CN110565958B - 大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法 - Google Patents

Abstract

大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法，利用混凝土浇筑前已布置好的内排水系统排出混凝土结构(4)泌水，抽真空排除混凝土浇捣过程中产生的泌水和过量浮浆，阻止泌水向混凝土表面集结，避免拌和物中形成上下泌水通道，克服水泥的凝结硬化和混凝土塑性收缩影响，减少分层浇筑层间裂缝、塑性变形、塑性裂纹，减少沉降和沉降裂缝；提高骨料的界面强度，加强混凝土与钢筋间的握裹力，满足结构的强度及耐久性要求，保证混凝土表面耐磨性和外观质量。养护期结束后，喷射微膨胀同标号水泥浆填充，封堵管道，保证了混凝土结构的整体性。在大体积混凝土施工过程中，起到清排内部泌水、气体，冷却混凝土，减少裂缝产生，提高混凝土强度和质量。

Description

大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土泌水排水工程施工技术，属于IPC分类E04G21/00建筑材料或建筑构件现场施工技术领域，尤其是大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法。

背景技术

混凝土的泌水一般出现在混凝土浇注后2小时左右。泌水危害主要首先表现为对混凝土表面的危害。混凝土泌出的水分上浮在混凝土内留下泌水通道，即产生大量自底部向顶层发展的毛细管通道网，这些通道增加了混凝土的渗透性，盐溶液和水分以及有害物质容易进入混凝土中，使混凝土表面损坏；泌水使混凝土表面的水灰比增大，并出现浮浆，即上浮的水中带有大量的水泥颗粒，在混凝土表面形成返浆层，硬化后强度很低，同时，混凝土的耐磨性下降。由泌水产生的流砂水纹缺陷的混凝土，表面强度、抗风化和抗侵蚀的能力较差。其次，泌水对混凝土内部结构及性能的危害。在混凝土粗骨料、钢筋周围形成水囊，随着水分的逐渐挥发形成空隙，从而影响混凝土的致密性、骨料的界面强度以及混凝土与钢筋间的握裹力。混凝土泌水造成塑性收缩是一个不可逆的变形。泌水引起混凝土沉降导致混凝土产生塑性裂纹。塑性裂纹的存在会降低水泥石的强度。由于泌水混凝土产生整体沉降，浇注深度大时靠近顶部的拌合物运动距离更长，沉降受到阻碍，如遇到钢筋等障碍时，则产生塑性沉降裂纹，从表面向下直至钢筋的上方。分层浇注的混凝土受下层混凝土表面泌水的影响，造成混凝土层间结合强度降低并易形成裂缝。

目前，根据混凝土泌水的原理和各因素影响泌水的机理，解决混凝土泌水主要方法有以下几种：(1)在混凝土配合比方面，增加胶凝材料用量，提高混凝土的砂率，在满足其他性能的前提下，使混凝土适量引气。在保证施工性能的前提下，尽量减少单位用水量。(2)在原材料方面，优先选用较细的胶凝材料和高品质的引气剂。(3)在减水剂方面，优先选用混凝土泌水较小、流动度大的高效减水剂。如果配合比固定，在满足标准和使用要求的情况下，选用减水率合适的减水剂掺量，避免减水率过高造成泌水。(4)优先施工方面，严格控制混凝土振捣时间，避免过振。另外，对于现浇混凝土的性能控制，选取适当的控制点，使得控制有利于减小混凝土泌水。当仓面内已经出现了泌水，必须及时排除，其最有效的方法是真空吸水、人工在仓面掏水或用海绵等吸水性强的材料吸水，尤其在混凝土收面时更应该及时吸去泌水，便于混凝土收面确保混凝土外观质量。(5)通过外加剂改善混凝土的泌水。

此外，相关专利文献少有公开。

常熟古建园林建设集团有限公司提出的中国专利申请201110459503.1涉及一种防止混凝土裂缝的控制方法，其包括以下步骤：1)在施工前的结构设计中合理配置构造钢筋，防止裂缝的产生；2)混凝土原材料的选择和配比：在混凝土中掺加粉煤灰或高效减水剂；3)采用垂直振捣混凝土，采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡；本发明方法解决了混凝土易产生裂缝的技术问题，具有较好的效果，提高了混凝土制品的质量。

山东大学在提出的中国专利申请201810474836.3公开了一种大体积混凝土施工过程中的温度控制装置及方法，它解决了冬季大体积混凝土施工时内外温差大而导致混凝土开裂的问题，其通过导热装置将内部混凝土热量传递给外部混凝土，在保证混凝土结构稳定的同时，能够有效降低大体积混凝土内外温差，合理的利用水化热产生的热量，避免造成热量浪费，其技术方案为：包括导热管，所述导热管底部封口，导热管顶部开口，且导热管顶部与密封盖连接由密封盖将导热管封闭；所述密封盖设置与导热管连通的通孔，并在通孔处设置接头，由接头向导热管内通入或回收液态工质。

