摘要: 防輻射機房墻、頂大體積混凝土施工,主要解決混凝土原材料、內(nèi)表溫差、溫控測量、混凝土澆筑技術(shù)和防裂方法。
關(guān)鍵詞: 大體積混凝土; 溫控測量; 防裂措施
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文章編號: 1008-0422( 2007) 11-0091-03
1 前言
某醫(yī)院新建一鈷60 治療機房, 鈷60 治療機房包括BJ-14 加速機房、GWXJ80 鈷60 遠距離治療機機房、微機控制式鈷60 后裝腔內(nèi)治療機機房等, 由于有放射性的要求, 設(shè)計采用厚大體積混凝土結(jié)構(gòu)。本部分總長為30.150m, 總寬為12.850m, 墻板厚0.8-2.45m 不等,頂板厚0.8-2.4m 不等, 加速器機房頂標高5.400m 和6.400m, 其它頂標高為4.700m, 采用普通混凝土C30, 結(jié)構(gòu)示意見圖1。
2 工程特點
鈷60 治療機房是放療中心的核心所在,其施工質(zhì)量的好壞, 是本工程施工成敗的關(guān)鍵。而大體積混凝土施工又是鈷60 治療機房施工的重點和難點。由于其有防輻射的特殊要求, 對混凝土的密實度及防裂要求很高。
3 施工準備工作
大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高,特別是在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。因此需要從材料選擇、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)上, 做好充分的準備工作, 才能保證大體積混凝土的順利施工。
3 .1材料選擇
3.1.1 水泥
考慮普通水泥水化熱較高, 特別是應(yīng)用在大體積混凝土中, 大量水泥水化熱不易散發(fā), 在混凝土內(nèi)部溫度過高, 與混凝土表面之間有較大的溫差, 使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》( GB50204-92) 規(guī)定:“大體積混凝土表面和內(nèi)部溫差控制在設(shè)計要求的范圍內(nèi),當設(shè)計無具體要求時, 溫差不宜超過25℃”。當表面拉應(yīng)力超過早期混凝土抗拉強度時就會產(chǎn)生溫度裂縫, 因此確定采用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥, 標號為525# , 通過摻加合適的外加劑可以改善混凝土的性能, 提高混凝土的抗?jié)B能力。
3.1.2 粗骨料
采用碎石, 粒徑5～25mm, 含泥量不大于1%。選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土, 和易性較好, 抗壓強度較高, 同時可以減少用水量及水泥用量, 從而使水泥水化熱減少, 降低混凝土溫升。
3.1.3 細骨料
采用中砂, 山砂(45%)+ 人工砂(55%), 平均粒徑大于0.5mm, 含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土, 比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右, 同時相應(yīng)減少水泥用量, 使水泥水化熱減少, 降低混凝土溫升, 并可減少混凝土收縮。
3.1.4 粉煤灰
由于混凝土的澆筑方式為泵送, 為了改善混凝土的和易性, 摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求, 采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積混凝土時, 其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%。粉煤灰對降低水化熱、改善混凝土和易性等有利, 但摻加粉煤灰后的混凝土早期極限抗拉值有所降低, 對混凝土抗?jié)B和抗裂不利, 因此粉煤灰的摻量控制在10%以內(nèi)。采用外摻法, 即不減少配合比中的水泥用量。按配合比要求計算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。
3.1.5 外加劑
由于設(shè)計無具體要求, 通過分析比較及過去在其它工程上的使用經(jīng)驗, 確定采用某型復(fù)合液, 每立方米混凝土摻2kg 。該復(fù)合液具有防水、微膨脹、減水和緩凝等功能, 從而降低水化熱峰值, 初凝延長至5h 左右, 對混凝土收縮有補償功能, 提高了混凝土的抗裂性。
3.2 技術(shù)管理
3.2.1 混凝土配合比
混凝土采用攪拌站供應(yīng)的商品混凝土,因此要求混凝土攪拌站根據(jù)現(xiàn)場提出的技術(shù)要求, 提前做好混凝土試配。
3.2.2 現(xiàn)場技術(shù)工作
( 1) 隱蔽工程驗收: 基礎(chǔ)底板鋼筋及墻體鋼筋, 應(yīng)分段盡快施工完畢, 并做好隱蔽工程驗收記錄;
( 2) 物資材料準備: 澆筑混凝土時, 預(yù)埋的測溫管及保溫所需的塑料薄膜、草席等應(yīng)提前準備好;
( 3) 溫控測量: 配備專職測溫人員, 按兩班制考慮。對測溫人員進行培訓和技術(shù)交底。測溫人員要認真負責, 按時按孔測溫, 不得遺漏或弄虛作假。前5 天至少每4 小時測溫一次, 第6～15 天至少每8 小時測一次, 以后每12 小時測溫一次, 直至混凝土內(nèi)表溫差小于10℃、表面與大氣溫差小于3℃時為止。
