CN108071173B - 一种大体积混凝土的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大体积混凝土的施工方法，特别是涉及一种两次施工形成大体积混凝土的施工方法，包括以下步骤，第一步，搭建模板框架，并在模板框架内设置连通管架；第二步，制备大孔混凝土拌合物；第三步，浇注；第四步，制作封浆层；第五步，制备灌浆料；第六步，灌浆；第七步，收面。采用本技术方案的大体积混凝土施工方法，在大孔混凝土阶段，能降低内外温差，控制大孔混凝土不产生温差裂缝；在形成密实混凝土阶段，改变浆料在凝结硬化过程因温度升高引起的塑性变形为弹性变形，在冷却后不产生收缩裂缝。

Description

一种大体积混凝土的施工方法
技术领域
本发明涉及一种大体积混凝土的施工方法，特别是涉及一种两次施工形成大体积混凝土的施工方法。
背景技术
大体积混凝土工程是指最小尺寸在0.8m以上的混凝土工程。随着高层建筑的发展，建筑物的内部结构和布局随设计者的意图变化日趋复杂化。实现这些结构变化的技术手段中，除开钢结构外，大面积的转换层最常见。很多转换层的混凝土厚度一般都在0.8m以上，是一种典型的大体积混凝土。部分高层建筑的电梯井也多是大体积混凝土。随着人类对自然资源的改造，修建了大量的水利设施、道路和桥梁，这些基础设施也多是大体积混凝土工程。大体积混凝土一般都是在重要工程部位才采用，因此，大体积混凝土的质量对于整个工程具有非常重要的影响。
在同一批次浇注的混凝土中，水泥的水化放热过程基本上同步。水泥水化放出的热量提高了水泥的水化的温度并促进水泥的进一步快速水化，因此，混凝土具有集中释放水化热的特点。
目前大体积混凝土施工方法中，由于大体积混凝土的方量大，水泥用量也大，集中释放出的水化热也多。这些水化热首先被混凝土的组成材料所吸收；当混凝土的内部温度高于外界温度时，通过温度场对外散热。由于热阻的存在，混凝土因水化热形成的温度场具有内部温度高、外部温度低的基本特征，中心的最高温度与外壁的较低温度之间的温度差就是大体积混凝土的内外温差。混凝土的尺寸越大越越有利于热量的蓄积。普通混凝土材料都具有热胀冷缩的基本性能。在混凝土凝结硬化前，混凝土尚处于塑性状态；随着温度的升高，混凝土的组成材料发生热膨胀，这部分热膨胀引起的体积变化通过塑性变形而消解。随着水泥的水化进程，混凝土中的水化产物固结、硬化而逐渐丧失塑性而具有固定的形状与尺寸。在硬化后的混凝土中，随着与环境的热交换不断进行，混凝土的温度逐渐降低，混凝土中心部位的温度也逐渐降低到与外壁或环境温度基本一致。随着温度的降低，混凝土发生收缩。在已经硬化的混凝土中，这些收缩不能再通过塑性变形来消解而是将应变转化为材料内部的应力而传递。这些应力分布表现为外压内拉，且拉应力主要集中在几何中心位置。当拉应力超过混凝土材料所能承受的极限拉应力时，特别是混凝土早期时候，由于混凝土的强度很低，非常容易开裂并形成裂缝。所以，目前大体积混凝土的施工方法存在容易开裂的技术缺陷，进而，裂缝为外界的腐蚀性介质进入混凝土内部提供了便捷的通道，直接降低混凝土的力学性能、耐久性，严重影响混凝土的安全性和使用寿命。
目前，为了解决大体积混凝土因内部温度高从而引起开裂的工程难题，通常的方法有以下几种来控制混凝土的内外温差，从而抑制裂缝的形成，但下述集中方案都存在一定的缺陷，
1、采用低水化热的水泥，这种方法对水泥的材料要求较高；
2、做外保温层，保证外层的温度降低速度，这种方法浪费材料，效果不是很好；
3、在混凝土内部铺设冷水管道，采用冷水进行水冷却，这种方法工艺麻烦，后期处理麻烦。。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大体积混凝土新的施工方法，解决大体积混凝土因内部温度高从而引起开裂的工程难题。
为了解决上述技术难题，本发明采用以下技术方案：
一种大体积混凝土的施工方法，包括以下步骤，
第一步，搭建模板框架，并在模板框架底部设置连通管架。所述底部是指距离底面0-100mm；所述连通管架为管壁上开设有流通小孔的空心管构成，每组连通管架至少连通一根支出管；所述支出管的开口位置位于模板框架所成产品的外表面；所述的外表面可以是顶面，也可以是侧面。
