超厚大體積防輻射纖維混凝土施工與質(zhì)量控制

1、超厚大體積防輻射纖維混凝土施工與質(zhì)量控制 摘要 本文介紹了超厚大體積防輻射纖維混凝土施工中材料、模板工程、鋼筋及混凝土工程施工與質(zhì)量控制，同時(shí)介紹了防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫所采取的技術(shù)措施，提出了施工縫抗剪處理的新工藝，緊急情況下的預(yù)案。 關(guān)鍵詞 大體積纖維混凝土；防輻射；抗剪墩；新工藝；緊急預(yù)案醫(yī)院腫瘤診治中心直線加速器機(jī)房平面長13.88m、 寬 12.56m， 高為 4.9m，局部高6ml為屏蔽有害射線，加速器機(jī)房墻、頂板設(shè)計(jì)采用超厚大體積纖維混凝土防輻射，主射線方向鋼筋混凝土墻厚 2550mm頂板厚2500mm副射線 方向鋼筋混凝土墻和頂板厚1300mm迷道鋼筋混凝土墻厚為700mmr

2、 1150mm 防輻射纖維混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35。 該工程由醫(yī)療集團(tuán)提供直線加速器技術(shù)參考數(shù)據(jù)、建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)。1、材料控制1）直線加速器機(jī)房混凝土采用商品混凝土。選擇市場信譽(yù)好、質(zhì)量保證體系健全、運(yùn)行有效的商品混凝土供應(yīng)廠家。2）商品混凝土原材料技術(shù)指標(biāo)、質(zhì)量性能符合設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量證明文件齊全。3）水泥選用海螺牌強(qiáng)度等級(jí)為42.5 級(jí)的低水化熱礦渣硅酸鹽水泥；摻合料選用華能I級(jí)粉煤灰；細(xì)骨料選用優(yōu)質(zhì)中粗砂，細(xì)度模數(shù)為 2.3 ,級(jí)配數(shù) 為田級(jí)，含水率為4%含泥量實(shí)測為0.8%<1%粗骨料選用5-31.5mm和5-16mm 兩種碎石，含泥量實(shí)測為0.5%<1%攪拌用水為

3、生活用自來水，PH值為7。4）纖維采用聚丙烯纖維，選用工程材料有限公司生產(chǎn)的PF-1 型聚丙烯纖維，絲長12mm纖維直徑為20.55 wm,抗拉弓雖度為510MPa抗拉強(qiáng)度保持率為102%， PF-1 型優(yōu)質(zhì)聚丙烯纖維按每立方米混凝土摻加1kg。5）外加劑選用JM-HI減水緩凝增強(qiáng)劑。由新材料股分有限公司生產(chǎn)供應(yīng)，試配實(shí)測1小時(shí)坍落度損失值為18mm<20m mJM-HI減水緩凝增強(qiáng)劑按水泥用量的8%摻加。6）防輻射混凝土除必須滿足施工強(qiáng)度及和易性要求外，還應(yīng)具有規(guī)定的干密度要求，干密度不得小于 2350kg/m3。在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，先計(jì) 算給定干密度下的出配合比及外加劑的最佳摻

4、量，確定水灰比；在測出混凝土的表觀密度及空氣含量后，再用絕對(duì)體積法進(jìn)行計(jì)算修正。7）防輻射混凝土的試驗(yàn)配合比由所在地具有相應(yīng)資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行配制，混凝土除應(yīng)滿足強(qiáng)度等級(jí)要求外，還應(yīng)滿足初凝、終凝時(shí)間以及坍落度等要求。生產(chǎn)供應(yīng)時(shí)，嚴(yán)格按照最終確定的施工配合比進(jìn)行投料拌制，每立方米混凝土材料用量為：水泥310kg， 粉煤灰 60kg， 中砂802kg， 碎石1090kg，其中5-31.5粒徑的760kg、5-16粒徑的330kg，水140kg,外加劑JM-m 24.8kg、 PF-1 聚丙烯纖維1 kg 。砂率為41%，水灰比為0.44?；炷撂涠瓤刂圃?20-140mm初凝時(shí)間4h左右，終凝時(shí)

