高爐大體積砼基礎(chǔ)施工

1、 高爐大體積砼基礎(chǔ)施工內(nèi)容提要: 本文介紹了在大體積塊體砼基礎(chǔ)的澆筑中,采取按一定比例滲入大卵石和粉煤灰,可達(dá)到減少砼水化熱,降低基礎(chǔ)成本,對(duì)大體積塊體砼采取蓄水養(yǎng)護(hù)，保證砼表面不產(chǎn)生裂縫，達(dá)到提高砼質(zhì)量的目的。關(guān)健詞: 高爐基礎(chǔ) 大體積砼 施工簡(jiǎn)介:達(dá)鋼300立方米高爐基礎(chǔ)平面呈園形，基底標(biāo)高-3.5米，持力層為基巖，地耐力要求R 350KPa ，直徑D=20米，厚2.85米,砼量約870立方米左右,整個(gè)基礎(chǔ)采用C20砼澆筑,由于是大體積砼結(jié)構(gòu),溫度應(yīng)力的裂縫控制成為我們?cè)谑┕ぶ斜仨毥鉀Q好的重大技術(shù)課題。一.課題分析在大體積砼的施工中,由于使用大量水泥,這些水泥水化時(shí)放出大量的水化熱,而砼體

2、積大則相對(duì)散熱面積小,水化熱不易散發(fā)而積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部,導(dǎo)致溫度急劇升高,砼內(nèi)部造成熱脹。而外部則散熱較快,表面降溫產(chǎn)生冷縮,這種內(nèi)外溫差造成砼表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)溫差大到一定程度,表面的拉應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)砼的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),砼表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此,控制砼的溫升,減小砼內(nèi)外溫差是控制砼產(chǎn)生裂縫的關(guān)健。二.材料選用針對(duì)大體積砼如何防止產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力,首先是降低砼內(nèi)部溫升,減小砼內(nèi)外溫差,防止出現(xiàn)過(guò)大的內(nèi)約束力。1. 選用低熱水泥,降低砼發(fā)熱量。采用華瑩牌渠礦425號(hào)水泥。2. 采用連續(xù)級(jí)配骨料,0.54cm卵石,含泥量小于1%，細(xì)骨料采用洲河細(xì)砂,細(xì)度模數(shù)大于1.5,含泥量小于3%。3. 減少水泥

3、用量,摻入10%的2級(jí)粉煤灰。4. 砼內(nèi)摻入12%的大卵石,粒徑為515cm,可以減少砼的總量,降低砼內(nèi)部溫升。三.砼內(nèi)最大溫升及最高溫度預(yù)測(cè)計(jì)算WQC 砼最高水化熱絕熱溫升值(不考慮散熱)計(jì)算: Tmax= .(1) 式中 W-每立方米砼水泥用量(kg/m3); Q-單位重量水泥水化熱總量(KJ/kg); C-砼比熱,一般為0.921.0KJ/k,這里取0.96 KJ/k; -砼容重取2400kg/ m3達(dá)鋼高爐基礎(chǔ)使用渠礦425號(hào)水泥,W=280 kg/ m3,Q取335KJ/kg；2803350.962400 代入（1）式得：Tmax= =40.7C 本工程砼入模溫度控制在28C左右，預(yù)

4、測(cè)該砼內(nèi)部的最高溫度可達(dá)到：40.7C+28C= 68.7C。四.砼澆筑中的控溫防裂措施針對(duì)大體積砼的內(nèi)部溫度較高,內(nèi)外溫差較大導(dǎo)致砼開(kāi)裂,我們采取的主要辦法是及時(shí)散出砼內(nèi)部的熱量,隨時(shí)掌握砼內(nèi)外溫度的變化,控制溫差保持在規(guī)范內(nèi),達(dá)到砼不開(kāi)裂為目的。1. 采取薄層推進(jìn)澆筑,砼每層厚度控制在30厘米左右,讓水化熱在水泥水化熱最劇烈的澆筑階段盡量散發(fā)出來(lái)。2. 在塊體基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置5根Page: 348鋼管作測(cè)溫孔，采用玻璃棒溫度計(jì)量測(cè)砼溫升情況：（1） 測(cè)溫孔布置在底板平面內(nèi)，按上、中、下三種情況設(shè)置，孔深分別為10厘米，120厘米，200厘米。（2） 測(cè)溫時(shí)間：在砼澆 完12h后開(kāi)始測(cè)溫，1-3天