华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司提出的中国专利申请201811222256.1公开了一种自密实混凝土水化进程监测系统，自密实混凝土水化进程监测系统包括：恒温水箱；用于储存混凝土的制样筒，制样筒设在恒温水箱内，以便试样外部环境温度相同；用于对制样筒内的混凝土施加压力的施压装置；压力监测装置，压力监测装置与施压装置相连，用于检测施压装置对制样筒内的混凝土施加的压力大小；温度监测装置，温度监测装置设在制样筒内，用于检测制样筒内混凝土的温度变化。根据本发明实施例的自密实混凝土水化进程监测系统，实现了对自密实混凝土在加压受荷作用下水化过程的实时、连续监测，监测结果真实、准确，监测过程高效、便捷。在上述解决混凝土泌水措施中，清除混凝土泌水效果都不能达到令人满意结果，往往需要几种措施一同使用，也未能尽如人意。因此，本发明从该目标入手，采用内置抽真空排水技术及装置，达到有效清除大体积混凝土内部泌水，缩短了混凝土的凝结时间，减少泌水向混凝土表面集结，减少拌和物中形成上下泌水通道，减少水泥的凝结硬化影响，减少分层浇筑层间裂缝，减少混凝土塑性收缩，减少塑性变形和塑性裂纹，减少沉降和沉降裂缝，提高混凝土致密性、骨料的界面强度、混凝土与钢筋间的握裹力、耐磨性和外观质量，具有重要的指导意义和现实价值。

如上所述，在工程应用中，混凝土内部沁水作为多余的水分无法排出，进而引发一系列的质量问题，而已公开技术中也缺乏相关有效的改进技术。

实用内容

本发明的目的是提供一种大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法，弥补以上常规清除泌水技术缺陷。

本发明采用下述技术方案：利用混凝土浇筑前已布置好的内排水系统排出混凝土结构泌水和气体；所述内排水系统包括排水板、排水板接头、无孔真空管和水气一体抽排水装置；混凝土结构内部泌水及气体真空抽排清除方法具体包括：混凝土结构采用分仓方式浇筑，预先在混凝土结构内自下而上逐仓布设排水板，每仓都形成一个通过无孔真空管密闭连接独立的排水系统，混凝土结构泌水和气体在真空负压的作用下进入排水板，汇入无孔真空管后排出；利用外接水气一体抽排水装置逐仓排除混凝土结构泌水和气体；混凝土结构防裂方法还包括：各仓排水工作完成后，直接利用水气一体抽排水装置对混凝土结构内部的排水板通气循环冷却，待混凝土初凝后，通水冷却降低混凝土内部温度，通过渗透孔渗水进行内部养护，养护结束后，直接利用水气一体抽排水装置对混凝土结构内部的排水板喷射微膨胀同标号水泥浆填充，封堵管道。

尤其是，混凝土结构各仓排水工作在水化反应前完成。

尤其是，混凝土结构养护结束后，切断伸出混凝土结构外部表面的无孔真空管。

尤其是，直接利用水气一体抽排水装置对混凝土结构内部的排水板通气循环冷却，待混凝土初凝后，通水冷却降低混凝土结构内部温度，混凝土结构通过渗透孔渗水进行内部养护。

尤其是，混凝土结构养护结束后，利用水气一体抽排水装置对混凝土结构内部的排水板喷射微膨胀同标号水泥浆封堵管孔。

尤其是，排水板上开可调渗透孔，可调渗透孔等效孔径在70um～320um，可调渗透孔渗透系数大于4×9cm/s。

尤其是，混凝土结构内同一仓的排水板通过无孔真空管密闭连接，用闷头堵住一端，另一端从侧模预留的孔洞接出，用于连接水气一体抽排水装置。

尤其是，排水板布设完成后分仓浇筑混凝土，振捣密实；排水工作完成后，再次振捣，然后利用水气一体抽排水装置对混凝土结构内部的排水板喷射低温水泥浆填充，水泥浆是与混凝土结构同标号水泥配制的低温水泥浆。

尤其是，混凝土结构内钢筋框架结构分层环周固定排水板，同层排水板在对合端部通过接头连接并连通，接头上垂直方向有接管接出到无孔真空管。

尤其是，接头在水平方向的左右两侧分别突出有连接排水板的插槽，插槽上有钢丝孔，接头在竖立方向上下端分别突出设置有连接段，连接段外接无孔真空管。将排水板首尾两端插入插槽内，通过扎丝绑扎固定。

