温、 覆盖保温、 覆盖充水保温保湿等养护方法。经温度观测证实, 混凝土内外温差控制在 2 O内, 避免了混凝土的早期裂缝。达 到 了温控防裂的 目的 。 关键词 : 混凝土 ; 温控 ; 保 湿 ; 保温 ; 防裂 中图分类号 : TV3 3 1 文献标识 码 : A 文章编 号 : 1 6 7 2 1 6 8 3 ( 2 0 1 0 ) 0 0 1 0 0 1 3 0 3 Ex pe r i me n t a l St u dy o n Co n c r e t e Cr a c k Re s i
3、 s t a n c e M e a s u r e s o f t h e Co v e r e d Cul v e r t i n t he E a s t R o u t e o f t h e S o u t h - t o - No r t h Wa t e r T r a n s f e r P r o j e c t S ONG De - mi ng, S ONG Ye z h e n g, Z H ANG Cun - nu a n, W ANG Xi n ( S h a n d o n g Hy d r a u l i c En g i n e e r i n g C o r
4、p o r a t i o n o f Li n y i , Li n y i 2 7 0 6 0 0 6 , C h i n a ) Al t r a c t :I t a n a l y s e d t h e ma t e r i a l s of c on c r e t e a n d t h e n d e t e r mi n e d t he t e c h n o l o g y r e q u i r e me n t o f c r a c k r e s i s t a n c e t o ma t e r i a l s a n d t he p r inc i p
5、l e o f c o n c r e t e c o n f i g ur a t i o n I t c l a r i f i e d t h e c o n t r o l i n d i c a t o r t o t e mp e r a t u r e Th e c e me n t r a t i o i s d e c r e a s e d t o c o n t r o l t h e h y d r a t i o n h e a t Th e me a s u r e s t o d e c r e a s e t h e p l a c i n g t e mp e
6、 r a t u r e a r e n o t i c e d An d f o r d i f f e r e nt p a r t s,d i f f e r e n t m e t h o d s o f c o nc r e t e c u r i n g a r e a d o p t e d,i nc l u d i n g t e mp e r a t u r e c o nt r o l b y t e m p l a t e,b y c o v e r a n d by wa t e r c o v e r Th e e x p e r i me n t s h o ws
7、t h a t t h e t e m p e r a t u r e d i f f e r e nc e b e t we e n i n ne r a n d ou t s i d e i s l e s s t h a n 2 0 C a n d i t a v o i d t he e a r l y c r a c ks a n d r e a l i z e t h e c r a c k r e s i s t a n c e b y c o n t r o l l ing t e mp e r a t u r e Ke y wo r d s :c o n c r e t e;
8、t e mp e r a t u r e c o n t r o l ; mo i s t ur e r e t e n t i o n; t e mp e r a t u r e r e t e nt i o n; c r a c k r e s i s t a n c e 南水北调东线济南市区暗涵输水工程, 自西郊的京福高 速路桥 下 , 沿小清河左岸 薪辟无 压 暗涵输水 至东 郊外 的洪家 园桥下, 全长 2 3 2 6 9 k m; 暗涵沿小清河平行布置, 一部分在 小 清河 岸墙 外 , 两侧填 土 , 一 部分 直接作 为小 清河左 岸墙 , 一 侧 填土 , 暗涵 结构 为 3
9、孔无 压钢 筋混凝 土 箱涵 , 断 面尺 寸为 4 9 mX4 7 I T I 、 3 9 r n 4 1 5 r n 。第 一 期工程 调水 到 山东半 岛地 区, 补充沿线城市 的生 活 、 工 业和 环境用水 , 并适 当兼 顾 农业和其他用水。工程等别为 I 等, 输水暗涵建筑物级别为 l 级 。设计流量 为 5 O r n 3 s , 加 大流量为 6 O r n 3 s 。 为防止施工 中发生混凝土裂缝 , 采取 了综合 防裂措施 _ 1 , 从原材料抓起 , 选择有利于 防裂 的原 材料 、 配制 高性 能防裂混 凝土 、 合理安排施工 、 重视施 工质 量 、 狠抓浇 筑混凝
