CN109356160A - 一种大体积混凝土的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大体积混凝土的施工方法，涉及建筑领域，其技术方案要点包括如下步骤：步骤A：安装结构钢筋并搭设模板，模板围成多块混凝土浇筑区，每块之间具有分隔缝，同时预埋测量管；步骤B：按照全面分层的浇筑方法，将混凝土浇筑到待浇筑混凝土区域；步骤C：通水冷却并覆盖保温材料；步骤D：每间隔一段时间测量一次混凝土温度，并根据测量到的混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度，对混凝土的温度进行调控；步骤E：拆除模板，并对分隔缝进行填嵌处理。混凝土多块浇筑，各块浇筑区可以单独进行养护且采取不同的养护手段，便于养护进行，保证水泥水化过程中所需的温度和湿度，避免裂缝的生成。

Description

一种大体积混凝土的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别涉及一种大体积混凝土的施工方法。

背景技术

混凝土是指由胶凝材料和骨料胶结成整体的工程复合材料的统称，一般水泥作为胶凝材料，砂石作为骨料。大体积混凝土是指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。

现代建筑中常常会涉及到大体积混凝土施工，例如高层楼房基础、水利大坝等，特点就是体积大，施工时如何降低其水化热是目前急需解决的问题。目前降低大体积混凝土水化热的方法有很多种：选用低水化热的水泥；用温度较低的地下水进行搅拌；减少水泥用量等等。

公告号为CN101913828B的中国专利公开了一种高抗裂大体积防辐射混凝土的施工工艺，第一步：制备混凝土；第二步：采用分层浇筑方法进行浇筑，每层浇筑厚度200～500mm；第三步：混凝土初凝后，在混凝土表面覆盖至少一层湿的覆盖物进行养护，所述覆盖物为麻袋片、草帘、竹帘中的一种，拆模，然后在混凝土终凝后进行蓄水养护，蓄水深度10～20cm。

上述混凝土施工工艺采用分层浇筑方法以及温度控制的养护手段，避免水化热造成结构裂缝的现象，为目前最常见的方法，仍存在以下技术问题：由于浇筑区域较大，养护麻烦，并且各处混凝土内外温差均有所不同，采用同一种养护手段，仍容易出现裂缝，有待改进。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种大体积混凝土的施工方法，粉煤灰的掺入。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种大体积混凝土的施工方法，包括如下步骤：

步骤A：安装结构钢筋并搭设模板，模板围成多块混凝土浇筑区，每块之间具有分隔缝，同时预埋测量管；

步骤B：按照全面分层的浇筑方法，将混凝土浇筑到待浇筑混凝土区域；

步骤C：在混凝土浇筑完成的12小时后通水冷却并覆盖保温材料；

步骤D：在混凝土浇筑完成的24小时后，每间隔一段时间测量一次混凝土温度，并根据测量到的混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度，对混凝土的温度进行调控；

步骤E：当测量到的混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度不再变化时，拆除模板，并对分隔缝进行填嵌处理；

所述步骤B中混凝土包括如下重量份的组分：

低热水泥260-300份；

粗骨料1050-1150份；

细骨料650-708份；

水130-150份；

掺合料180-230份；

外加剂5-7份。

通过采用上述技术方案，混凝土多块浇筑，一方面便于浇筑进行，加快浇筑速率；另一方面各块浇筑区可以单独进行养护且采取不同的养护手段，便于养护进行，保证水泥水化过程中所需的温度和湿度，避免裂缝的生成。混凝土的主料水泥采用低热型，减少混凝土释放的水化热，避免混凝土无法承受温度应力而开裂的麻烦。

本发明进一步设置为：所述粗骨料为碎石，所述碎石由石灰岩、玄武岩、辉绿岩和花岗岩中的一种或多种轧碎而成，所述细骨料为中砂。

通过采用上述技术方案，石灰岩、玄武岩、辉绿岩和花岗岩热膨胀系数低、极限拉伸强度高，可便于控制大体积混凝土裂缝。细骨料采用粒径适中的中砂，一方面可以减少混凝土用水量和用泥量，进而减少水化热，有利于泵送混凝土施工；另一方面保证混凝土的抗极限拉伸应变能力。