5、間8h左右。7）安排專人在商品混凝土攪拌供應(yīng)廠家現(xiàn)場監(jiān)督投料生產(chǎn)，以確?；炷粮黝愒牧习醇芭浜媳茸泐~投料，并保證投料次序正確。2、模板工程加速器機(jī)房防輻射混凝土墻體、頂板厚度很大，模板及其支架必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，以安全承受新澆筑混凝土的自重與側(cè)壓力、鋼 筋自重荷載以及施工荷載等。1）模板采用規(guī)格為1220m忻2440m忻18mml成品膠合板模板，內(nèi)楞方木 采用規(guī)格為50m訴100mr£杉成材，外楞與擱楞采用 48X 3.5普通鋼管。為 提高模板剛度，增加保溫性能，墻體模板采用組合雙層模板，錯(cuò)縫貼合。2）機(jī)房頂板自重荷載很大，為此頂板混凝土分二次澆筑，第一次澆筑400m

6、r>,當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%寸，再澆筑上部混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。第一次 澆筑的400m厚板可作為上部混凝土結(jié)構(gòu)底模。經(jīng)過計(jì)算，頂板支撐系統(tǒng)采用 48X3.5鋼管滿堂腳手架，雙扣件加固，立桿縱橫向間距400mm剪刀撐1500mmi向設(shè)置。墻模板內(nèi)豎楞采用 50m訴100mmR方，水平間距300mm外 橫楞采用48X 3.5雙鋼管，垂直間距450mm3）墻體模板緊固對(duì)拉螺栓用 Q23摩岡制作、規(guī)格為M14對(duì)拉螺栓間距取 450mm為防止射線直穿墻體，對(duì)拉螺栓不穿套管，直接澆入混凝土墻中。對(duì) 拉螺栓的間距在滿足模板設(shè)計(jì)要求的前提下盡可能取墻內(nèi)橫向水平筋間距的 整數(shù)倍，從而用對(duì)拉螺栓代替相應(yīng)位置的橫

7、向水平鋼筋。外墻對(duì)拉螺栓增設(shè)兩塊止水片，止水片距墻表面150mm對(duì)拉螺栓端部采用雙螺母固定，拆模后 對(duì)拉螺栓出墻部分用氣割法割除掉。4）在雙層模板的內(nèi)外接縫處加50m訴100mmf木，以使模板拼嚴(yán)釘緊，頂板周邊與墻板方木釘實(shí)，保證縫口嚴(yán)密。需要鋸裁的模板，先準(zhǔn)確彈線定位再鋸割，做到鋸口平直。為防止輻射泄漏，模板的安裝尺寸必須保證混凝土成型后無負(fù)偏差，確保機(jī)房墻、頂板設(shè)計(jì)厚度尺寸。5）機(jī)房墻體很厚，必須做好穿墻洞口的留設(shè)。各類穿墻預(yù)埋管嚴(yán)格按工藝設(shè)計(jì)的U型、S型、Z型等形狀、位置進(jìn)行施工，預(yù)埋管與墻內(nèi)鋼筋焊牢，以保證混凝土傾落和澆筑時(shí)預(yù)埋管不發(fā)生移位。6）墻體模板在混凝土澆筑14天后拆除；頂板模

8、板支撐在第二次上部混凝土全部澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高且養(yǎng)護(hù)14天后，經(jīng)批準(zhǔn)方可拆除。在拆除模板時(shí)，用木楔打入混凝土與模板的間隙，漸進(jìn)、依次拆除。模板拆除后，及時(shí)進(jìn)行清理、保養(yǎng)。3、鋼筋工程機(jī)房墻體、頂板內(nèi)鋼筋設(shè)計(jì)密集。防輻射混凝土墻, 主射線方向采用6 排1615瞅向鋼筋，副射線方向采用4排中1615瞅向鋼筋，迷道墻采用3 排中1415建岡筋，墻體四角暗柱采用1618鋼筋；防輻射混凝土板，主射線 方向采用4排中2010以向鋼筋和2排中1610瞅向鋼筋，副射線方向采用 4排中20100雙向鋼筋。受力鋼筋全部采用焊接連接，墻體內(nèi)豎向鋼筋一次 全部連接至頂板頂部。頂板鋼筋采用輕型型鋼作支撐，以支承上層鋼筋并保

