摘要:混凝土是建筑工程中不可或缺的材料之一,它主要是由砂石、骨料、水泥和水等物質(zhì)按照一定的比例混合攪拌而成,而大體積混凝土若是從字面上理解,就是體積較大的混凝土構(gòu)件,但這種解釋顯然是不準(zhǔn)確和片面的。大體積混凝土不僅結(jié)構(gòu)厚度大,而且混凝土的使用量也大,尤其對(duì)施工的要求十分高,在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制溫度,以防裂縫的出現(xiàn)。本文筆者就建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行探討,就其在工程中的實(shí)際應(yīng)用來(lái)對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行具體地闡述。 

  關(guān)鍵詞:大體積 混凝土 澆筑 

  中圖分類號(hào):TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 

  正文: 

  一、大體積混凝土及特點(diǎn) 

  對(duì)于大體積混凝土的定義,各國(guó)均有不同的界定,如日本的JASS5中對(duì)大體積混凝土的定義為:結(jié)構(gòu)斷面最小厚度為0.8m以上,水化熱引起混凝土內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之間的差超過(guò)25攝氏度的混凝土,即大體積混凝土;美國(guó)ACI則將大體積混凝土定義為:混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體的最小尺寸大于等于1m的體量較大的混凝土,或是有可能因?yàn)榛炷林性牧纤療嵋饻囟茸兓褪湛s造成有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。 

  大體積混凝土最為典型的特點(diǎn)是水泥使用量較大、斷面多、結(jié)構(gòu)表面容易產(chǎn)生裂縫等。由于水泥水化后會(huì)釋放出大量的水化熱,從而會(huì)使混凝土產(chǎn)生出較大的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力,當(dāng)這部分應(yīng)力超出混凝土承受極限時(shí),便會(huì)造成混凝土表面開(kāi)裂,隨著裂縫的出現(xiàn),混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水抗?jié)B性必然會(huì)受到嚴(yán)重影響。所以,在大體積混凝土施工時(shí),必須采取有效地措施防止裂縫的產(chǎn)生。 

  二、大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因分析 

  因?yàn)闇夭钤斐纱篌w積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要有以下兩方面的因素,一類是出于混凝土內(nèi)部的原因,土質(zhì)內(nèi)外溫差大造成裂縫的出現(xiàn),二類是由于其外部因素,因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)的限制,混凝土的收縮也會(huì)受到一定限制,混凝土的抗壓能力雖然強(qiáng),但是其受拉力卻很小,若溫度太高超過(guò)受壓力的承受范圍,裂縫就會(huì)出現(xiàn)。裂縫的寬度在一定程度上是允許存在的,因?yàn)樗鼘?duì)房屋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不會(huì)造成很大影響,但是耐久性會(huì)受到影響,所以還是要對(duì)其加強(qiáng)管理與重視。造成裂縫出現(xiàn)的主要原因如下: 

  (一)水泥水化熱 

  水泥遇水會(huì)產(chǎn)生化合反應(yīng),化合反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)釋放熱量,但是由于結(jié)構(gòu)斷面的強(qiáng)度大,熱氣積在內(nèi)部不易揮發(fā),隨著時(shí)間的推移,內(nèi)部溫度不斷堆積,內(nèi)外溫差不斷增加。在一定單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)為水化作用釋放的熱量與水泥品種關(guān)系大,澆筑完成后的三到五天是混凝土內(nèi)部溫度最高的時(shí)間段,隨后凝結(jié)聚集在表層的熱量才能慢慢的散發(fā)。 

 。ǘ┗炷恋氖湛s變化 

  在混凝土的施工過(guò)程中,水泥硬化大約要20%的水分,剩余的水會(huì)隨著熱量的釋放而蒸發(fā),剩余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮;炷恋氖湛s情況直接影響到混凝土的質(zhì)量。然而水泥的種類、調(diào)配的比例、減水劑和摻合料的種類以及施工方法的選擇都會(huì)對(duì)混凝土的收縮好壞造成影響。 

  (三)外界環(huán)境的氣溫變化 

  在大體積混凝土的施工過(guò)程中,外界溫度對(duì)澆筑溫度的影響也是巨大的。若氣溫下降,混凝土內(nèi)外的溫度差就會(huì)加劇,則會(huì)對(duì)大體積混凝土產(chǎn)生不良影響。溫差會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接影響,所以要做好溫度的控制工作,預(yù)防溫度差過(guò)大造成裂縫。 

