一种大体积混凝土、制备方法及其施工工艺

文档序号:2235 发布日期:2021-09-17 浏览:58次 英文

一种大体积混凝土、制备方法及其施工工艺

技术领域

本发明涉及混凝土的

技术领域

,具体而言,涉及一种大体积混凝土、制备方法以及施工工艺。

背景技术

大体积混凝土,我国《大体积混凝土施工标准》里规定,混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,称之为大体积混凝土。

现有制备工艺中主要包括以下步骤:混凝土原料选择、优化配合比设计、安装模板、浇筑、混凝土养护等工艺,而大体积混凝土容易表面裂缝和伸缩裂缝,这些裂缝可能破坏结构的整体性和稳定性,使其危害性极大,经过长期的分析得出,在混凝土原料、制备过程和施工工艺对产生裂缝都有着极其重要的影响,例如当原料搭配不当,制备出的混凝土流动性差等,在施工工艺中对温度的把握也是相对难控制,也容易造成裂缝的存在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大体积混凝土、制备方法以及施工工艺,通过合理的配比原材料,并控制其制备和施工,减少裂缝的出现,提高整体稳定性和安全性的技术效果。

本发明通过以下技术方案实现:包括以下组分,按重量份计:

水泥280-310份,粉煤灰80-140份,细骨料650-800份,粗骨料1050-1150份,外加剂3-6份,水155-165份。

为了更好的实现本发明,进一步的,包括以下组分,按重量份计:

水泥297-302份,粉煤灰100-127份,细骨料699-749份,粗骨料1106-1106份,外加剂4.82-5.08份,水160-161份。

为了更好的实现本发明,进一步的,所述外加剂为减水剂和缓凝剂;

所述减水剂包括以下组分:竹浆纤维黑液、壳聚糖、木素硫酸钙、丙烯酸类单体、聚氧化烯基酯类不饱和大单体、水。

为了更好的实现本发明,进一步的,所述减水剂的制备包括以下步骤:

Sa:向竹浆纤维黑液中加入木素磺酸钙,升温50-60℃、并搅拌,得到第一混合物;

Sb:在第一混合物上加入壳聚糖、丙烯酸类单体、聚氧化烯基酯类不饱和大单体、水,搅拌混合,在30-60℃的温度下反应,得到减水剂。

为了更好的实现本发明,进一步的,包括以下步骤:

在搅拌前,控制物料的加入温度,具体是:水温温度控制为15-18℃,水泥温度控制为34-38℃,细骨料温度控制为24-28℃、粗骨料温度控制为26-30℃,粉煤灰温度控制为29-33℃;

将控制温度的物料,依次加入水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂、水进行搅拌混合,搅拌时间为90-120s。

为了更好的实现本发明,进一步的,包括以下步骤:

在搅拌前,控制物料的加入温度,具体是水温控制在17.6℃,水泥36.4℃,细骨料26.5℃、粗骨料28.2℃,粉煤灰31.2℃;

将控制温度的物料,依次加入水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂、水进行搅拌混合,搅拌时间为100s。

为了更好的实现本发明,进一步的,包括以下步骤,

S1:对钢筋及保护层垫块、预埋件、模板及支撑系统进行检查,将模板内垃圾进行清除;

S2:混凝土由搅拌运输车水平运输至施工地点,快速反转60s后才进行放料;

S3:混凝土泵送到浇筑部位,并对浇筑的混凝土进行入模温度测试;

S4:在浇筑过程中,向混凝土加入缓凝剂,使混凝土初凝时间在8小时以上;

S5:混凝土振捣采用插入式振捣棒振捣密实,振捣时应从浇注层的下端开始,逐渐上移;

S6:浇筑后3-4h内用长刮尺刮平,初凝钱用铁滚筒碾压,在用木抹子搓平压实;

S7:混凝土养护。

为了更好的实现本发明,进一步的,在所述S1检查完毕后,在浇筑前,在模板内设置有U型冷却水刚管,浇筑后使其U型冷却水钢管置于底板混凝土内部中。

为了更好的实现本发明,进一步的,所述混凝土养护包括如下步骤:

S71:混凝土浇筑完毕后,初凝前用塑料薄膜覆盖顶面;

S72:保湿养护持续时间不少于14天,检查塑料薄膜完整性。

本发明的有益效果是:本发明通过搭配设置大体积混凝土的各成分以及各成分的比例,使其能够得到成分更优化的大体积混凝土,尤其是通过搭配外加剂,使其最终制备出的大体积混凝土的流动性更强,除此之外,在制备大体积混凝土中,通过控制原料温度,使其制备过程中温度变化程度较小,减少温度对大体积的影响,在施工过程中也及时监控施工过程,并及时检测温度,进一步避免温度对大体积混凝土的影响,综合所述,本发明所提供的大体积混凝土通过从原料、制备方法以及施工工艺多方面多层次的优化控制,从而达到最终减少出现裂缝的概率,进而提高整体的稳定性和安全性。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例,对本发明中的技术方案进行描述。

实施例1:

一种大体积混凝土,主要包括以下组分,按照重量份计:

水泥280-310份,粉煤灰80-140份,细骨料650-800份,粗骨料1050-1150份,外加剂3-6份,水155-165份。

在长期的实验过程中,优选水泥297-302份,粉煤灰100-127份,细骨料699-749份,粗骨料1106-1106份,外加剂4.82-5.08份,水160-161份。

具体是当粉煤灰是25%掺量时,其成分为:水泥302份、粉煤灰100份,细骨料749份,粗骨料1079份,外加剂4.82份,水160份,当粉煤灰掺量为30%时,各成分量为:水泥297份,粉煤灰127份,细骨料699份,粗骨料1106份,外加剂5.08份,水161份。

本实施例中水泥应选用水化热低的通用硅酸盐水泥,3d水化热不易大于250KJ/Kg,7d水化热不宜大于280KJ/Kg;当选用52.5强度等级水泥时,7d水化热宜小于300KJ/Kg。

粉煤灰在大体积混凝土中主要作用在于取代部分水泥,延缓混凝土集中放热、降低水泥水化热、降低混凝土内外温度,优先选用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰,细度、烧失量、需水量比、安定性、活性指数等均满足Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰技术要求。

细骨料含泥量≤3%、泥块含量≤1%、氯离子含量≤0.06%、云母含量≤2%、且不得有杂物,选用其细度模数在2.4~2.8的中砂或(粗砂与细砂按比例配制成2.4~2.8的中砂)。

粗骨料含泥量≤1%、泥块含量≤0.5%、针片状含量≤15%、压碎指标值≤12%、且不得有杂物,选用5~31.5mm连续粒级碎石。

上述组分在该范围内制备出大体积混凝土,能协同互补,使其混凝土的力学性能最佳,在施工过程中不会出现裂缝。

外加剂为为减水剂和缓凝剂:

该减水剂由以下组分组成,竹浆纤维黑液、壳聚糖、木素硫酸钙、丙烯酸类单体、聚氧化烯基酯类不饱和大单体、水。

减水剂的制备方法:

所述减水剂由以下步骤制成:

Sa:向竹浆纤维黑液中加入木素磺酸钙,升温50-60℃、并搅拌,得到第一混合物;

Sb:在第一混合物上进一步加入壳聚糖、丙烯酸类单体、聚氧化烯基酯类不饱和大单体、水,搅拌混合,在30-60℃的温度下反应,得到减水剂。

本发明中减水剂的主要成分是竹浆纤维黑液、壳聚糖、木素硫酸钙、丙烯酸类单体、聚氧化烯基酯类不饱和大单体、水,上述成分中将竹浆黑液与木素碳酸钙混合,该竹浆黑液横截面布满孔洞,具有优良吸湿透气性能,纤维纵截面有条沟槽,使其竹浆黑液与木素碳酸钙进行交联反应,使其改性,充分反应,得到第一混合物,在反应过程中,最佳反应温度为50-60℃,这个温度下反应更充分。

随后,并将壳聚糖、丙烯酸类单体、聚氧化烯基酯类不饱和大单体、水进行搅拌混合,并发生聚合反应,使其改性还原呈壳聚糖类的减水剂,进而达到提高溶解度、增强流动性的目的。