5、內(nèi)每2小時(shí)測(cè)一次，4-10天內(nèi)每4小時(shí)測(cè)一次，11-15天每6小時(shí)測(cè)一次，16-30天每12小時(shí)測(cè)一次。3. 蓄水保溫養(yǎng)護(hù):(1)由于基礎(chǔ)在地下,四周均為巖石封圍,當(dāng)砼澆筑完畢后立即采用自來(lái)水灌坑內(nèi),對(duì)砼進(jìn)行關(guān)水控溫養(yǎng)護(hù),隨時(shí)量測(cè)水溫,水溫利用蓄水深度調(diào)節(jié),保證砼內(nèi)、外的溫差不大于25。(2)蓄水養(yǎng)護(hù)水深計(jì)算: x =2124=504h (要求溫度控制的時(shí)間為21天)XM(Tmax-Ta)K700 Tb +0.28QW 根據(jù)熱交換原理,得 R= 3.14202/4 3.14202/42.85 因?yàn)? M=F/V= =0.351(1/m)K=1.3, Tb =28C, W=247kJ/kg(礦渣

6、水泥21天水化熱)。所以5040.351201.370028+0.28280247XM(Tmax-Ta)K700Tb+0.28QWR= = =0.118K/W 式中: R-砼表面的熱阻系數(shù)(K/W); x-砼維持到指定溫度的延續(xù)時(shí)間(h); M -砼結(jié)構(gòu)物的表面系數(shù)(1/m); F-結(jié)構(gòu)物與大氣接觸的表面面積(m2); V-結(jié)構(gòu)物的體積(m3); Tmax -砼中心最高溫度(C), 按Tmax =T。+Q/10 + F/50計(jì)算; Ta -砼與水接觸面處的溫度(C);令Tmax - Ta =20C; K-傳熱系數(shù)的修正值,蓄水養(yǎng)護(hù)時(shí)取1.3; 700-砼的熱容量(kJ/ m3 K); Tb -

7、砼開(kāi)始養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度,可采用施工時(shí)的平均溫度; Q-每立方米砼中的水泥用量(kg); W-砼在指定齡期內(nèi)水泥的水化熱(kJ/kg)。砼表面的蓄水深度: 由 H=R=0.118 0.58=6.8cm 式中 H-砼表面的蓄水深度 R-砼表面的熱阻系數(shù)(K/W); -水的導(dǎo)熱系數(shù),取0.58W/mK。由于Tmax Ta 20C,應(yīng)采取調(diào)整水深來(lái)控制砼表面內(nèi)外溫差,由公式: H=H Ta /T得出調(diào)整后的蓄水深度H 因?yàn)? Tmax =T。+Q/10 + F/50=28+280/10+28/50=56.56C T。=28C , Ta = Tmax -20=56.56-20=36.56C 所以: H=H

8、Ta /T=6.836.5628=8.88cm 式中 H-調(diào)整后的蓄水深度; H-即Tmax Ta =20C時(shí)的蓄水深度; Ta -需要的蓄水養(yǎng)護(hù)溫度,即Ta = Tmax -20; T-施工時(shí)的旬平均氣溫(C)。 五砼施工情況及溫度控制結(jié)果 1.采用三臺(tái)砼攪拌機(jī)設(shè)置在基礎(chǔ)外，砼開(kāi)盤(pán)前各種材料必須全部備齊。 2.坑內(nèi)1500搭設(shè)1根48鋼管主桿，縱橫設(shè)拉桿連接，上面搭設(shè)滿(mǎn)堂架，供砼運(yùn)料及下料使用。另外，砼澆筑完畢后，將支架立管在砼頂面切斷，關(guān)水養(yǎng)護(hù)時(shí)讓養(yǎng)護(hù)水充滿(mǎn)管內(nèi)，盡量散出砼內(nèi)部的熱量，減少砼內(nèi)外溫差。 3.施工中采用分層下料，推進(jìn)振搗。保證砼散熱及時(shí)，振搗密實(shí)。 4.砼實(shí)際溫控結(jié)果：砼出機(jī)

9、溫度為27.5,環(huán)境溫度為21-30,砼隨齡期的中心溫度和表面溫度控制見(jiàn)下表: 不同齡期底板砼內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)表齡期(d ) 136912151821242730中心溫度()40676057524945403734.130表面溫度()3542.536.9353231.5303028.52725.5內(nèi)外溫差()524.523.1222017.515108.57.14.5 Tt（C） 1.0 0.9 0.8 0.7 67 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 （d） 砼不同齡期的水化熱升降溫曲線六.技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 1.高爐基礎(chǔ)砼由于滲入了大卵石和粉煤灰后,在施工中通過(guò)蓄水保溫養(yǎng)護(hù),砼內(nèi)外溫差最大值為24.5C ,砼28天強(qiáng)度平均值為27.8MPa ,取得較好的質(zhì)量效果。 2.該基礎(chǔ)砼為870立方米滲入了12%大卵石和10%的粉煤灰，共節(jié)約水泥65t 左右，大幅度降低了工程造價(jià)。七體會(huì) 1.在條件許可的情況對(duì)大體積砼采用滲大卵石和粉