  三、建筑工程大體積混凝土澆筑施工技術(shù) 

  1. 施工前的準(zhǔn)備 

  在建筑工程大體積混凝土澆筑施工之前,應(yīng)該做好施工前的所有準(zhǔn)備,主要包括:施工所需的器具、材料以及技術(shù)準(zhǔn)備。 

  (1)澆筑施工的器具主要有:平鍬、混凝土地泵插入式振搗器、塔吊、尖鍬、耙子、平板振搗器、白線、配電箱、鋁合金刮尺、掃把以及水泵等。 

 。2)材料的準(zhǔn)備:第一,使用中水化熱或者低水化熱的水泥品種來(lái)進(jìn)行混凝土的配置,比如粉煤灰水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或者礦渣硅酸鹽水泥等,同時(shí)水泥不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象,滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),且有質(zhì)量保證書(shū)和復(fù)驗(yàn)單。第二,在體積混凝土中,骨料所占的比例通常是混凝土絕對(duì)體積的80%~83%,因此在選用骨料時(shí),應(yīng)該選擇表面沒(méi)有弱包裹層、巖石彈模較低、級(jí)配良好以及線膨脹系數(shù)較小的骨料。所選用的砂子應(yīng)該為中砂,其石子應(yīng)該為大粒徑的碎石或者卵石,砂子的含泥量不能大于 3%,石子的含泥量不能大于 1%。此外,在混凝土配合比中可以用適量的粉煤灰來(lái)代替水泥,粉煤灰含堿量和含硫量較小,燒失量較小,其需水量也較小,不僅可以有效地改善混凝土和易性便于施工的操作,同時(shí)在一定程度上還能使混凝土的水化熱下降,其摻量通常在 15%~20%左右。第三,所采用的水質(zhì)應(yīng)該是不含有害物質(zhì)的純凈水。 

  (3)技術(shù)準(zhǔn)備:第一,在進(jìn)行混凝土澆筑之前,應(yīng)該事先和混凝土供應(yīng)單位辦理相應(yīng)的預(yù)拌混凝土委托單以及相關(guān)的澆灌申請(qǐng),其中委托單內(nèi)容應(yīng)該包括以下幾點(diǎn):混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、坍落度、方量、澆筑時(shí)間以及混凝土的初凝和終凝時(shí)間等。第二,在混凝土澆筑之前,應(yīng)該對(duì)所有的機(jī)具進(jìn)行檢查,同時(shí)還要配備相應(yīng)的專職技工,便于隨時(shí)進(jìn)行檢修。第三,在進(jìn)行混凝土澆筑過(guò)程中,應(yīng)該確保水、照明以及電的正常運(yùn)行,在施工現(xiàn)場(chǎng)中準(zhǔn)備相應(yīng)的人工振搗和攪拌工具,避免在施工過(guò)程中由于臨時(shí)停電停水,產(chǎn)生意外施工縫。 

  2. 混凝土配合比的設(shè)計(jì)和優(yōu)化 

  在大體積混凝土澆筑施工過(guò)程中,其關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)就是混凝土的配合比,混凝土的配合比不僅要滿足工程設(shè)計(jì)的強(qiáng)度,同時(shí)在一定程度上還能降低其水化熱,促使混凝土具有良好的可泵性和和易性,減少對(duì)水泥和水的用量。大體積混凝土的配置,關(guān)鍵在于降低水化熱,這就要求在設(shè)計(jì)配合比的時(shí)候盡量選擇水化熱較低的礦渣水泥,且添加適量的粉煤灰。在混凝土中添加適當(dāng)?shù)姆勖夯也粌H可以增強(qiáng)混凝土的可泵性,同時(shí)還能節(jié)約水泥,達(dá)到提高表層混凝土強(qiáng)度的目的。 