本发明进一步设置为：所述掺合料包括40％的粉煤灰和60％的矿粉。

通过采用上述技术方案，往混凝土内掺加粉煤灰和矿粉可节约大量的水泥和细骨料，从而减少用水量，进而减少水化热，改善混凝土拌合物的和易性。粉煤灰颗粒呈球形，活性成分主要是二氧化硅和氧化铝，具有活性效应、形态效应和微骨料效应，直接掺入混凝土，可以与水泥水化产物Ca(OH)₂发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，可作为胶凝材料的一部分而起强度提高作用，加上粉煤灰颗粒大多数为玻璃微珠，填充水泥孔隙和毛细孔增大混凝土的密实度和后期强度。矿粉和粉煤灰复合掺入可改善粉煤灰的活性，二者之间具有互相激发的效应，从而提高混凝土的早期强度，解决粉煤灰掺入降低混凝土早期强度的问题。

本发明进一步设置为：所述外加剂为聚羧酸系减水剂，所述聚羧酸系减水剂的制备过程如下：

步骤一：将1-3份偶氮二氰基戊酸、10-15份甲基丙烯酸叔丁酯、1-1.5份烯丙基聚乙二醇均匀混合，得到混合溶液；

步骤二：往2-3份甲基丙烯磺酸钠中滴加上述混合溶液，反应过程中通氮气，搅拌并升温至50-70℃，滴加0.5h完毕后升温至70-95℃，反应6-9h，反应完成后，减压蒸馏，得到两端带有羧基的减水剂主链；

步骤三：将1-2份N-甲基吗啉、5-8份乙二胺、3-6份丙烯酸、10-12份二甲基甲酰胺、2-3份N′N-羰基二咪唑在冰水浴条件下均匀混合，反应24-36h，反应后产物通过发散法接枝到上述减水剂主链上；

步骤五：反应完成后减压蒸馏，接着用20％三氟乙酸/二氯甲烷溶液回流2-2.5h，得到聚羧酸系减水剂。

通过采用上述技术方案，聚羧酸系减水剂作为新一代高效减水剂具有减水率高、保坍性好的特点，经过改性后减水剂主链两端均为端羧基，连接有超支化聚酰胺的树形结构，能够与水泥颗粒之间形成更大的接触面积，使减水剂分子和水泥颗粒间的结合更加牢固。减水剂利用羧基和磺酸基能够与水泥颗粒上的极性基团结合，形成稳定的结构，而甲基和聚乙二醇侧链则伸向水泥颗粒的外端，形成空间位阻，阻止了其他水泥颗粒的接近，能够有效防止水泥颗粒的团聚现象，增加混凝土分散性、流动性，有效地减低了用水量，从而减少混凝土干缩现象，提高混凝土密实度。

本发明进一步设置为：所述混凝土还包括2-5份纳米二氧化硅。

通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅不仅可以作为填充剂，提高混凝土的抗压强度，还因其表面有很多未饱和的键以及羟基官能团，可与聚羧酸系减水剂的聚氧乙烯基、羧基之间存在氢键作用，使得部分聚羧酸系减水剂吸附在纳米二氧化硅表面，进而与水泥颗粒紧密结合，提高减水剂的减水效率以及其稳定性。

本发明进一步设置为：所述混凝土还包括3-5份纳米二氧化钛。

通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛的掺入可以填充混凝土孔隙，使其更加密实；同时抑制针棒状钙矾石的生长而促进了高强度凝胶的生成，使混凝土强度提高；纳米二氧化钛的加入还能赋予混凝土光催化降解大气中有机废物的作用。

本发明进一步设置为：所述混凝土还包括1-3份早强剂。

本发明进一步设置为：所述混凝土还包括10-12份膨胀剂。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.混凝土分区浇筑，便于提高浇筑速率以及养护进行，避免混凝土内部温度应力过高或内外温度差过大而导致的开裂现象；

2.混凝土配方设计合理，水化热低，适用于大体积混凝土施工；

3.混凝土配方中聚羧酸系减水剂具有优异的性能，减水率、保坍性和流动性好；

4.混凝土中纳米粉体的加入，不仅可以提高混凝土的机械性能还可以促进其生产时的化学性质。

附图说明

图1是实施例一的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

一种大体积混凝土的施工方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤A：根据大体积混凝土设计施工图纸，制作安装好结构钢筋并按设计方案要求用钢筋骨架进行加固；

步骤B：钢筋安装完成后经过验收，合格后再其周围搭设模板并进行加固，模板围成混凝土浇筑区，混凝土浇筑区设置有多块且每块之间具有分隔缝，同时在每个温度测量点预埋测温管；

步骤C：按照全面分层的浇筑方法，由短边至长边的方向进行浇筑，第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完成，如此连续浇筑直至混凝土浇筑区完成浇筑，每层厚度不超过500mm，相邻层浇筑时间不超过2小时，施工温度不低于混凝土使用期的稳定温度；

