摘要:近年來,在重大工程項目和高層建筑施工中,大體積混凝土結構澆筑技術以其諸多優(yōu)點在各類建筑工程項目中得到廣泛應用。本文對大體積混凝土施工中的主要技術難點進行了簡要的闡述,提出了混凝土配合比設計、測溫養(yǎng)護的一些可供借鑒的方法。
關鍵詞:大體積混凝土施工;建筑施工;澆筑技術
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
建筑施工中大體積混凝土的澆筑問題是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土,出現(xiàn)再大的均勻收縮,也不會在內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。當混凝土處在地基等約束條件下時,內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應力,當拉應力超過當時混凝土的抗拉強度時,混凝土就會開裂。
大體積混凝土表面裂紋的具體原因
混凝土中水泥水化用水大約只占水泥重量的20%,在混凝土澆筑硬化后,拌合水中的多余部分的蒸發(fā)將使混凝上體積縮小;炷粮煽s率大致在(2- 10)x10- 4 范圍內(nèi),這種干縮是由表及里的一個相當長的過程,大約需要4 個月才能基本穩(wěn)定下來。干縮在一定條件下又是個可逆過程,產(chǎn)生干縮后的混凝土再處于水飽和狀態(tài),混凝土還可有一定的膨脹回復。
值得注意的是早期潮濕養(yǎng)護對混凝土的后期收縮并無明顯影響,大體積混凝土的保濕養(yǎng)護只是為了推遲干縮的發(fā)生,有利于表層混凝土強度的增長,以及發(fā)揮微膨脹劑的補償收縮作用。大體積混凝土澆筑凝結后,溫度迅速上升,通常經(jīng)3d~5d 達到峰值,然后開始緩慢降溫。溫度變化產(chǎn)生體積脹縮,線脹縮值符合△L=Lo. a.△T的規(guī)律,這里線脹縮值數(shù)取1x10- 5 (1/℃)。因為混凝土的特點是抗壓強度高而抗拉強度低,而且混凝土彈性模量較低,所以升溫時體積膨脹一般不會對混凝土產(chǎn)生有害影響。但在降溫時其降溫收縮與干燥收縮疊加在一起時,處于約束條件下的混凝土常常會產(chǎn)生裂縫,起初的細微裂縫會引起應力集中,裂縫可逐漸加寬加長,最終破壞混凝上的結構性、抗?jié)B性和耐久性。
二、建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術研究
通過對以上混凝土澆筑應注意的問題進行分析后,下文將對建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術進行詳細研究。筆者結合工作經(jīng)驗,認為其澆筑技術需從以下三個方面入手:一是混凝土的材料選擇;二是混凝土澆筑方式選擇;三是混凝土配合比控制;四是混凝土溫控和養(yǎng)護。
1.在嚴格遵循設計要求與規(guī)范的前提下,合理選擇材料。首先,選用低熱或中熱水泥能有效控制混凝土溫升,進而實現(xiàn)對混凝土溫度應力的優(yōu)化控制。如選用強度等級合適的礦清硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥,就能很好得降低水化熱,有效控制大體積混凝土溫升。其次,可在混凝土中摻入粉煤灰。只要摻入量合適,大約為水泥因素的30%-50%,就能通過利用粉煤灰的滾球效應,起到改善混凝土流動性及粘聚性的效果,這也大大降低了水化熱。而在混凝土中摻入粉煤灰的另一個好處是能夠起到節(jié)約水泥,降低生產(chǎn)成本的作用。第三,摻入抗裂防滲優(yōu)質(zhì)增強劑。這可以有效地降低混凝土水灰比,減少收縮,改善孔結構,提高早起抗拉強度,進而提高混凝土的抗裂防滲性。第四,對混凝土后期強度進行充分利用。筆者在工程實踐中發(fā)現(xiàn),混凝土摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰后能獲得較高的后期強度,在適量摻入范圍內(nèi)能獲得較高的強度增長,因此在大體積混凝土工程中使用較高齡期粉煤灰摻入強度較好,這樣一來不但可以節(jié)約單位立方米混凝土上的水泥用量,還可以進一步降低混凝土溫度。