制备混凝土的过程中,由于采用竹浆黑液,与木素硫酸钙反应后,使其活性打开,增强了整体减水剂的活性,随后通过一些的改进,使其减水剂的张力得到改善,最终得到的减水剂表面活性剂及其强,可以降低水表面张力以及水与水泥之间的界面张力,在释放过程中,溶解性逐渐提高,使其水泥更容易湿润,改善其混凝土的流动性。

实施例2:

一种大体积混凝土的制备方法,包括以下步骤:

在搅拌前,控制物料的加入温度,具体是:水温温度控制为15-18℃,水泥温度控制为34-38℃,细骨料温度控制为24-28℃、粗骨料温度控制为26-30℃,粉煤灰温度控制为29-33℃;

将控制温度的物料,依次加入水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂、水进行搅拌混合,搅拌时间为90-120s。

混凝土入模温度宜控制在5-30℃,当混凝土入模温度超过30℃时,往水中加碎冰块,以降低混凝土入模温度。

混凝土实际生产时,以往都是向水中加入冰块,本发明实施例中,是通过控制原材料生产前的温度,具体是对原材料的温度进行测温,控温,其中水温控制在17.6℃,水泥36.4℃、砂26.5℃、石28.2℃、粉煤灰31.2℃,混凝土配合比采用30%粉煤灰掺量,操作人员正确输入配合比中各种原料重量,空转骨料去皮,待排尽水急杂物后再进行上料,混凝土搅拌时间控制在90-120s之间。

实施例3:

大体积混凝土的施工工艺:

包括以下步骤,

S1:对钢筋及保护层垫块、预埋件、模板及支撑系统进行检查,将模板内垃圾进行清除;

具体是:混凝土运输中,罐车在接料前,罐体顺转排尽罐内余水再进行接料,驾驶室挡风玻璃处应放置混凝土等级标识牌,在运送或等待过程中,罐体用最慢挡反转,以防止罐体中混凝土上、中、下部料出现不均匀现象。

混凝土浇筑前,对钢筋及保护层垫块、预埋件、模板及支撑系统进行检查,将模板内垃圾等杂质清楚干净,混凝土浇捣开始钱,浇水润湿底板,同时,对底板四周的排水渠道进行清理疏通,保证混凝土浇捣过程中排水畅通。

泵送混凝土前,先开机用水润湿整个管道,而后送入同配合比的水泥浆,使输送管壁处于充分湿润状态。

S2:混凝土由搅拌运输车水平运输至施工地点,快速反转60s后才进行放料;

在浇筑过程中,如果混凝土的坍落度损失过大,可以用外加剂进行调整,以满足现场混凝土泵送要求,如发生离析现象,必须到搅拌站进行二次拌合方可入仓。

S3:混凝土泵送到浇筑部位,并对浇筑的混凝土进行入模温度测试;

混凝土泵送到浇筑部位,应对混凝土进行入模温度测试,入模温度检测每台班不应少于2次,且由专人专检,到施工现场后混凝土实测入模温度。

S4:在浇筑过程中,向混凝土加入缓凝剂,使混凝土初凝时间在8小时以上;

混凝土由泵送入仓,混凝土的自由倾落高度不得超过2m,超过时采用串筒或溜槽下料。根据平面尺寸采取水平分层或斜面分层法实现连续浇注,每层混凝土浇捣时间不超过其初凝时间,厚度不超过300mm。在混凝土中加入缓凝剂,使混凝土初凝时间在8小时以上,确保在上层混凝土覆盖下层混凝土之前,不会出现冷缝。为了预防混凝土浇筑不出现冷缝,最关键的措施,就是要保证混凝土的连续供应,混凝土层间结合不超过初凝时间。同时要保证好混凝土供应和施工的工器具的数量和质量,并有可靠的备用设备。

S5:混凝土振捣采用插入式振捣棒振捣密实,振捣时应从浇注层的下端开始,逐渐上移;

