李 強(qiáng)
(山西西山金城建筑有限公司,山西 太原 030053)
現(xiàn)代工業(yè)建筑中,有很多地方出現(xiàn)大體積混凝土,例如工業(yè)廠房基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)等。大體積混凝土的施工成為質(zhì)量控制的重點(diǎn)。大體積混凝土出現(xiàn)的最大質(zhì)量問題即混凝土的開裂問題,裂縫的出現(xiàn)將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的安全性、建筑物的功能使用性及其耐久性受到影響。對(duì)施工中出現(xiàn)的大體積混凝土裂縫一般分為兩類:一是混凝土內(nèi)部由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生收縮裂縫;二是混凝土外部壓力過大而產(chǎn)生的變形裂縫。本文針對(duì)混凝土內(nèi)部收縮裂縫,以西山煤電(集團(tuán))公司官地礦選煤廠槽倉工程為背景,對(duì)大體積混凝土施工進(jìn)行分析。
該工程平面尺寸為96 m ×54 m,中間設(shè)2 道扶壁式擋煤墻將槽倉分為3 部分?;A(chǔ)采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),基礎(chǔ)厚度1.5 m。
該工程屬于大體積混凝土,施工前制定大體積混凝土施工專項(xiàng)方案,重點(diǎn)對(duì)大體積混凝土的澆筑方案、大體積混凝土的振搗、大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)以及大體積混凝土防裂技術(shù)措施做出分析。同時(shí),根據(jù)建筑物的平面特點(diǎn),將施工分成3 段,澆筑時(shí)分段澆筑。
1)大體積混凝土出現(xiàn)裂紋的重要原因之一是原材料不合格。該工程雖然采用的是西山攪拌站的商品混凝土,但施工前,要與西山攪拌站協(xié)商好商品混凝土原材料的采用問題。
2)大體積混凝土用的水泥宜采用低水化熱的水泥,如礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥。且施工所用水泥的3 天水化熱不宜大于240 kJ/kg,28 天水化熱不宜大于270 kJ/kg。水化熱大的水泥與水發(fā)生水化反應(yīng),發(fā)出大量熱量,使混凝土內(nèi)部溫度急劇升高,會(huì)使混凝土發(fā)生膨脹性貫通裂縫,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全及使用性。所以,在大體積混凝土施工中嚴(yán)禁使用水化熱大的水泥。
3)拌制混凝土?xí)r,在保證強(qiáng)度前提下要盡量減少水泥用量,通過用粉煤灰等攙和料代替部分水泥,或采用加減水劑等方式減少水泥用量,最終達(dá)到減少水化熱的目的。
4)細(xì)骨料宜采用中砂,細(xì)度模數(shù)為2.4 ~2.8,含泥量≤1%,粗骨料宜采用碎石,粒徑5 ~25 mm,且連續(xù)級(jí)配,含泥量不大于1%。骨料在拌制前宜采用水沖洗的方法降低溫度,從而降低混凝土的出機(jī)溫度。
5)在大體積混凝土中宜摻入緩凝劑、減水劑、膨脹劑等外加劑,提高大體積混凝土的抗裂性,增加混凝土的凝結(jié)時(shí)間,改善混凝土的物理性能。
6)拌制混凝土用水宜采用冰水,達(dá)到降低混凝土出機(jī)溫度的目的。
拌制混凝土前,攪拌站應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備澆筑的混凝土配合比進(jìn)行試配,除了進(jìn)行常規(guī)配合比試驗(yàn)外,還應(yīng)對(duì)水化熱、逆水率、可泵性等對(duì)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)應(yīng)滿足施工工藝的要求。
1)大體積混凝土澆筑時(shí),一般采用兩種澆筑方案,即整體分層連續(xù)澆筑和推移式連續(xù)澆筑施工方式,以保證結(jié)構(gòu)的整體性。該工程采用分層連續(xù)澆筑的方法,從長邊方向自一端向另一端澆筑,同時(shí)保證混凝土的連續(xù)性。混凝土分層澆筑每層分層厚度控制在400 mm,分層澆筑時(shí)澆筑上層混凝土要在下層混凝土初凝前澆筑完畢。
2)混凝土澆筑應(yīng)避開高溫時(shí)段,宜選擇夜間澆筑,夜間澆筑可減低混凝土出機(jī)溫度2℃~3℃。
1)大體積混凝土采用振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。在混凝土澆筑入模后,用振動(dòng)棒對(duì)混凝土進(jìn)行人工振搗。在振搗過程中,要避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋、預(yù)埋件,以免導(dǎo)致移位。振動(dòng)棒每次移動(dòng)間距不超過震動(dòng)范圍的1. 5 倍,且每次振搗至少要插入下層混凝土5 cm。
2)在混凝土的振動(dòng)界限前,對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗。一般在混凝土初凝前1 h 進(jìn)行二次振搗。二次振搗能排除混凝土因逆水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙,同時(shí)可提高混凝土的強(qiáng)度,節(jié)約水泥用量,改善混凝土的抗?jié)B性、耐久性以及裂縫控制都有積極的意義。
3)二次振搗完畢后,要對(duì)混凝土面進(jìn)行二次壓面處理,減少混凝土的表面裂紋。
在澆筑過程中,要派專人對(duì)混凝土溫度進(jìn)行監(jiān)控。包括混凝土的入模溫度、入模溫升值、澆筑體的內(nèi)部溫度與表面溫度差、澆筑體的表面溫度與大氣溫度差、澆注體的降溫速率等。
1)混凝土入模溫度不宜過高,冬季施工入模溫度不宜低于5℃。
2)澆筑體的內(nèi)部溫度與表面溫度差不宜超過25℃,如發(fā)現(xiàn)超溫時(shí),應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)保溫措施,以防止混凝土因溫差產(chǎn)生裂縫。
3)澆筑體的表面溫度與大氣溫度差不宜超過20℃。
4)澆注體的降溫速率不宜超過2.0℃/d。
1)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)宜在終凝前進(jìn)行養(yǎng)護(hù),一般在澆筑完8 ~12 h 后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)采用保溫保濕養(yǎng)護(hù),不能只采用澆水養(yǎng)護(hù),澆水養(yǎng)護(hù)會(huì)使混凝土外表面溫度下降過快,而混凝土內(nèi)部溫度熱量又不能及時(shí)散出,最終會(huì)因澆筑體內(nèi)的溫度收縮應(yīng)力導(dǎo)致混凝土構(gòu)件發(fā)生裂縫。
2)保溫保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間不得少于14 天,同時(shí)要保證混凝土面保持濕潤。
3)混凝土的另一種養(yǎng)護(hù)為在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管,通過對(duì)預(yù)埋的管道進(jìn)行循環(huán)注水,達(dá)到導(dǎo)出混凝土內(nèi)部熱量,降低混凝土內(nèi)外溫差的效果,從而減少混凝土的溫度裂縫。
通過對(duì)大體積混凝土施工的質(zhì)量控制,該工程基礎(chǔ)施工完畢后,觀感質(zhì)量等級(jí)良好,安全使用功能合格。