步骤D：混凝土浇筑完成12小时后，对其进行通水冷却，并在混凝土表面覆盖棉毡等保温材料，使混凝土内外温差控制在25℃内；

步骤E：混凝土浇筑完成后24小时后，前七天每间隔2小时通过测温管测量一次各个测量点混凝土的温度，后期每间隔4小时测量一次，当混凝土内外温差大于25℃，加厚保温材料，控制温差；当混凝土内部最高温度大于75℃时，通水冷却；当混凝土内部最高温度小于50℃时且相邻两次温度检测中检测到的混凝土内部温度低于签一次检测得到的内部温度，拆开模板，在模板和混凝土侧面之间内衬塑料泡沫保温板；

步骤F：当测量到的混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度不再变化时，拆除模板，在分隔缝内填嵌砌筑砂浆，再用弹性抗裂腻子将分隔缝嵌满，在缝口处铺有一层100mm宽的钢丝网，最后找平，完成施工。

实施例二：

实施例一中的混凝土包括如下重量份的组分：

低热水泥260份，即高贝利特水泥，购买自四川嘉华企业；

粗骨料1050份，粗骨料为碎石，碎石由石灰岩、玄武岩、辉绿岩和花岗岩中的一种或多种轧碎而成；

细骨料650份，细骨料为中砂；

水130份，选取地下水；

掺合料80份，掺合料为40％的粉煤灰和60％的矿粉；

聚羧酸系减水剂5份；

纳米二氧化硅2份，粒径为500nm；

纳米二氧化钛3份，粒径为200nm；

早强剂1份，为HY型早强剂，购买自上海汇易化学建材有限公司；

膨胀剂10份，为UEA混凝土膨胀剂，购买自上海汇易化学建材有限公司。

聚羧酸系减水剂的制备过程如下：

步骤一：将1份偶氮二氰基戊酸、10份甲基丙烯酸叔丁酯、1份烯丙基聚乙二醇均匀混合，得到混合溶液；

步骤二：往2份甲基丙烯磺酸钠中滴加上述混合溶液，反应过程中通氮气，搅拌并升温至50℃，滴加0.5h完毕后升温至70℃，反应6h，反应完成后，减压蒸馏，得到两端带有羧基的减水剂主链；

步骤三：将1份N-甲基吗啉、5份乙二胺、3份丙烯酸、10份二甲基甲酰胺、2份N′N-羰基二咪唑在冰水浴条件下均匀混合，反应24h，反应后产物通过发散法接枝到上述减水剂主链上：

步骤五：反应完成后减压蒸馏，接着用20％三氟乙酸/二氯甲烷溶液回流2h，得到聚羧酸系减水剂。

实施例三：

实施例一中的混凝土包括如下重量份的组分：

低热水泥300份，即高贝利特水泥，购买自四川嘉华企业；

粗骨料1150份，粗骨料为碎石，碎石由石灰岩、玄武岩、辉绿岩和花岗岩中的一种或多种轧碎而成；

细骨料708份，细骨料为中砂；

水150份，选取地下水；

掺合料110份，掺合料为40％的粉煤灰和60％的矿粉；

聚羧酸系减水剂7份；

纳米二氧化硅5份，粒径为500nm；

纳米二氧化钛5份，粒径为200nm；

早强剂3份，为HY型早强剂，购买自上海汇易化学建材有限公司；

膨胀剂12份，为UEA混凝土膨胀剂，购买自上海汇易化学建材有限公司。

聚羧酸系减水剂的制备过程如下：

步骤一：将3份偶氮二氰基戊酸、15份甲基丙烯酸叔丁酯、1.5份烯丙基聚乙二醇均匀混合，得到混合溶液；

步骤二：往3份甲基丙烯磺酸钠中滴加上述混合溶液，反应过程中通氮气，搅拌并升温至70℃，滴加0.5h完毕后升温至95℃，反应9h，反应完成后，减压蒸馏，得到两端带有羧基的减水剂主链；

步骤三：将2份N-甲基吗啉、8份乙二胺、6份丙烯酸、12份二甲基甲酰胺、3份N′N-羰基二咪唑在冰水浴条件下均匀混合，反应36h，反应后产物通过发散法接枝到上述减水剂主链上；