本发明的积极效果是：采用内置抽真空排水法清除混凝土硬化过程中泌出的水分，施工便利，有效清除大体积混凝土内部泌水，减少泌水向混凝土表面集结，减少拌和物中形成上下泌水通道，减少水泥的凝结硬化影响，减少分层浇筑层间裂缝，减少混凝土塑性收缩，减少塑性变形和塑性裂纹，减少沉降和沉降裂缝，真空抽气，减少气泡，提高混凝土致密性，提高骨料的界面强度，加强混凝土与钢筋间的握裹力，满足结构的强度及耐久性要求，保证混凝土表面耐磨性和外观质量。对于结构内部而言，无需在密集的钢筋中额外加入降温冷却水管，可在各仓泌水抽排清除工作完成后，直接利用水气一体抽排水装置对混凝土结构内部的排水板通气冷却，待初凝后通水冷却，进行内部养护，可以降低内部温度和内外温差，减少混凝土裂缝的产生。养护期结束后，喷射微膨胀同标号水泥浆填充，封堵管道，保证了混凝土结构的整体性。该系统施工结构简单方便，在大体积混凝土施工过程中，起到清排内部泌水、气体，冷却混凝土，内部养护混凝土作用，减少裂缝产生，提高混凝土强度和质量。

附图说明

图1为本发明实施例中内排水系统整体安装结构示意图。

图2为本发明实施例中混凝土结构垂直剖面图。

图3为排水板接头构造示意图。

附图标记包括：

排水板1、接头2、无孔真空管3、混凝土结构4、钢筋5、钢丝孔6、插槽7、连接段8、水气一体抽排水装置9。

具体实施方式

本发明原理在于：利用混凝土浇筑前已布置好的内排水系统来排除混凝土结构泌水。混凝土结构4泌水在真空负压的作用下进入排水板1，汇入无孔真空管3后排出。根据浇筑分层，逐层减少泌水。各仓清除泌水工作完成后，直接利用水气一体抽排水装置9对混凝土结构内4部的排水板1通气冷却，待初凝后通水冷却，进行内部养护，可以降低内部温度和内外温差，减少混凝土裂缝的产生。养护期结束后，向排水板1喷射微膨胀同标号水泥浆填充，封堵管道。

以下结合附图及实例进一步说明。

实施例：如附图1到3所示，利用混凝土浇筑前已布置好的内排水系统排出混凝土结构4泌水；所述内排水系统包括排水板1、排水板接头2、无孔真空管3和水气一体抽排水装置9；混凝土结构4内部泌水真空抽排清除方法具体包括，混凝土结构4采用分仓方式浇筑，预先在混凝土结构4内自下而上逐仓布设排水板1，每仓都形成一个通过无孔真空管3密闭连接独立的排水系统，混凝土结构4泌水在真空负压的作用下进入排水板1，汇入无孔真空管3后排出；利用外接水气一体抽排水装置9逐仓排除混凝土结构4泌水；混凝土结构4防裂方法还包括，各仓排水工作完成后，直接利用水气一体抽排水装置9对混凝土结构4内部的排水板1喷射低温水泥浆填充。

前述中，混凝土结构4各仓排水工作在水化反应前完成。

前述中，混凝土结构4养护结束后，切断伸出混凝土结构4外部表面的无孔真空管3。

前述中，直接利用水气一体抽排水装置9对混凝土结构4内部的排水板1通气循环冷却，待混凝土初凝后，通水冷却降低混凝土结构4内部温度，混凝土结构4通过渗透孔渗水进行内部养护。

前述中，混凝土结构4养护结束后，利用水气一体抽排水装置9对混凝土结构4内部的排水板1喷射微膨胀同标号水泥浆可以起到封堵管孔作用。

前述中，排水板1上开可调渗透孔，可调渗透孔等效孔径在70um～320um，可调渗透孔渗透系数大于4×9cm/s。

前述中，混凝土结构4内同一仓的排水板1通过无孔真空管3密闭连接，用闷头堵住一端，另一端从侧模预留的孔洞接出，用于连接水气一体抽排水装置9。

前述中，排水板1布设完成后分仓浇筑混凝土，振捣密实；排水工作完成后，再次振捣，然后利用水气一体抽排水装置9对混凝土结构4内部的排水板喷射低温水泥浆填充，水泥浆是与混凝土结构4同标号水泥配制的低温水泥浆。