  3. 建筑工程大體積混凝土澆筑。 

  在進(jìn)行大體積混凝土澆筑時(shí),應(yīng)當(dāng)按照整體連續(xù)不間斷的要求,并充分結(jié)合結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋疏密程度以及混凝土供應(yīng)情況等條件進(jìn)行;基礎(chǔ)底板厚度超過(guò)1.3m時(shí),應(yīng)采用分層法進(jìn)行澆筑,分層厚度應(yīng)控制在0.6-1.0m為宜,而大塊底板應(yīng)在平面上將其分為若干個(gè)小塊進(jìn)行施工,這樣有利于減少溫度和收縮應(yīng)力,從而降低裂縫的產(chǎn)生幾率;為了進(jìn)一步減少混凝土底板的內(nèi)外約束,可在澆筑前在基層上設(shè)置滑移層;進(jìn)行分層澆筑時(shí),上層鋼筋的綁扎應(yīng)當(dāng)在下層混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行,同時(shí)為了提高分層澆筑各層之間的結(jié)合度,應(yīng)在下層混凝土表面上設(shè)置鍵槽;分層澆筑的間隔時(shí)間應(yīng)為3-5d,并盡可能大于5d;若是夏季天氣較為炎熱時(shí)進(jìn)行施工,應(yīng)采取有效措施降低混凝土內(nèi)部溫度,如在拌合水中摻入冰塊或是摻入適量的粉煤灰等等;為避免混凝土離析,當(dāng)自由傾落高度大于2m時(shí),應(yīng)設(shè)置串筒,其與漏斗之間的間距不得大于3m;應(yīng)采用振動(dòng)棒對(duì)混凝土進(jìn)行振搗,操作時(shí)應(yīng)快插慢拔,每個(gè)點(diǎn)位的振搗時(shí)間不應(yīng)低于30s,分層建筑時(shí),振搗棒應(yīng)插入下層5cm左右,這樣能夠消除層間接縫。 

  4. 大體積混凝土的養(yǎng)護(hù) 

  大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)方法主要有兩種,即保溫法和保濕法。保溫法主要是為了使混凝土表面的溫度不會(huì)過(guò)快地散失,降低混凝土表面溫度的梯度,避免其表面出現(xiàn)裂縫,從而使混凝土的抗拉強(qiáng)度比混凝土平均總溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力大,避免出現(xiàn)貫穿裂縫。保濕法的主要目的是使混凝土強(qiáng)度保持在潮濕的環(huán)境下,從而避免混凝土的表面脫水而出現(xiàn)干縮裂縫,便于水泥水化的順利進(jìn)行,增強(qiáng)混凝土抗拉伸的強(qiáng)度。此外,為了使混凝土具有適應(yīng)的硬化條件,避免在混凝土澆筑早期因干縮發(fā)生裂縫現(xiàn)象,應(yīng)該在澆筑混凝土結(jié)束后的 12h 內(nèi)進(jìn)行覆蓋澆水。 

  四、 結(jié)語(yǔ) 

  綜上所述,隨著我國(guó)大型建筑群的不斷增加,大體積混凝土施工也越來(lái)越多地應(yīng)用在眾多實(shí)際工程建設(shè)中,對(duì)防止大體積混凝土溫度裂縫的研究也在不斷深入。我們?cè)诓粩嗟目偨Y(jié)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),還應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)、受力狀況、約束條件等因素進(jìn)行綜合考慮,從工程設(shè)計(jì)、原材料選用、改善施工工藝、做好溫控和養(yǎng)護(hù)工作等方面著手進(jìn)行全面的質(zhì)量控制,從而減少溫度裂縫的產(chǎn)生,保證大體積混凝士的質(zhì)量。 

  在我們的綜合出入口澆筑混凝土?xí)r,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和天氣情況,在暑期天氣炎熱時(shí),我們采用不間斷持續(xù)澆水, 從而避免混凝土的表面脫水而出現(xiàn)干縮裂縫,便于水泥水化的順利進(jìn)行,增強(qiáng)混凝土抗拉伸的強(qiáng)度。在冬季施工時(shí),混凝土澆筑后應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)措施,在澆注的砼成型收水后用透明的塑料薄膜覆蓋,防止因水分蒸發(fā)而引起的析堿現(xiàn)象,影響早強(qiáng)效果。再用草袋等保溫材料覆蓋。在負(fù)溫下,不澆水養(yǎng)護(hù)。筏板基礎(chǔ)澆筑收漿后用塑料薄膜覆蓋,再在上面蓋干草袋或土工布、棉絮等物,再用彩條布覆蓋保溫。   

  參考文獻(xiàn): 

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  [2]唐紅,黃孝敏.建筑工程大體積混凝土澆筑施工技術(shù)淺談 [J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(21).