大截面柱高强混凝土施工技术

大截面柱高强混凝土施工技术[摘要]介绍某工程截面为3250mm×5150mm的C60混凝土柱施工中，通过对配合比设计、原材料控制、混凝土浇筑、温度控制及混凝土养护等方面采取有效控制措施，保证了柱混凝土的强度，避免了柱裂缝的产生。[关键词]大截面；高强；混凝土；温度控制；裂缝控制某工程由三栋连体的高层住宅组成，下设两层地下室，埋深9.70m，地上31层，建筑高度96.55m,总建筑面积为112488m2。该工程在每栋楼两侧分别设置高四层的架空花园，架空花园每侧原设计采用两根钢骨架混凝土柱，因钢骨架每节重量达60T，考虑到现场施工条件的限制，吊装极为困难，经甲方、监理、设计院、施工单位共同协商，钢骨架混凝土柱改为钢筋混凝土柱，柱强度等级为C60，每根柱宽度增加400mm，柱截面为1500mm×5125mm，每两栋之间的柱间净距250mm,在-0.40m以下（地下室顶板标高为-1.500m）两柱合一，截面为3250mm×5125mm，柱内配纵向受力钢筋334Φ32，复合箍筋均为Φ14@100。地下二层柱高为3.65m,地下一层柱高为5.65m。柱平面位置如下图所示：图1架空层平面示意图图2地下室平面示意图1、大截面柱混凝土施工特点1.1混凝土柱体积大，混凝土强度等级高达C60，为高强混凝土，施工期正处冬季，温控技术措施难度大。1.2钢筋数量多、间距密，混凝土浇筑必须分层下料，认真振捣，以确保混凝土密实。2、施工准备2.1配合比设计优化配合比的原则，选用42.5普通硅酸盐水泥；掺复合矿渣超细微粉减少水泥用量、降低水化热、改善混凝土的粘聚性；掺“N型”高效泵送剂，延迟水化热释放速度，使峰值有所降低，提高工作性和流动性，避免裂缝的产生。原材料（1）水泥选用广东梅州“塔牌”42.5普通硅酸盐水泥。经抽样检查，水泥净浆稠度用水量在24.6﹪左右，水泥活性平均在59.8Mpa。（2）粗骨料采用深圳市深云石场的连续级配的碎石，最大粒径25mm，压碎指标9.4﹪，含泥量0.8﹪，针片状合量6.3﹪。(3)细骨料采用东莞产的细度模数为2.9的中粗砂，含泥量为1%。（4）掺合料采用广东番禺水泥厂产的“凤山”牌复合矿渣超细微粉，细度为600m2/kg。（5）外加剂采用深圳***建材公司产的“五山”牌“N型”高效减水剂。施工配合比（kg/m3）水﹕水泥﹕砂﹕石﹕矿粉掺合料﹕外加剂=164﹕350﹕699﹕1070﹕150﹕17，水胶比0.328，设计坍落度10~12cm。复合矿渣超细微粉等量取代水泥，掺量30﹪。2.2现场施工准备商品混凝土厂预先备好所需材料，主要材料均需采取措施降温，确保混凝土入模温度不超过15℃。施工现场准备大量麻袋、黑色厚塑料薄膜、电子测温仪。3、柱混凝土浇筑工艺3.1浇筑方法采用泵送混凝土，全面分层的施工方法，每层厚度不大于250mm，第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕。3.2振捣采用4根振动棒，在大柱内分区域认真振捣，要做到“快插慢拔”，振捣过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使上下振捣均匀，在振捣上一层混凝土时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，振动器插点均匀排列，可采用行列式的次序移动，每次移动位置的距离不大于30cm,一般每点振捣时间20~30S，但要视混凝土表面呈水平不再显著下沉不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。3.3泌水及表面浮浆处理混凝土浇筑至标高后，先用木刮尺刮平，将泌水赶走，同时将表面浮浆清除，再补浇筑混凝土至设计标高，混凝土初凝前用木壳搓平、压实，以减少表面龟裂。4、混凝土测温4.1测温系统布置在每个混凝土柱中心设两个测点，测量混凝土柱中心温度，在柱表面保护层内设两个测点，以测量柱混凝土表面温度。混凝土泵口用电子测温仪，测量混凝土入模温度。4.2测温制度测温工作由专人负责，自混凝土开始浇筑后，混凝土升温期间每30min测温一次;当温度超过最高峰值后逐渐下降时，每2h测温一次。5、混凝土养护5.1柱模比混凝土面高150mm，混凝土表面盖双层麻袋后，蓄100mm高的水保温。5.2柱模在混凝土浇筑前两天表面淋湿润保持至浇筑混凝土时，采用湿麻袋将模板与木方之间衬实，然后用黑色厚塑料薄膜将柱模全面覆盖、裹紧，以控制混凝土中心与表面温差不超过25℃。5.3设专门班组进行保温保湿养护，并注意洒水保温，所用养护水温度与混凝土中心测点温度相近。5.4混凝土养护时间据经验和现场混凝土不同龄期抗压强度，推定养护至30d，混凝土自身抗拉强度已大于温降产生的拉应力，可停止养护。5.5测温结果测温曲线如下图所示：图3大截面柱混凝土测温曲线根据测温结果分析，混凝土约在第72小时出现温升峰值，中心最高温度为76.5℃，表面最高温度为66℃，温差控制在11℃以内。养护期内柱内表温差基本呈对称抛物线分布，混凝土中心温度与表面温度均控制在11℃以内，前7d降温速率＜1.5℃/d，7d后降温速率为2.5~3℃/d，控制降温速度远小于升温速度，应力松驰系数小于升温时的应力松驰系数，故降温拉应力远小于升温拉应力，进而避免了裂缝出现。6、混凝土柱质量检测6.1强度检测混凝土标准养护试块强度为68.5Mpa；等效养护龄期同条件养护试块强度为66.5Mpa；为检测混凝土实体强度，采用高强回弹仪进行回弹，得出强度推定值为67.5Mpa，表面碳化深度＜0.5mm。6.2混凝土表面裂缝检查在不同龄期对柱表面检查时，未发现任何裂缝。7、结语通过对大截面高强混凝土柱施工留置试块的检验和现场的非破损检测，结果均符合设计要求。目前上述大柱已施工近一年，混凝土柱表面未出现任何裂缝。我们的体会如下：1、对于大体积高强度结构混凝土只要施工措施得当，完全可以既能保证混凝土强度等级，又能控制温度裂缝，确保混凝土施工质量。2、复合矿渣超细微粉作为混凝土的掺合料，不仅能等量取代水泥，具有较好的经济效益，而且能显著地改善混凝土的综合性能，改善混凝土的工作性能，降低水化热的温升，提高混凝土的抗腐蚀能力和耐久性。