第二步，制备大孔混凝土拌合物。所述成型大孔混凝土拌合物是指将粗骨料与水泥浆按1立方粗骨料:150kg-300kg水泥浆的比例拌合均匀形成大孔混凝土拌合物；所述的水泥浆是由水泥：拌合水：外加剂按100：35-45：0.5-6的质量比例组成。所述的外加剂至少包括减水剂、缓凝剂、早强剂中的一种或多种。所述的水泥可以是硅酸盐系列水泥，也可以是碱矿渣水泥等其它种类水泥
第三步，浇注。将所述大孔混凝土拌合物浇注在模板框架中；
第四步，制作封浆层，所述封浆层是指能将具有流动性的浆料封闭在混凝土内部而不漏浆的功能层；
第五步，制备灌浆料，所述灌浆料是指由水泥：拌合水：外加剂：细集料按100：40-55：0.5-6：0-200按照质量比拌合而成的具有良好流动性的、适于灌注的浆料；
第六步，灌浆，将上述灌浆料从所述的支出管向连通管架的空心管内灌浆，通过空心管道从大孔混凝土主体的底部逐步向上灌注，并振捣，直至浆料填满；
第七步，收面，用砂浆或细石混凝土平整混凝土的表面。
进一步，限定在第一步中，所述的空心管在冷却过程时起到通风管作用，在灌浆过程中起到灌浆管的作用。
进一步，限定在第二步中，所述的粗骨料是指最小粒径10mm-55 mm的粗骨料，所述的大孔混凝土主体是指平均最小孔径在1mm以上的、孔隙间相互贯通的一种混凝土。
进一步，限定在第四步中，所述的封浆层是成型大孔混凝土主体时原有的模板。
进一步，限定在第四步中，所述的封浆层是在大孔混凝土主体底面和侧面的密封层。
进一步，限定在第五步中，所述的水泥是硅酸盐系列水泥或碱矿渣水泥；所述的细集料是指粒径小于0.5mm的细集料；所述的外加剂至少包括减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂中的一种或多种。
进一步，限定在第六步中，所述的振捣是指通过对浆料施加一定的外力从而提高浆料的流动速度和排除在夹杂在混凝土中的气泡而进行的振动。
采用本技术方案的大体积混凝土施工方法，由于主体为大孔混凝土拌合物浇注而成的大体积混凝土主体，大孔混凝土主体之间存在一定的空隙，能初步保证大体积混凝土主体内部的热量能与外部进行交换，再加上采用预先布置了灌浆管道和通风管道，其中通风管能够从外面引入冷空气进入混凝土主体内部，将大体积混凝土主体内部的热量散出，保证了混凝土中心部位的温度与外壁或环境温度基本一致，不会产生因温差引起的收缩裂缝。这里，通风管道和灌浆管道没有严格的区分，从功能上来讲，预先设置的空管既有起到通风降温的作用，输送、分配、流出浆料作用。
相对于传统的大体积混凝土施工方法，本发明技术方案的优点主要有
1、取消水冷管，采用通风降低混凝土的内外温差，并提高整体温度分布的均匀性。
2、可以通过改变通风量来控制大孔混凝土的内外温差，将大孔混凝土因温度引起的体积变化控制在合理的范围内。
3、采用二次施工工艺，大孔混凝土的水泥用量少，单次水化热的总量小。
4、灌浆料水化过程中引起的温差变化不会产生裂缝。虽然灌浆料水化产生的水化热引起混凝土内部的温度升高，但是大孔混凝土已经形成了刚性的骨架，刚性骨架随着温度的升高发生膨胀，而这些膨胀不再是塑性变形而是弹性变形。所以，当降温冷却时，混凝土发生的是弹性收缩，而不会产生裂缝。
附图说明：
图1是实施例一，一种大体积混凝土正面剖视示意图；
图2是图1的俯视示意图；
图3是图1中M处放大示意图；
图4是实施例二，另外一种大体积混凝土正面剖视示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例的方式，对本发明方案进行说明。但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例一，如图1、图2和图3所示， 一种大体积混凝土的施工方法，包括以下步骤，
第一步，搭建模板3框架，并在模板框架底部设置连通管架；所述底部是指距离底面0-100mm；所述连通管架为管壁上开设有流通小孔11的空心管1构成，如图2所示，本实施例中，连通管架连通一根支出管10；所述支出管10的开口位置位于模板框架所成产品的顶面。所述的空心管1在冷却过程时起到通风管作用，在灌浆过程中起到灌浆管的作用。
