大体积防辐射普通混凝土墙体施工技术

 
时间日期:2007-2-14        已被阅读次:[2898]
 
广东省六建集团有限企业 陈浩然 李静宇

  [关键词] 大体积混凝土;防辐射普通混凝土;裂缝;控制
  1 工程概述
  佛山塑料集团辐照车间工程采用框架结构,其中辐照厅及其2层电子加速厅为全混凝土
墙体结构,辐照厅结构平面为18.4m×14.9m,由迷宫和辐照主厅两部分组成,辐照主厅高度
为4.3m,混凝土墙体厚度达1.5m~1.8m,顶板厚度为1.15m,2层以上的加速厅墙体厚度减少
至0.5m。设计采用防辐射普通混凝土,强度等级C20,采用泵送施工。
  2 工程特点
  2.1 本工程墙体混凝土属大体积混凝土,要确保墙体混凝土浇筑的质量,除应满足混凝
土等级强度、墙体几何尺寸、混凝土表面平整光滑密实等常规要求外,还应满足混凝土不得
出现有害微裂缝的防辐射要求。
  2.2 设计要求墙体防辐射普通混凝土的干密度≥2350kg/m3。
  2.3 墙体模板安装所采用的对拉螺栓不能直通,必须采取特殊构造以防有害射线泄漏。
  2.4 在标高±0.00~+3.15m范围内,墙体混凝土不允许设置水平和竖向施工缝,需一
次性分层连续浇筑,且禁止出现施工冷缝。
  3 混凝土的配制
  3.1 材料的选用
  对于大体积防辐射混凝土,质量要求其收缩小、密度大,技术上要求其坍落度较大
、温升较少,因此选用材料时应按以下要求严格进行筛选:
  (1)由于矿渣水泥的收缩量比普通硅酸盐水泥约大25%,故商品混凝土应避免使用矿
渣水泥,而立窑普通硅酸盐水泥中的C3A含量大于转窑普通硅酸盐水泥,故其收缩量也相对
较大。在对常用的多种水泥进行分析对比后,决定选用强度42.5Mpa、水化热较小的湖南韶
峰牌转窑普通硅酸盐水泥。
  (2)掺和一定量的优质粉煤灰(Ⅱ级以上)能使混凝土的强度和密实度都有所增大,
收缩量和坍落度损失有所减少,满足泵送的施工要求。粉煤灰选用珠海电厂Ⅱ级粉煤灰,其
表比指标为4500~5000cm2/g。
  (3)为减少用水量,保证泵送流动性并延缓混凝土初凝时间,可选择对早期收缩变形
不产生影响的减水剂,而本工程施工正值夏季,宜选用缓凝型减水剂。经分析决定选用广东
柯杰KJ-70型高效缓凝减水剂,减水率为18%,可使初凝时间延缓5~8h。
  (4)在施工和易性允许的情况下,粗骨料的粒径和用量应尽可能加大,以达到减少收
缩的目的。粗骨料应避免使用砂岩,因有些砂岩遇水会产生膨胀,失水后会有一定收缩。另
外,含泥量大的砂石容易引起混凝土收缩开裂,故在选材时对含泥量应严格控制。经分析对
比,石子选用新会龙口山石场产、粒径5~31.5mm的连续级配的花岗岩碎石,其立方体抗压
强度≥85MPa,质量密度为2.65g/cm3,碎石含泥量≤1%,碎石针片状颗粒≤10%。砂则选
用珠江北江水孚河砂,其细度模数为2.64,含泥量2%。
  (5)水:使用自来水
  3.2 配制技术要求:
  结合本工程的结构特点和施工条件,大家在试验室配制混凝土之前提出了以下技术要求