雖然《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》( GB50204-92) 規(guī)定了大體積混凝土的澆筑溫度“不宜超過28℃”、內(nèi)表溫差“ 不宜超過25℃”的具體值, 但對于降溫速率未提出明確要求。如大體積混凝土升溫時內(nèi)表溫差過大, 會造成表面裂縫, 而降溫速率過快, 亦會造成貫穿性冷縮縫, 這也是必須嚴格控制的。
理論上, 任何材料的允許溫差與材料的極限拉伸值有關(guān)。對大體積混凝土而言, 如果降溫過快, 雖然內(nèi)表溫差仍控制在規(guī)范要求之內(nèi),但由于混凝土內(nèi)部溫差過大, 溫差應(yīng)力將達到混凝土的極限抗拉強度時, 即會出現(xiàn)裂縫。而且此裂縫發(fā)生在大體積混凝土的內(nèi)部, 因此, 降溫速率必須得到嚴格的控制。根據(jù)有關(guān)文獻: 降溫速率V≤1～1.5℃/ d 是合適的。測溫記錄要填寫清楚、整潔, 換班時要進行交底。測溫時, 發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)表溫差達到25℃或溫度異常時, 應(yīng)及時報告技術(shù)部門和項目負責人, 以便及時采取措施。
( 4) 混凝土的澆筑: 混凝土墻板和頂板采取一次連續(xù)澆搗完成, 按每400～500mm厚分層依次振搗, 中間不留施工縫; 樓板混凝土澆筑控制為20m3/ h , 避免出現(xiàn)施工冷縫。為防止混凝土離析, 采用串筒下料。
( 5) 混凝土的二次振搗技術(shù): 待混凝土入模經(jīng)第一次振搗、坍落度消失并開始初凝時, 將振動棒二次插入混凝土進行振搗, 當緩慢拔出振動棒, 使混凝土能均勻閉合, 而不留下孔洞時, 為進行二次振搗的最佳時間, 根據(jù)試驗, 二次振搗時間定為初次振搗后45min 左右。
( 6) 混凝土的養(yǎng)護: 為了降低混凝土內(nèi)表溫差, 采取提高混凝土表面溫度的辦法。本工程混凝土內(nèi)部最高溫度達53℃,施工時大氣平均溫度約為20～22℃左右, 故需將混凝土表面與大氣溫差控制在13℃以上。于是, 采取以下措施:
①帶模養(yǎng)護, 并緊貼模板面懸掛一層草包。在混凝土內(nèi)部最高溫度與大氣溫度差小于15℃時, 方可拆除模板。
?、诨炷另敯灞砻嬖诟采w一層塑料膜后, 加蓋兩層草包保溫。
4 技術(shù)措施
4.1 內(nèi)部特別高溫部位的處理措施
經(jīng)計算預(yù)計, 混凝土內(nèi)部最高溫度將出現(xiàn)在2.4m 厚墻板和頂板中, 根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度分布特征, 在每層混凝土內(nèi)埋設(shè)兩層冷卻水管, 冷卻水管為ф48mm 的薄壁鋼管作為循環(huán)冷卻水管, 其水平間距為0.20m,當實測混凝土內(nèi)部與外表溫差達到25℃時,即啟動循環(huán)水系統(tǒng), 將混凝土內(nèi)表溫差控制在10～15℃。設(shè)給水箱和儲水池, 利用自來水進行循環(huán)。降溫工作結(jié)束后, 再將出混凝土面的鋼筋割掉, 用注漿機將管道灌實。冷卻水管使用及其控制應(yīng)注意以下幾點:
?、倮鋮s水管使用前應(yīng)進行壓水試驗, 防止管道漏水、阻水;
?、诨炷翝仓礁鲗永鋮s水管標高后即開始通水, 各層混凝土峰值溫度過后即停止通水, 通水流量達25L/min , 通水時間根據(jù)測溫結(jié)果確定;
?、蹏栏窨刂七M出水溫度, 在保持冷卻水管進水溫度與混凝土內(nèi)部最高溫度之差不超過30℃條件下, 盡量使進水溫度最低;
④待主通水冷卻管全部結(jié)束后, 應(yīng)采用同等級的水泥砂漿封堵冷卻水管。3.2 防止降溫溫差引起收縮裂縫的措施
( 1) 施工日期: 選擇在大氣溫度適宜的11 月澆搗大體積混凝土。
( 2) 結(jié)構(gòu)方面: 為了增強混凝土墻板的抗裂能力, 經(jīng)設(shè)計同意, 將墻板水平鋼筋加密至ф14@120。
( 3) 特殊部位特殊處理: 如在外墻板模板外, 掛捆麻袋保溫, 當風口處, 用1000W 小太陽碘鎢燈每道縱墻1500、離墻800 直射增溫。
( 4) 為避免大體積混凝土沉落及收水而引起的裂縫, 采用以下措施:
①在混凝土第一次振搗后45min 左右,實施二次振搗, 以消除粗骨料及水平鋼筋下的細微裂隙及泌水;
?、诨炷翂Π宓巾敽? 需沉落120min ,并實施二次振搗后, 方可在其上澆搗頂板混凝土;
?、垌敯寤炷帘砻嬖诙握駬v完成后,用鐵滾子滾壓2～4 遍, 在混凝土收水前用木抹子搓平, 收水時用鐵抹子抹壓一遍, 緊接著覆蓋塑料薄膜及草包。
5 實施效果
由于計算準確、措施得當、現(xiàn)場施工組織嚴密, 整個工程沒有出現(xiàn)有害的溫度裂縫, 溫控效果良好。拆模后, 混凝土表面無蜂窩、麻面, 振搗密實, 無微裂縫。從實施情況及效果來看, 原定方案是合適的, 達到了預(yù)期效果。
6 結(jié)語
大體積混凝土防裂和溫度控制方面, 雖然有相應(yīng)的施工及驗收規(guī)范可供執(zhí)行, 但施工實踐中需要有一套全面合理的技術(shù)控制措施和明確的指標體系, 防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。工程千差萬別, 隨著新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn), 科學技術(shù)水平的不斷提高, 過去制訂的標準有必要進行及時調(diào)整和補充, 才能更好地指導(dǎo)日益變化和發(fā)展的生產(chǎn)實踐。
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