混凝土振捣采用50型插入式振捣棒振捣密实,振捣时应从浇注层的下端开始,逐渐上移,振捣距离不超过振动棒振捣半径的1.25倍。混凝土分层下料厚度不得超过50cm。在振捣上一层时,要插入下层混凝土中50mm左右,使上下层新老混凝土紧密结合。振动棒应慢拔快插,振动时间不宜过长,不能过振、漏振。插点采用交错式梅花型均匀排列,间距不大于1.5R(R为振动器的作用半径),每一插点的振捣时间一般为20~30秒。振动棒不能与模板、钢筋、预埋件等直接接触。

S6:浇筑后3-4h内用长刮尺刮平,初凝钱用铁滚筒碾压,在用木抹子搓平压实;

浇筑后,大体积混凝土表面水泥浆较厚,浇筑后3~4h内初步用长刮尺刮平,初凝前用铁滚筒碾压2遍,再用木抹子搓平压实,以在混凝土初凝后终凝前进行二次抹面压实,以闭合收水裂缝,控制表面龟裂。如表面出现龟裂时应及时用木抹子搓平压实,并按规定覆盖养护(有条件时优选蓄水养护)。

S7:混凝土养护;

S71:混凝土浇筑完毕后,初凝前用塑料薄膜覆盖顶面;

S72:保湿养护持续时间不少于14天,检查塑料薄膜完整性。

混凝土养护:

混凝土浇筑完毕后,初凝前宜立即进行塑料薄膜覆盖顶面。二次抹面压实后,顶面再加两层麻袋或棉絮覆盖养护。如顶面保温效果达不到要求时,可采取加盖麻袋、棉絮等措施,以减小混凝土表面和内部温差,侧面采用在15mm胶合板能满足保温养护的要求。

养护工作,应有专人负责,并进行测试记录,保湿养护持续时间不宜少于14天,经常检查塑料薄膜完整性,并保持混凝土表面湿润。

根据混凝土测温结果随时调整覆盖厚度,在保证混凝土内外最大温差符合规范要求的前提下,尽量减小覆盖厚度。根据混凝土测温信息以及天气气温变化情况及时调整,当天气较好,气温较高时,在白天,可减少覆盖厚度,甚至于短时间掀开麻袋。当到晚上,要及时覆盖好麻袋;注意天气预报,当气温骤变时,是养护工作的关键时刻,应迅速采取措施,防止发生温度裂缝。

保温覆盖层拆除应分层逐步进行,当混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃时,可全部拆除。

混凝土温度控制:

混凝土浇筑在入模温度基础上的升值不宜大于50℃。

混凝土浇筑体里表温差不宜大于25℃。

混凝土浇筑体降温速率不宜大于2.0℃/d。

拆除保温覆盖时混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。

大体积混凝土浇筑体表温差、降温速率及环境温度的测试,在混凝土浇筑后,每昼夜不应少于4次。

浇注前在基础施工区域用钢管脚手架、彩条布搭设遮阳、防雨、防风多功能棚,四周用厚型薄膜封闭。即可提高棚内温度,又可防止雨水引起混凝土中砂浆流失和骤然降低表面温度而产生温度裂缝。

在浇筑大体积混凝土过程中,采用U型冷却水钢管进行降温,底板混凝土内部中部水平设置Φ30×2mm水平间距1.5米U型冷却水钢管,当混凝土内温度差较高时,通入温差不大于25℃的水降温散热,管底距底板底部标高1500mm,且两端管口露出混凝土面100mm,并使管内一直处于满水状态,根据测温结果,调节水箱水温,管道流量及流速,控制内部温度与进水温差不超过25℃,否则水温过低产生内部裂纹裂缝。

混凝土表部温度、薄膜下面温度及养护水温测温采用温度计,内部测温采用智能巡检仪测温,测温片共设置九组,每组埋设深度分别为上表面下0.1m、中部、底板(底模)上0.1m,在浇注前埋设。混凝土浇捣后12小时开始测温,升温阶段每2小时用温度仪测量一次混凝土内温度及大气温度,降温阶段每8小时测一次,做好记录,技术负责人及时审阅,随时控制混凝土内外温差不大于25℃。每米温度梯度不大于15℃。当内外温差或温度梯度接近规范要求时,及时报警并立即采用措施。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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