第二步，制备大孔混凝土拌合物。所述成型大孔混凝土拌合物是指将粗骨料与水泥浆按1立方粗骨料:150kg水泥浆的比例拌合均匀形成大孔混凝土拌合物2；所述的水泥浆是由水泥：拌合水：外加剂按100：35：0.5的质量比例组成。所述的外加剂至少包括减水剂、缓凝剂、早强剂中的一种或多种。所述的水泥可以是硅酸盐系列水泥，也可以是碱矿渣水泥等其它种类水泥。所述的粗骨料是指最小粒径10mm的粗骨料，所述的大孔混凝土主体是指平均最小孔径在1mm以上的、孔隙间相互贯通的一种混凝土。
第三步，浇注。将所述大孔混凝土拌合物浇注在模板框架中；
第四步，制作封浆层，所述封浆层是指能将具有流动性的浆料封闭在混凝土内部而不漏浆的功能层；所述的封浆层是成型大孔混凝土主体时原有的模板3。
第五步，制备灌浆料，所述灌浆料是指由水泥：拌合水：外加剂：细集料按100：40：0.5：200按照质量比拌合而成的具有良好流动性的、适于灌注的浆料；所述的水泥是硅酸盐系列水泥或碱矿渣水泥；所述的细集料是指粒径小于0.5mm的细集料；所述的外加剂至少包括减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂中的一种或多种。
第六步，灌浆，将上述灌浆料从所述的支出管向连通管架的空心管内灌浆，通过空心管道从大孔混凝土主体的底部逐步向上灌注，并振捣，直至浆料填满；所述的振捣是指通过对浆料施加一定的外力从而提高浆料的流动速度和排除在夹杂在混凝土中的气泡而进行振动。
第七步，收面，用砂浆或细石混凝土平整混凝土的表面。
实施例二，图3、图4所示， 一种大体积混凝土的施工方法，包括以下步骤，
第一步，搭建模板3框架，并在模板框架底部设置连通管架；所述底部是指距离底面0-100mm；所述连通管架为管壁上开设有流通小孔11的空心管1构成，如图2所示，本实施例中，连通管架连通一根支出管10；所述支出管10的开口位置位于模板框架所成产品的侧面，所述的空心管1在冷却过程时起到通风管作用，在灌浆过程中起到灌浆管的作用。
第二步，制备大孔混凝土拌合物。所述成型大孔混凝土拌合物是指将粗骨料与水泥浆按1立方粗骨料:150kg-300kg水泥浆的比例拌合均匀形成大孔混凝土拌合物2；所述的水泥浆是由水泥：拌合水：外加剂按100：45：6的质量比例组成。所述的外加剂至少包括减水剂、缓凝剂、早强剂中的一种或多种。所述的水泥可以是硅酸盐系列水泥，也可以是碱矿渣水泥等其它种类水泥。所述的粗骨料是指最小粒径10mm-55 mm的粗骨料，所述的大孔混凝土主体是指平均最小孔径在1mm以上的、孔隙间相互贯通的一种混凝土。
第三步，浇注。将所述大孔混凝土拌合物浇注在模板框架中；
第四步，制作封浆层，所述封浆层是指能将具有流动性的浆料封闭在混凝土内部而不漏浆的功能层；所述的封浆层是在大孔混凝土主体底面和侧面的密封层4。
第五步，制备灌浆料，所述灌浆料是指由水泥：拌合水：外加剂：细集料按100：55：6：200按照质量比拌合而成的具有良好流动性的、适于灌注的浆料；所述的水泥是硅酸盐系列水泥或碱矿渣水泥；所述的细集料是指粒径小于0.5mm的细集料；所述的外加剂至少包括减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂中的一种或多种。
第六步，灌浆，将上述灌浆料从所述的支出管向连通管架的空心管内灌浆，通过空心管道从大孔混凝土主体的底部逐步向上灌注，并振捣，直至浆料填满；所述的振捣是指通过对浆料施加一定的外力从而提高浆料的流动速度和排除在夹杂在混凝土中的气泡而进行振动。
第七步，收面，用砂浆或细石混凝土平整混凝土的表面。
另外，本发明所说的混凝土的内外温差是指混凝土的中心点或最高温度点的温度与混凝土外表面的温度之间的温差。本发明所说的通风，是指混凝土内部与外界间的自然空气流通或强制空气流通。本发明所说的空气可以是自然的空气，也可以是经过增湿等方法处理后的空气。
本发明所说的封浆层是指能将具有流动性的浆料封闭在混凝土内部而不漏浆的功能层。
另外关于所述成型大孔混凝土拌合物是采用的粗骨料与水泥浆按1立方粗骨料:180kg或者200kg或者160kg水泥浆，这些具体的例子中是可以根据不同的负荷承载来确定水泥浆的比例，在此不一一举例；同样，所述的水泥浆是由水泥：拌合水：外加剂按100：30：2或者100:35:4的质量比例组成.