步骤五：反应完成后减压蒸馏，接着用20％三氟乙酸/二氯甲烷溶液回流2.5h，得到聚羧酸系减水剂。

实施例四：

实施例一中的混凝土包括如下重量份的组分：

低热水泥280份，即高贝利特水泥，购买自四川嘉华企业；

粗骨料1100份，粗骨料为碎石，碎石由石灰岩、玄武岩、辉绿岩和花岗岩中的一种或多种轧碎而成；

细骨料675份，细骨料为中砂；

水140份，选取地下水；

掺合料95份，掺合料为40％的粉煤灰和60％的矿粉；

聚羧酸系减水剂6份；

纳米二氧化硅3份，粒径为500nm；

纳米二氧化钛4份，粒径为200nm；

早强剂2份，为HY型早强剂，购买自上海汇易化学建材有限公司；

膨胀剂11份，为UEA混凝土膨胀剂，购买自上海汇易化学建材有限公司。

聚羧酸系减水剂的制备过程如下：

步骤一：将2份偶氮二氰基戊酸、12份甲基丙烯酸叔丁酯、1.2份烯丙基聚乙二醇均匀混合，得到混合溶液；

步骤二：往2.5份甲基丙烯磺酸钠中滴加上述混合溶液，反应过程中通氮气，搅拌并升温至60℃，滴加0.5h完毕后升温至85℃，反应8h，反应完成后，减压蒸馏，得到两端带有羧基的减水剂主链；

步骤三：将1.5份N-甲基吗啉、7份乙二胺、4份丙烯酸、11份二甲基甲酰胺、2.5份N′N-羰基二咪唑在冰水浴条件下均匀混合，反应30h，反应后产物通过发散法接枝到上述减水剂主链上；

步骤五：反应完成后减压蒸馏，接着用20％三氟乙酸/二氯甲烷溶液回流2.3h，得到聚羧酸系减水剂。

实施例五：

与实施例四不同的是，混凝土不包括纳米二氧化硅。

实施例六：

与实施例四不同的是，混凝土不包括纳米二氧化钛。

对比例一：

与实施例四不同的是，混凝土不包括聚羧酸系减水剂，水含量进行适应性调整。

对比例二：

与实施例四不同的是，聚羧酸系减水剂改为萘磺酸盐减水剂，水含量进行适应性调整。

根据GB8076-2008记载的方法对混凝土减水率进行测试，测试结果见下表。

根据GB/T50081-2002记载的方法对混凝土抗压强度进行测试，测试结果见下表。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：安装结构钢筋并搭设模板，模板围成多块混凝土浇筑区，每块之间具有分隔缝，同时预埋测量管；

步骤B：按照全面分层的浇筑方法，将混凝土浇筑到待浇筑混凝土区域；

步骤C：在混凝土浇筑完成的12小时后通水冷却并覆盖保温材料；

步骤D：在混凝土浇筑完成的24小时后，每间隔一段时间测量一次混凝土温度，并根据测量到的混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度，对混凝土的温度进行调控；

步骤E：当测量到的混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度不再变化时，拆除模板，并对分隔缝进行填嵌处理；

所述步骤B中混凝土包括如下重量份的组分：

低热水泥 260-300份；

粗骨料 1050-1150份；

细骨料 650-708份；

水 130-150份；

掺合料 80-110份；

外加剂 5-7份。

2.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于：所述粗骨料为碎石，所述碎石由石灰岩、玄武岩、辉绿岩和花岗岩中的一种或多种轧碎而成，所述细骨料为中砂。

3.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于：所述掺合料包括40%的粉煤灰和60%的矿粉。

4.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于：所述外加剂为聚羧酸系减水剂，所述聚羧酸系减水剂的制备过程如下：

步骤一：将1-3份偶氮二氰基戊酸、10-15份甲基丙烯酸叔丁酯、1-1.5份烯丙基聚乙二醇均匀混合，得到混合溶液；

步骤二：往2-3份甲基丙烯磺酸钠中滴加上述混合溶液，反应过程中通氮气，搅拌并升温至50-70℃，滴加0.5h完毕后升温至70-95℃，反应6-9h，反应完成后，减压蒸馏，得到两端带有羧基的减水剂主链；

步骤三：将1-2份N-甲基吗啉、5-8份乙二胺、3-6份丙烯酸、10-12份二甲基甲酰胺、2-3份N'N-羰基二咪唑在冰水浴条件下均匀混合，反应24-36h，反应后产物通过发散法接枝到上述减水剂主链上；

步骤五：反应完成后减压蒸馏，接着用20%三氟乙酸/二氯甲烷溶液回流2-2.5h，得到聚羧酸系减水剂。

5.根据权利要求4所述的一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于：所述混凝土还包括2-5份纳米二氧化硅。

6.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于：所述混凝土还包括3-5份纳米二氧化钛。

7.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于：所述混凝土还包括1-3份早强剂。

8.根据权利要求1所述的一种大体积混凝土的施工方法，其特征在于：所述混凝土还包括10-12份膨胀剂。