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防冻泵送剂在大体积混凝土冬施中应用

【摘要】通过使用LNC-53型负温混凝土防冻泵送剂及有效的冬期施工措施解决了大体积混凝土冬期泵送施工中防冻、泵送、“内热外冷”、易产生裂缝等问题。结果表明，掺LNC-53型负温防冻泵送剂可在-10℃的条件下确保大体积泵送混凝土的可泵性，同时使混凝土免于冻害，强度可持续增长。【关键词】防冻泵送剂；大体积混凝土；冬期施工；泵送；裂缝　　商品混凝土泵送施工已广泛应用于建筑工程中，但对于大体积混凝土冬期泵送施工，由于其特殊需要，既要保证混凝土自身的和易性和泵送可施工性又要防止大体积混凝土因“内热外冷”产生温差裂缝，同时还要确保混凝土不受冻害且强度在负温条件下还在继续增长以保证工程质量及工程进度。传统施工方法是以泵送剂与防冻剂复合使用，而防冻剂的加入会不同程度地造成混凝土坍落度损失过大、可泵性降低，这就增大了大体积混凝土冬期泵送施工的难度。　　由黑龙江省寒地建筑科研院承担的黑龙江省科技攻关项目——LNC-53型防冻泵送剂的研究，很好地解决了冬施难题。LNC-53防冻泵送剂应用于“哈尔滨农垦麦芽有限公司年产10万吨麦芽工程”中，达到了混凝土冬期施工规定的要求，保证了大体积混凝土冬期泵送施工的浇筑质量。1 工程概况　　哈尔滨农垦麦芽有限公司年产10万吨麦芽工程，施工单位为黑龙江省农垦建工集团有限公司第一公司。该工程筒仓混凝土基础长为51m，宽43m，厚1．8m，混凝土强度等级为C25，混凝土浇注量约为4000m3 左右，属厚大块体的大体积混凝土。混凝土浇筑时间为10月末，采用商品混凝土泵送施工工艺现场一次性露天浇筑。2 施工难点与技术措施　　大体积混凝土的特点是结构厚、体形大、钢筋密，一次浇筑量大，施工时间长，施工工艺要求高，受环境影响大，混凝土灌注完毕后，由于体积过大，会造成混凝土中水泥水化热大，温度场梯度大，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。黑龙江省哈尔滨市进入10月份以后，日平均大气温度在-5~5℃之间，此气温将对大体积混凝土施工带来不利的影响，由于环境气温的过低，混凝土表面散热速率加快，从而导致混凝土内外温差急剧加大，最终造成混凝土表面与内部形成温差裂缝，严重时甚至会形成贯通裂缝。本工程施工时间为10月末，采用商品混凝土泵送施工工艺，施工现场一次性露天浇筑，属于大体积混凝土的冬期泵送施工，其难点在于既要保证混凝土自身的和易性和泵送可施工性又要防止混凝土不受冻害，还要考虑由于内部水泥水化热的作用与外部环境温度低而造成的内外温差过大会使混凝土出现裂缝问题，这无疑给施工带来了很大的难度。　　根据本工程的施工难度需要，经施工单位黑龙江省农垦建工集团有限公司第一公司与黑龙江省寒地建筑科学研究院共同研究决定，使用LNC-53型防冻泵送剂与UEA膨胀剂复合技术，设计合理的防冻泵送混凝土配合比，并采取冬季大体积混凝土施工相应的保温、防裂措施进行施工。3 大体积混凝土冬期泵送施工实际情况3．1 配合比设计　　哈尔滨农垦麦芽有限公司年产10万t麦芽工程筒仓基础大体积混凝土设计强度等级为C25，其混凝土配比如表1所示。原材料选用小岭水泥厂P．O 32．5普通硅酸盐水泥、阿城热电厂I级增钙粉煤灰、松花江中砂、碎石、自来水、黑龙江省低温研究所中间试验厂生产的LNC-53型负温混凝土防冻泵送剂、UEA型混凝土膨胀剂。　　　　3．2 温度控制　　筒仓基础大体积混凝土总浇筑量为4000m3，一次性浇筑。浇筑时间为10月25日早至10月31日12时，施工时掺LNC-53型防冻泵送剂的混凝土和易性良好，施工现场坍落度为16~20cm。混凝土入模温度控制在9．3—11．6℃之间，浇注时环境温度在-9～6℃范围内变化，混凝土浇筑后立即用塑料膜顶浆覆盖以防风吹失水出现塑性裂缝并采取了严格的控温措施，混凝土测温从浇筑时开始进行至11月14日9时。混凝土测温采用热电偶法，使用混凝土多点智能测温仪对混凝土内部温度变化进行适时监测，该仪器测试精度为0．1℃ ，能够满足大体积混凝土测温精度要求。　　在浇筑实体的四周、中心等有代表性部位的表面、中部、底部分别布置了测温点。经实测得到了从浇筑开始至400h混凝土内部温度升降变化的数据资料，并根据此实测温度数据绘出了有代表意义测区的时间与温度曲线，见图1。　　　　　　以往测试资料显示，不掺加任何外加剂、掺合料的普通混凝土，一般在混凝土入模温度l0℃左右，环境温度8—7℃时，浇筑后3d出现内部温升高峰；在寒冷的冬季施工当中，如不采取任何控温措施时，混凝土的入模温度通常会达到5一0℃，环境温度在3~-15℃，大体积混凝土内部的最高温升在浇筑3d左右出现。