2.選用合適的混凝土澆筑方式。在建筑施工中為了減少大體積混凝土表面熱散發(fā),通常選用磚模或木模。若要采用鋼模,需考慮到它散發(fā)熱量較快,會導致混凝土內(nèi)外溫差變大的特點,還必須要采取額外的保溫措施。大體積混凝土澆筑方案可在遵循整體性設計要求的基礎上,根據(jù)混凝土供應,鋼筋疏密,結構大小等具體情況具體分析,采取斜面分層,分層分段等方式進行,保證混凝土厚度均勻上升。在混凝土澆筑時,要保證在澆筑好上一層之后下一層才初凝完畢,這樣就能夠避免在上澆筑層和下澆筑層之間產(chǎn)生施工縫,需采用二次振搗法,保證良好的接搓,從而提高密實度,分層厚度推薦為20-30cm。需安排專人進行混凝土振搗,且最好在振搗前進行相關培訓,并安排專人監(jiān)督,防止振搗不實或漏振,最大程度保證振搗質(zhì)量。大體積混凝土澆筑過程中宜在正常振搗環(huán)節(jié)外,在混凝土初凝前進行二次振搗,可強化混凝土密實性,排除鋼筋下的空氣以及大粒脛骨料,消除干縮裂縫。
3.對混凝土配合比進行良好控制;炷僚浜媳瓤茖W與否對于大體積混凝土的質(zhì)量起著決定性的作用。要做到這一點需采取以下措施:對用水量和水泥用量需進行嚴格把關,保證含泥量符合規(guī)范要求,骨料級配適當,制定專題方案支設和拆除模板,在混凝土澆筑時必須防止定位筋,鋼筋,模板等的變形和移動。由于大體積混凝土通常是采用泵送澆筑,因此配合比設計需從兩方面進行考慮——降低單位水泥量及泵送要求。水泥用量不能過多,每平方米用量在300kg-320kg之間最為理想,不超過450kg。砂率應嚴格控制在45%-55%上下,采用級配良好的石子。通過采取這些措施,就能保證大幅降低水化熱,確保黃泥塘具有良好和易性,降低水泥和水的用量。
4.做好溫控和養(yǎng)護數(shù)據(jù)收集工作。大體積混凝土養(yǎng)護主要是保持適當?shù)臐穸群蜏囟葪l件,合理的保溫措施能有效減少混凝土表面熱擴散,降低溫差,防止出現(xiàn)表面裂縫。而若想取得良好的保溫效果,測溫方法正確與否更是至關重要,測溫工作是在養(yǎng)護階段完成的,混凝土澆筑完畢后就進入養(yǎng)護階段。大體積混凝土的測溫可分為人工方法和計算機方法。人工方法主要是埋設鋼管的人工測溫,而計算機方法主要是由計算機自動記錄電阻傳感器測溫。這兩種方法在實際建筑施工應用中并不沖突,可采用其中任一種,也可以同時采用,應該根據(jù)實際工程需要做出決定。具體做法是:在混凝土表面設三個測溫點,使用編號明確每組測溫點,并安排專人負責記錄,保證記錄的準確性。具體測溫次數(shù)應該根據(jù)氣溫及混凝土溫度變化情況確定,掌握了大體積混凝土溫差變化,便于采取多種措施。
結束語:
大體積混凝土施工,一次澆筑量大,厚度大,強度等級高,在夏季炎熱天氣施工,技術難度大;炷翝仓,經(jīng)過3 個星期保溫保濕養(yǎng)護,效果理想。要施工好超厚、高強度等級的大體積混凝土,關鍵要有一個先進的混凝土配合比,有一套嚴謹?shù)氖┕そM織設計,有一套科學的養(yǎng)護工藝,有一種嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。配制大體積混凝土,關鍵在于水化熱要低,大摻量I 級粉煤灰和低用量的礦渣32.5 MPa 水泥相結合是該工程成功的關鍵之一。它有效地降低了水化熱,提高了可泵性,從而提高了表層混凝土的強度。在大體積混凝土的濕熱養(yǎng)護條件下,混凝土早期強度發(fā)展得很好,有效地防止了混凝土裂縫的出現(xiàn)。微膨脹劑確實起到了補償收縮作用。根據(jù)計算,自降溫開始,混凝土表層就應該出現(xiàn)拉應力?墒窃趯崪y中,始終未測到拉應力。除混凝土松弛,養(yǎng)護階段沒發(fā)生干縮外,微膨脹劑功不可沒。大體積混凝土施工,養(yǎng)護和澆筑同樣重要。保濕是前提,控制降溫速度是關鍵,監(jiān)測是根據(jù)。
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