10、 土的 温度 控制 、 加 强了混凝土表面 的保温保湿 养护 , 有效 的避 免了混凝 土 的早期裂缝 。 1 混凝 土原 材料和配合 比的技术要求 2 1 1 水 泥 除满 足 G B 1 7 5 2 0 0 7 各项 指标 , 还有 以下几项 要求 : 优 先使用 P 1 I 类硅酸盐水泥或掺加矿渣作为混合材的普通硅酸 盐水泥 , 不宜采用掺加粉煤灰为混 合材 的普通 硅酸盐水 泥 , 不得使用 R型水 泥; 水泥 矿物组 成 中的铝 酸三 钙 ( 3 C a O AL 2 0 3 ) , 简称 C s A; 不 宜超 过 8 ; 采 用先 进设 备生产 , 质量稳定 , 建议不使用立窑水
11、泥。混凝土生产过程中按 4 0 0 t 作为一取样单位 , 进行 同品种 、 同强度 等级 的定 期抽样检测 。 1 2粉 煤灰 使用 I级低钙 粉煤 灰 _lj 。细度 ( 4 5 ff m 方孔 筛余 ) 1 2 ; 碱含量1 5 。 C k O 0 2 ;S 0 3 3 0 ; 烧矢量5 O ; 含水 量 1 0 ; 需水量 比9 5 。 质量稳定, 质量保证体系完善, 按 2 0 0 t 作为一取样单 位 , 定期抽样检 测。 收稿 日期 : 2 O O 9 1 2 1 5 修 回 日期 : 2 0 0 9 1 2 2 6 作者简介 : 宋德 明( 1 9 7 1 一 ) , 男 ,
12、山东临沂人 , 高级工程师 , 长期从事水利工程建设管理工作 。 i 磊 讽 1 3 第 8卷 O 1南水北调与水利科技 2 0 1 0年 3月 1 3 粗集料 除满足 G B T1 4 6 8 5 2 0 0 1 要求外, 还要达到以下要求: 5 3 1 5 n 1 n 1 连续级配, 粒径分布尽可能靠近中值; 石子粒形好, 针片状含量低于 1 O ; 含泥量d0 5 ; 不允 许含有泥块 ; 建议施工过程中对级配、 针片状含量、 超径、 逊 径、 含泥量等每天检测一次, 常规检测按 2 0 0 0 m。为一批进 行定期检测。 1 4细集料 除满足 G B T1 4 6 8 4 2 0 0
13、1 要求外, 还有以下几项要求: 使用细度模数 2 4 2 9的天然中粗砂。使用人工砂时, 细度 模数 2 6 3 2 , 0 1 6 ml n以下的石粉( MB I 4 ) 含量5 ; 天然砂含泥量1 O ; 人工砂不允许有含泥量; 要求货 源可靠、 质 稳定, 建议对含泥量、 细度模数、 石粉含量等每天 检测一次, 常规检测按 1 0 0 0 m 3为批进行定期检测。 1 5外加 剂_ 5 _ 除满足 G B 8 0 7 6 1 9 9 7 及 J C AT S 一 9 2 要求外, 还有以下几项 要求 : 掺量 1 5 时, 减水率2 2 ; 碱含量3 ; C 1 一 含 量d0 0 2
14、 ; 1 h坍落度损失1 5 ; 具有规模生产能力, 生产工艺先进, 质量稳定, 质量保证体系完善。 1 6混 凝土 配制原 则E 6 - 7 选用低水化热水泥; 最大胶结材用量4 O 。k g m3 。 减少水泥和水用量, 掺加粉煤灰并提高粉煤灰对水泥的替 代量 , 选用高效减水剂 , 水胶比O 4 2 E 。粗细集料及砂率 的确定以“ 固体颗粒最紧密堆积为原则” , 利于降低胶材浆液 的用量, 提高混凝土的密实性, 减少混凝土收缩变形。控制 新拌混凝土的保坍性, 确保混凝土的工作性, 配制体积稳定、 易于施工、 防裂、 耐久的高性能混凝土。 2 混凝土温度控制 2 1温度控 制指标 新浇混
15、凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土地基问的温差 不得大于 2 O L 3 。 混凝土内部的水化热升温不宜高于 6 5 , 混凝土表面的 养护水温度与混凝土表面温度之间的温差不得大于 1 5 _ 3 。 混凝土结构或构件在任一养护时间内的内部最高温度与表面 温度之差不宜大于 2 0 , 当周围大气温度与养护中混凝土表 面温度之差超过 2 O 时 , 混凝土表面必须覆盖保温l 3 。 混凝土拆模时, 芯部混凝土与表层混凝土的温差不得大 于 2 O ; 表层混凝土与环境之间的温差也不得大于 2 0 C; 箱梁 腹板内外侧混凝土之间的温差不得大于 1 5 。在炎热和大风 干燥季节, 应采取有效措施防止混凝
16、土在拆模过程中开裂。 2 2 降低 混凝 土的入仓 温度_ 8 J 控制水泥使用温度低于 6 5, 夏季施工人模温度不宜超 过 2 8。成品料仓骨料的堆高不宜低于 6 m, 搭盖凉棚, 喷 洒水雾降温。拌和用水; 可采用低温水或地下水, 严禁使用日 晒高温池水。水泥罐、 粉煤灰罐、 混凝土泵管防晒降温, 设置 无纺布罐套, 高温季节洒水降温。高温施工应加冰水拌和, 并 适当延长拌和时间。缩短混凝土运输及等待卸料时间, 人仓 后及时进行平仓振捣, 加快覆盖速度, 缩短混凝土的暴露时 间。混凝土运输工具有隔热遮阳措施。采用喷雾方法降低仓 面气温。混凝土平仓振捣后, 采用隔热材料及时覆盖。 上下层混
17、凝土浇筑时间宜为 5 1 0 d , 在高温季节, 可采 用表面流水冷却的方法进行散热。 2 3 混凝土表面保温保湿养护 2 3 1 洞身外墙钢模板保温效果 在 3 2 8 号洞身外墙高度的 1 2处, 沿水平截面埋设了 3 支温度计, 布置位置: 墙厚的中心 1 支 夕 、 内混凝土的表面 以内 2 c i n处各 1支, 进行了水化热升降期间的温度观测。 由图 1可知 , 混凝 土浇筑温度为 2 8, 1 d内水化热升温 达最高, 混凝土中心点温度为 6 O 4、 外墙外侧 4 9 1、 外 墙内侧 5 0 8, 最高升温时段的墙外侧温差为 1 2 2, 墙内 侧温差为 9 6 ; 之后,
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