在本工程施工过程中，混凝土入模温度最高达11．2℃，如果不采取任何降温措施，混凝土的水化热峰值将会在3d后出现，再加之环境温度最低达-15℃，此时混凝土内部最高温升的峰值理论预算将会高达60℃左右，两者叠加时，混凝土内部与表面的温差将达到75℃ ，这一数值将严重影响到混凝土结构的安全性，极易导致大体积混凝土由于内外温差过大而造成的温差裂缝问题。　　　　由图1可见，本工程掺LNC一53型混凝土防冻泵送剂后大体积混凝土水化温升峰值推迟到了浇筑后的第7d出现，峰值也较普通混凝土的水化峰值低，究其原因是由于本工程在混凝土配合比设计中选用了增钙粉煤灰和起主要作用的黑龙江省低温建筑科学研究所中间试验厂生产的LNC一53型混凝土防冻泵送剂。增钙粉煤灰的掺用，降低了水泥的单位使用量，是导致峰值降低的一个原因；而最为重要的是LNC一53型混凝土防冻泵送剂不仅含有防冻组分、减水流化组分，还有缓凝组分，加入混凝土中在满足混凝土泵送及不受冻害的前提下，还起到了缓凝作用，使得水泥的前期水化速率减慢，混凝土中水泥水化放出的热量通过混凝土结构散失的时间延长，有充足的时间使热量得以散失，使得出现的水泥水化热峰值较低。　　图1中各区域的热峰值不同，原因是由于各区域的边界条件不同使得散热条件不同，另外处于边角处的散热面积大，散热较快，中心部位由于厚度较厚而导致散热较慢，同时各区域的养护也不尽相同，入模温度也不相同，这都致使了各区域混凝土的温度峰值出现的时间与大小不尽相同，但是均在控制范围之内。在保证混凝土不出现过大温差的前提下，由于防冻组分的降低冰点及促进早期结构的形成作用，又保证了混凝土在负温作用下不会发生冻害。表面处的温度曲线波动性大的原因是由于受外界温度的影响显著，当外界气温变化时表面温度也随其变化，从中可以看出，表面覆盖保温层的重要性，当保温效果不好时，其曲线波动特别明显，资料显示，当表面采取设置多层温度保温缓冲层时，保温效果良好，表面温度曲线非常平滑。　　从各测温点的数据来看，混凝土的各个不同部位的温差值均控制在25℃之内，满足YBJ224—91《块体基础大体积混凝土施工技术规程》规定的要求。3．3 保温养护措施　　混凝土浇筑完毕抹平后用一层塑料薄膜顶浆覆盖以防失水产生干缩裂缝，待混凝土初凝后采用300mm厚袋装珍珠岩覆盖，保证混凝土温度不易散失，达到保温防冻及防止混凝土的温度变形和收缩变形的目的。3．4 混凝土强度　　龙垦麦芽工程施工环境最低气温为-10℃，平均气温为-6．3℃。浇筑的同时施工单位按相关规定预留了足够的试块，并与实体同条件养护-7、-28、-91d的试件进行了抗压aUU强度的测试，试验数据见表2。　　　　　　由表2中数据可见，现场预留同条件养护试件-7d强度达到设计强度的23．2% ，-28d强度达到设计强度的75．6% ，-91d强度达到设计强度的108% ；而与标养试件28d强度相比，-7d强度达到19．9% ，-7+28d强度达到95．2%。结果表明，混凝土的实测强度达到了冬期施工规定的要求，保证了大体积混凝土冬期泵送施工的浇筑质量。4 结语　　4．1 大体积混凝土冬期泵送施工的难点是既要保证混凝土自身的和易性和可泵性又要防止大体积混凝土因“内热外冷”产生温差裂缝，同时还要确保混凝土不受冻害，强度仍能继续增长以保证工程质量及工程进度，而使用LNC一53型混凝土防冻泵送剂可有效地解决这一施工难题。　　4．2 大体积混凝土冬期泵送施工混凝土外加剂的合理选择和配合比设计是混凝土质量的基本保证，只有优质的防冻泵送剂才能增加混凝土的和易性。提高可泵性，同时减少混凝土用水量，降低其液相冰点，降低水泥水化热峰值并推迟其峰值到达的时间，以达到减水、缓凝、防冻、泵送、防裂的要求，从而保证大体积混凝土冬期泵送施工的质量。　　4．3 在大体积混凝土的冬期施工中，掺用增钙粉煤灰是降低水泥水化热、减少水泥用量、提高新拌混凝土可泵性的好方法。试验表明，对于C25级的负温泵送混凝土，I级增钙粉煤灰的掺量可达26%左右。　　4．4 与其它混凝土冬期施工一样，大体积混凝土冬期泵送施工中同样需要采用切实可行的保温措施以避免混凝土受到冻害，同时还要采取相应的测温、控温措施以防止大体积混凝土产生温差裂缝。

原作者：尹冬梅朱广祥江守恒单星本文婧朱卫中

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发布：2007-08-12 11:41 编辑：泛普软件 · xiaona [打印此页] [关闭]

防冻泵送剂在大体积混凝土冬施中应用

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