前述中，混凝土结构4内钢筋5框架结构分层环周固定排水板1，同层排水板1在对合端部通过接头2连接并连通，接头2上垂直方向有接管接出到无孔真空管3。

前述中，接头2在水平方向的左右两侧分别突出有连接排水板1的插槽7，插槽7上有钢丝孔6，接头2在竖立方向上下端分别突出设置有连接段8，连接段8外接无孔真空管3。将排水板1首尾两端插入插槽7内，通过扎丝绑扎固定，防止排水板脱落。

本发明实施例中，排水板1为防淤堵快速排水板，宽2-3cm，厚度约1mm；排水板1首尾通过排水板接头2连接，环绕在钢筋5内侧或外侧，自下而上布置，间距为0.5m～1m。

本发明实施例中，浇捣泌水在真空负压的作用下进入排水板1，汇入无孔真空管3后排出；各仓排水工作完成后，直接利用水气一体抽排水装置9对混凝土结构4内部的排水板1通气循环冷却，待混凝土初凝后，通水冷却降低混凝土内部温度，通过渗透孔渗水进行内部养护；养护结束后，利用水气一体抽排水装置9对混凝土结构4内部的排水板1喷射微膨胀同标号水泥浆可以起到封堵管孔作用。

本发明实施例中，在抽水阶段，水气一体抽排水装置9抽水速度不宜过大，防止混凝土内部出现多毛细管通道；抽水量根据混凝土的初始水灰比及振捣后的泌水量确定大致范围。在喷浆填充阶段，喷射的低温水泥浆是与混凝土结构4同标号水泥配制的，降温的同时又保证了结构的整体性。

以上实施例旨在帮助阅读者理解本发明，并非对本发明做出任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案实质所作的修改或等同变化与修饰，都可能包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法，其特征在于：利用混凝土浇筑前已布置好的内排水系统排出混凝土结构(4)泌水和气体；所述内排水系统包括排水板(1)、排水板接头(2)、无孔真空管(3)和水气一体抽排水装置(9)；混凝土结构(4)内部泌水及气体真空抽排清除方法具体包括：混凝土结构(4)采用分仓方式浇筑，预先在混凝土结构(4)内自下而上逐仓布设排水板(1)，每仓都形成一个通过无孔真空管(3)密闭连接独立的排水系统，混凝土结构(4)泌水和气体在真空负压的作用下进入排水板(1)，汇入无孔真空管(3)后排出；利用外接水气一体抽排水装置(9)逐仓排除混凝土结构(4)泌水和气体；混凝土结构(4)防裂方法还包括：各仓排水工作完成后，直接利用水气一体抽排水装置(9)对混凝土结构内部的排水板(1)通气循环冷却，待混凝土初凝后，通水冷却降低混凝土内部温度，通过渗透孔渗水进行内部养护，养护结束后，直接利用水气一体抽排水装置(9)对混凝土结构(4)内部的排水板(1)喷射微膨胀同标号水泥浆填充，封堵管道；

排水板(1)布设完成后分仓浇筑混凝土，振捣密实；排水工作完成后，再次振捣，然后利用水气一体抽排水装置(9)对混凝土结构(4)内部的排水板喷射微膨胀水泥浆填充，水泥浆是与混凝土结构(4)同标号水泥配制的水泥浆；

混凝土结构(4)内钢筋(5)框架结构分层环周固定排水板(1)，同层排水板(1)在对合端部通过接头(2)连接并连通，接头(2)上垂直方向有接管接出到无孔真空管(3)；

接头(2)在水平方向的左右两侧分别突出有连接排水板(1)的插槽(7)，插槽(7)上有钢丝孔(6)，接头(2)在竖立方向上下端分别突出设置有连接段(8)，连接段(8)外接无孔真空管(3)；将排水板(1)首尾两端插入插槽(7)内，通过扎丝绑扎固定。

2.根据权利要求1所述的大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法，其特征在于：混凝土结构(4)各仓排水工作在水化反应前完成。

3.根据权利要求1所述的大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法，其特征在于，混凝土结构(4)养护结束后，切断伸出混凝土结构(4)外部表面的无孔真空管(3)。

4.根据权利要求1所述的大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法，其特征在于，排水板(1)上开可调渗透孔，可调渗透孔等效孔径在70um～320um，可调渗透孔渗透系数大于4×9cm/s。

5.如权利要求1所述的大体积混凝土内部泌水真空抽排清除及结构防裂方法，其特征在于，混凝土结构(4)内同一仓的排水板(1)通过无孔真空管(3)密闭连接，用闷头堵住一端，另一端从侧模预留的孔洞接出，用于连接水气一体抽排水装置(9)。