9、證鋼筋層間距離。鋼筋保護(hù)層厚度采用定制的塑料墊塊加以控制。施工前，做好詳細(xì)的技術(shù)交底；施工中，專門安排質(zhì)量員進(jìn)行全程跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。鋼筋工程必須經(jīng)隱蔽驗(yàn)收合格后方可開始下道工 序施工。4、混凝土工程直線加速器機(jī)房防輻射混凝土墻、頂板整體性要求高，除在規(guī)定位置留設(shè)施工縫外，混凝土一次性澆筑，不留施工縫。由于機(jī)房墻、頂板為超厚大體積混凝土結(jié)構(gòu)，一次澆筑量大，因此必須設(shè)法降低水化熱，減小混凝土內(nèi)外溫差，以防止出現(xiàn)溫度應(yīng)力縫。同時(shí)，為滿足防輻射要求，混凝土還必須具有良好的均質(zhì)性。因此，能否有效防止有害裂縫產(chǎn)生、保證混凝土密度與均質(zhì)性是直線加速器機(jī)房墻、頂板防輻射混凝土施工成敗的關(guān)鍵。4.1

10、 防止混凝土裂縫技術(shù)措施機(jī)房墻、頂板混凝土澆筑安排在4月份澆筑，此期常年月平均氣溫在15左右，對(duì)混凝土施工較為有利。為防止超厚大體積混凝土產(chǎn)生有害裂縫，除選擇適宜的天氣澆筑外，主要采取了以下技術(shù)措施：（ 1）選用低水化熱礦渣硅酸鹽水泥，在保證最小水泥用量的前提下，盡可能減少混凝土水泥用量。（ 2）采用“雙摻”技術(shù)，通過摻加粉煤灰、緩凝型減水劑，減少水泥用量、降低混凝土水化熱，延長混凝土凝結(jié)時(shí)間、降低混凝土水灰比、防止混凝土出現(xiàn)冷縫，延緩水化熱釋放速度，推遲溫度峰的出現(xiàn)，增強(qiáng)混凝土的抗裂性能。（ 3）合理調(diào)整砂、石級(jí)配，嚴(yán)格控制砂、石含泥量。（ 4）控制混凝土入模溫度。纖維混凝土采用商品混凝土，

11、以保證供料速度及供料的均質(zhì)性，進(jìn)場后及時(shí)入模，減少混凝土運(yùn)輸過程中的停滯時(shí)間；所用水泥提前一周入庫降溫，砂石堆場采取遮蓋措施，避免陽光直射等?；炷寥肽囟瓤刂圃?5以下。（ 5）為確保大體積纖維混凝土施工不產(chǎn)生有害裂縫，采用內(nèi)降外保法進(jìn)行混凝土內(nèi)外溫差的控制。內(nèi)降采用 100白U型薄壁鋼管進(jìn)行循環(huán)水冷卻降 溫，間隔1200nW置一根。降溫結(jié)束后，采用高標(biāo)號(hào)的細(xì)石混凝土灌實(shí)。墻體 外側(cè)采用雙層模板保溫，頂部采用養(yǎng)護(hù)棚保溫。（ 6）加強(qiáng)混凝土溫度監(jiān)控。監(jiān)測混凝土的溫度變化，以便及時(shí)采取措施，控制內(nèi)外溫差不超過25。同時(shí)由專人負(fù)責(zé)做好混凝土的養(yǎng)護(hù)，采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法，帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天?？?/p>