以上对本发明提供测定方法的具体实施方式，具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的材料、方法及应用的技术方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明原理的前提下，还可以对本发明的具体应用做出一定的改进，这些改进落入发明的权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于：所述的大体积混凝土是指最小尺寸在0.8m以上的混凝土，包括以下步骤，
第一步，搭建模板框架，并在模板框架底部设置连通管架；所述底部是指距离底面0-100mm；所述连通管架为管壁上开设有流通小孔的空心管构成，每组连通管架至少连通一根支出管；所述支出管的开口位置位于模板框架所成产品的外表面；
第二步，制备大孔混凝土拌合物，所述制备 大孔混凝土拌合物是指将粗骨料与水泥浆按1立方粗骨料:150kg-300kg水泥浆的比例拌合均匀形成大孔混凝土拌合物；所述的水泥浆是由水泥：拌合水：外加剂按100：35-45：0.5-6的质量比例组成；所述的粗骨料是指最小粒径10mm-55mm的粗骨料，所述的大孔混凝土主体是指平均最小孔径在1mm以上的、孔隙间相互贯通的一种混凝土；
第三步，浇注，将所述大孔混凝土拌合物浇注在模板框架中；
第四步，制作封浆层，所述封浆层是指能将具有流动性的浆料封闭在混凝土内部而不漏浆的功能层；
第五步，制备灌浆料，所述灌浆料是指由水泥：拌合水：外加剂：细集料按100：40-55：0.5-6：0-200按照质量比拌合而成的具有良好流动性的、适于灌注的浆料；所述的水泥是硅酸盐系列水泥或碱矿渣水泥；所述的细集料是指粒径小于0.5mm的细集料；所述的外加剂至少包括减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂中的一种或多种；
第六步，灌浆，将上述灌浆料从所述的支出管向连通管架的空心管内灌浆，通过空心管道从大孔混凝土主体的底部逐步向上灌注，并振捣，直至浆料填满；
第七步，收面，用砂浆或细石混凝土平整混凝土的表面。
2.根据权利要求1所述的大体积混凝土的施工方法，其特征在于：在第一步中，所述的外表面是顶面。
3.根据权利要求1所述的大体积混凝土的施工方法，其特征在于：在第一步中，所述的外表面是是侧面。
4.根据权利要求1所述的大体积混凝土的施工方法，其特征在于：在第一步中，所述的空心管在冷却过程时起到通风管作用，在灌浆过程中起到灌浆管的作用。
5.根据权利要求1所述的大体积混凝土的施工方法，其特征在于：在第二步中，所述的外加剂至少包括减水剂、缓凝剂、早强剂中的一种或多种；所述的水泥是硅酸盐系列水泥或碱矿渣水泥。
6.根据权利要求1所述的大体积混凝土的施工方法，其特征在于：在第四步中，所述的封浆层是成型大孔混凝土主体时原有的模板。
7.根据权利要求1所述的大体积混凝土的施工方法，其特征在于：在第四步中，所述的封浆层是在大孔混凝土主体底面和侧面的密封层。
8.根据权利要求1所述的大体积混凝土的施工方法，其特征在于：在第六步中，所述的振捣是指通过对浆料施加一定的外力从而提高浆料的流动速度和排除在夹杂在混凝土中的气泡而进行振动。
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