  (1)水灰比控制在0.48~0.52范围内,坍落度控制在140mm,允许偏差±20mm。
  (2)在水灰比不变时,尽量减少水泥的用量。水泥用量要求不超过250kg/ m3。
  (3)尽量增加石子用量,要求不少于1100 kg/ m3。
  (4)初凝时间控制在5~7h内,终凝在10~12h内。
  (5)采用C20混凝土,干密度≥2350 kg/ m3。
  3.3混凝土配制结果
  经过多次试验,确定每立方混凝土配合比如表1所示:
  3.4混凝土性能试验结果
  混凝土设计坍落度为(140±20mm),初凝时间为7h,终凝时间为11h50min,混凝土干
密度达2380kg/m3,28天抗压结果为28.2MPa,满足要求。
  4 现场施工准备
  4.1 辐照厅墙体混凝土体积为338 m3,考虑其周长较大且混凝土浇筑时需要分层循环进
行,如果用拖式泵,则泵管的安装、拆卸和移动会对现场施工带来许多不便。为缩短浇筑时
间,保证混凝土质量,现场设置1台机动性能较好的汽车泵,其理论泵送能力为80m3/h,输
送臂长35m,以满足混凝土连续循环浇筑的要求。
  4.2 浇筑前对混凝土搅拌站进行实地检查,要求材料专门设仓堆放,砂、石场搭设遮雨
棚,外加剂单独计量,原材料储备足量,车辆准备充足,以确保混凝土能连续供应。
  4.3 在混凝土浇筑前,对施工班组进行书面和现场交底,使班组明确施工要领、现场施
工环境和施工线路,避免盲目施工而影响质量或返工损失。安排专职机电工检查施工机具、
供电线路是否满足施工要求,以确保混凝土能够连续浇筑。
  4.4 施工在5月份进行,现场昼夜温差较大,日间气温可高达35℃,为降低混凝土的入
模温度,选择气温相对较低(28℃)的夜间时段进行混凝土浇筑。
  5 施工技术措施
  5.1 对拉螺栓的构造
  为防止辐射泄漏,设计要求模板对拉螺栓不得直通,从可行性和经济性上分析,对拉螺
栓采取以下做法,即用2Ф10钢筋与M14螺帽焊接+端部橡胶塞+Ф14螺丝杆(可回收再用)
,细部构造见下图。墙体侧模拆除后,先把Ф14螺丝杆旋出回收,再把橡胶塞起出来,然后
用1:2水泥砂浆把墙体修补平整。 5.2 混凝土的浇筑
  (1)浇筑方法
  辐照厅墙体混凝土要求一次性连续浇筑,为利于混凝土在捣制时散失部分热量和减小混
凝土浇筑时对模板产生的侧压力,浇筑面分多层进行,以混凝土覆盖整个浇筑面为一个周期
循环浇筑,使墙体混凝土沿高度均匀上升。防辐射墙体每层的浇筑平面面积约为110 m2,每
隔10min运一车,车载量为6 m3,上、下层混凝土的接槎时间控制在1h左右,综合以上因素
将分层浇筑厚度定为300mm。
  (2)振捣工艺
  ① 考虑到墙体配筋较密,故采用Ф30mm和Ф50mm两种振捣棒,两者均为直插,棒距分
别为30~45cm和50~70cm,应充分振捣以消除漏振和不密实现象。
  ② 振捣时要求直插和快插慢提,浇筑上层混凝土时振捣棒必须插入下层混凝土内5-10
cm,同时应注意避免因振捣时间过长和重复振捣造成混凝土浆流失而形成缺陷,捣振时间不
得超过20s,要求振棒交叉插入。
  ③ 振捣过程中,用海绵块将混凝土顶面的泌水及时吸净,到顶后再用小刮尺将表面浮
浆刮去。
  (3)混凝土的保温、保湿和养护
  为防止大体积混凝土出现表面温差裂缝,施工中采取了以下的养护措施:①混凝土浇筑
后的14天内墙体侧模不拆除,以利于保水保温;②墙体侧模满挂一层塑料薄膜保水;③墙体
顶面混凝土覆盖一层湿润的麻布袋保温养护;④每天洒水养护不少于3次。
  5.3 施工缝的留设
  辐照厅主体结构施工按照底板→墙体→顶板的顺序进行,在墙体与底板、顶板需分别留
设施工缝。为防止有害射线泄漏,本工程墙体留设斜脚凸状施工缝,凸出部分高为100mm(
见施工缝留设示意图),浇筑墙体底部时应先铺设5~10cm厚同强度等级的水泥砂浆。
  6 混凝土温升与干密度的监测
  6.1 温升监测
  为了对混凝土的温升情况进行监控,本工程施工中采取了简易的测温法,即在墙体混凝
土中预埋钢管,用便携式电子温度计测温。钢管直径为48mm,底部焊铁板封死,上口安有活
动盖板,上口高出混凝土面100mm,管底在墙体中部,管内灌水。根据检测结果,混凝土在
浇筑80h后达到升温峰值,中心最高温度为57.3℃,内表最大温差为23.2℃,满足了温控要
求。
  6.2 干密度检测
  留置墙体混凝土同条件养护试件3组,在同条件养护试件拆模后,放置在靠近墙体部位
的适当位置,采取与墙体相同的养护方法。试件完全干燥且达到龄期后,3组试件的重量平
均值为2373kg/m3,试压强度平均值为28.6MPa,满足要求。
  7 结束语
  大体积防辐射普通混凝土墙体结构施工的关键是围绕"防辐射"重点而进行,即是要确保
钢筋混凝土成型投入使用后不得出现导致辐射泄漏的隐患。本工程从大体积混凝土温度和收
缩裂缝的控制、施工缝的留设、模板对拉螺栓的构造等方面采取了以上一系列措施,取得了
明显的效果。本工程施工结束至今未发现有害裂缝等缺陷,经专业技术检测,其辐射指标符
合要求,确保了工程质量。
  参考文献:
  1、GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范。
  2、孙修艾、程曙明,大面积框架结构梁板混凝土一次整体浇筑施工技术,建筑技术,2
003(1)
  3、傅沛兴,商品混凝土裂缝的防治,建筑技术,2003(4)
     
 
 
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