12、制混凝土的澆筑厚度、速度，防止混凝土一次堆積過高過厚，防止混凝土澆筑過程中溫度梯度過大。4.2 保證混凝土密度均質(zhì)措施（ 1）保證混凝土拌制質(zhì)量。商品混凝土攪拌現(xiàn)場所采用的計(jì)量設(shè)備必須是經(jīng)過法定計(jì)量檢測單位檢定合格且在檢定有效期內(nèi)，攪拌開始前進(jìn)行一次檢校，確保計(jì)量準(zhǔn)確。每拌所需原材料重量掛牌明示，并由現(xiàn)場監(jiān)督人員不定時(shí)進(jìn)行抽查，保證嚴(yán)格按施工配合比配料，認(rèn)真按投料順序投料和控制攪拌時(shí)間，控制水灰比和坍落度，對(duì)混凝土拌和物的均質(zhì)性按要求進(jìn)行檢查。（ 2）嚴(yán)防混凝土拌和物發(fā)生離析。在滿足泵送要求的同時(shí)，盡可能降低混凝土的坍落度。（ 3）混凝土振搗必須保證密實(shí)，嚴(yán)禁漏振和欠振、過振、偏振。由于防輻射

13、混凝土密實(shí)度要求較高，為了保證拌制的混凝土具有良好的均勻性和所需的坍落度，必須嚴(yán)格控制混凝土的振搗時(shí)間，防止因振搗時(shí)間過長而引起骨料的不均勻沉實(shí)。4.3 混凝土澆筑第 5 頁 共 7 頁機(jī)房防輻射纖維混凝土墻、頂板為超厚大體積混凝土結(jié)構(gòu)，為保證纖維 混凝土振搗密實(shí)，采取分層下料和振搗，每層虛鋪厚度在 400mrft右，上層混 凝土澆筑必須在下層混凝土初凝之前進(jìn)行。由于澆筑墻體時(shí)混凝土由料斗卸 出的自由傾落高度大于3m為防止混凝土離析，澆筑時(shí)采用串筒?；炷琳?搗派有經(jīng)驗(yàn)的振搗手，振搗棒插點(diǎn)采用行列式移動(dòng)，每隔 500m插入一點(diǎn)，做 到快插慢拔，在振搗上一層混凝土?xí)r，振搗棒插入下層中50-100

14、mm振搗時(shí)間控制在20-30S,以表面出漿為準(zhǔn)，防止漏振和欠振、過振、偏振，確?；?凝土振搗密實(shí)。機(jī)房頂板混凝土分二次澆筑，第一次澆筑厚度為 400mm含有二層鋼筋 網(wǎng)片，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%寸，在第一次澆筑的混凝土表面鑿去松散部分混 凝土，沖洗干凈，再澆筑上部板的混凝土，每層厚不超過 600mm振搗密實(shí)， 層與層之的間隔時(shí)間不大于混凝土初凝的時(shí)間。4.4 混凝土溫控與養(yǎng)護(hù)(1)在機(jī)房墻和頂板邊、角、中部選出代表性的測溫點(diǎn)，每一測溫點(diǎn)在 混凝土兩表面內(nèi)i00mmn混凝土中心埋設(shè)3根測溫導(dǎo)線，采用便攜式建筑電子 測溫儀對(duì)混凝土中心溫度和表面溫度進(jìn)行測量。自混凝土澆筑完畢12小時(shí)開始，1-3天每

15、2小時(shí)測量1次,4-7天每4小時(shí)測量1次，1周后每8小時(shí)測量1次， 測量14天。實(shí)測混凝土的中心與兩表面的溫差及混凝土表面與環(huán)境溫差均不 小于25C。墻寬墻寬(150)200(150)200(150)200(150) 200 n硅外墻在-0.300處設(shè)凸縫，頂板底處設(shè)凹縫，括號(hào)內(nèi)數(shù)字用于墻寬70唯h圖-1防輻射混凝土墻施工縫做法(2)混凝土采用保溫保濕養(yǎng)護(hù)。墻體混凝土采用帶模養(yǎng)護(hù)，外掛麻布片， 連續(xù)澆水保持麻布片濕潤；墻體上部采用養(yǎng)護(hù)棚進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，防止表面裂 縫的產(chǎn)生。頂板混凝土采用覆蓋塑料薄膜、加蓋麻袋片澆水濕潤的保溫保濕 養(yǎng)護(hù)，頂板底部用噴管對(duì)模板澆水濕潤，。混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天

16、。施工縫留設(shè)及處理防輻射混凝土墻在施工時(shí)留二道施工縫，第一道施工縫留設(shè)在標(biāo)高 -0.300處且為凸口縫，第二道施工縫留設(shè)在頂板下口處且為凹口縫，同時(shí)應(yīng) 保證在凸口、凹口應(yīng)保證鋼筋穿越。墻施工縫做法如圖 -1所示。加速器機(jī)房頂板混凝土分二次澆筑，第一次澆筑400mmM,包括兩層鋼筋網(wǎng)，原設(shè)計(jì)要求在分層處用 50m訴50mnm木條、沿寬度方向間距400mn< 入混凝土，等混凝土初凝后起出，使結(jié)合口成鋸齒形，此外還要求在第一次 澆筑混凝土表面沖洗干凈、干后刷一層結(jié)構(gòu)膠再澆筑上層板混凝土。由于頂 板鋼筋采用多層雙向設(shè)計(jì)，鋼筋布置過密，并且第一次400mm勺澆筑厚度內(nèi)須包括兩層鋼筋網(wǎng)，因此在確保受

17、力鋼筋連續(xù)不斷、間距及保護(hù)層厚度的必 要前提條件下，留設(shè)50m訴50mm間距400mm勺鋸齒形結(jié)合口相當(dāng)困難，此 外涂刷結(jié)構(gòu)膠不同于防水施工，為達(dá)到結(jié)構(gòu)膠的作用，須在澆筑混凝土稍前 一段時(shí)間涂刷，同樣由于鋼筋較密、板厚較大，實(shí)際施工也相當(dāng)困難。為使機(jī)房頂板混凝土在分層表面達(dá)到抗剪的設(shè)計(jì)目的，施工采用抗剪墩 與抗剪筋代替鋸齒形結(jié)合口與涂刷結(jié)構(gòu)膠， 抗剪墩按板面積的20%£序隨機(jī)分 布，抗剪墩截面形狀主要有圓形、矩形、三角形、多邊形等，每只抗剪墩的 截面面積在0.04 2-1m2不等，墩高控制在200-300mm間；抗剪筋采用中20短 鋼筋，主要布置在墻與頂板交叉部位，同時(shí)視抗剪墩布置情

18、況，進(jìn)行填空加 密。分層面共布置抗剪墩232只、抗剪筋265根?？辜舳铡⒖辜艚钆c頂板首 層混凝土同時(shí)施工?？辜舳?、抗剪筋分布區(qū)域如圖 -2所示。13150抗剪墩布置區(qū)域抗剪筋布置區(qū)域圖-2抗剪墩、抗剪筋分布區(qū)域示意圖5、緊急預(yù)案為確保加速器機(jī)房防輻射混凝土連續(xù)澆筑，針對(duì)可能發(fā)生的各類緊急情的民擾影響。同時(shí)在安排混凝土況，現(xiàn)場編制了以下預(yù)案。（ 1）現(xiàn)場成立緊急情況應(yīng)急處理專門小組，項(xiàng)目經(jīng)理擔(dān)任組長。在機(jī)房混凝土澆筑過程中，項(xiàng)目經(jīng)理駐守現(xiàn)場值班。業(yè)主代表、監(jiān)理同時(shí)駐留現(xiàn)場，以便共同處置可能發(fā)生的緊急情況。（ 2）為保證混凝土連續(xù)供應(yīng)，商品混凝土供應(yīng)商應(yīng)在每次供料前做好對(duì)混凝土攪拌設(shè)備的檢查、使用過程中的監(jiān)督以及使用后的維護(hù)保養(yǎng)等，確保機(jī)械設(shè)備在混凝土攪拌