蘇沛豪
摘 要:當代建筑規(guī)模越來越大,大體積混凝土施工技術的應用越來越普遍,大體積混凝土由于截面大、水泥用量大、內外溫差大、溫度收縮應力大,很容易導致大體積混凝土裂縫產(chǎn)生。依據(jù)大體積混凝土施工規(guī)范,做好大體積混凝土測溫記錄、大體積混凝土養(yǎng)護,是保證大體積混凝土施工質量的關鍵因素。
關鍵詞:建筑工程 大體積混凝土 施工技術
1 、大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析
1.1內外溫差影響
由于大體積混凝土澆筑后,水泥水化會在其內部產(chǎn)生大量的熱量,而其熱量不易散發(fā),使混凝土內部溫度升高,而其外露表面熱量易散發(fā),就必然會造成混凝土內部與表面的溫差過大,這樣就會產(chǎn)生溫度應力和溫度變形。會使混凝土內部產(chǎn)生壓應力,表面產(chǎn)生拉應力?;炷猎胶?,水泥用量越大,內部溫度愈高。而且溫差越大,其溫度應力也越大。如溫差產(chǎn)生的表面拉應力超過此時混凝土的極限抗拉強度,就會在其表面產(chǎn)生裂縫。
同時,如果在混凝土施工階段氣溫下降較大的話,會使混凝土內外溫差增大,形成較大的溫度應力,使大體積混凝土表面出現(xiàn)裂縫。
1.2約束條件的影響
澆筑大體積混凝土時,其內部產(chǎn)生的水化熱會使混凝土的溫度升高,由此產(chǎn)生的變形可能會受到已有結構或模板的約束,從而產(chǎn)生約束應力。在混凝土澆筑完成后,溫度的上升會使混凝土產(chǎn)生的膨脹變形,周邊的約束會使其內部產(chǎn)生壓應力。而當混凝土水化反應減慢,溫度下降時,又會在其內部產(chǎn)生拉應力,當其超過混凝土的當時的抗拉強度時,其內部會出現(xiàn)垂直裂縫。
1.3混凝土的收縮變形
在施工中, 大體積混凝土因收縮變形也會引起的裂縫,水泥的量、混凝土配合比、外加劑與施工工藝、養(yǎng)護條件等都是影響混凝土收縮的因素。
混凝土塑性收縮裂縫發(fā)生在降溫階段,硬化之前, 混凝土的體積隨溫度不斷減小而產(chǎn)生收縮,同時混凝土的硬化過程也混凝土內部膠質體的膠凝過程,這樣使大體積混凝土產(chǎn)生硬化收縮。當收縮應力大于當時的混凝土極限抗拉強度,就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫,這種裂縫有時會成為貫穿全斷面的結構性裂縫,給結構帶來質量隱患。
2、土木工程建筑中大體積混凝土結構的施工技術
2.1 合理的調整建筑材料的使用
大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的關鍵原因之一是混凝土釋放的大量的水化熱而導致的,所以在施工過程中,我們應該盡量采用水熱化程度較低的水泥,同時為了最大限度的減少水泥的使用,也可以在其中添加一些粉煤灰等。在選擇混凝土的粗骨料時,要盡量選擇級配良好、強度較高,以及粒徑較大的材料,并控制好其中的含泥量和有害物質,從而有效防止混凝土收縮現(xiàn)象的產(chǎn)生。而對于細骨料的選擇,要嚴格按照泵送要求,盡量選擇細砂和中砂,這樣可以最大程度的減少水泥的使用量。另外,還要不斷的增強同齡期混凝土結構的抗拉能力,也可以適當?shù)膿胶鸵恍┩饧觿瑥亩沟没炷恋暮鸵仔缘玫斤@著的提高,有效減少水灰的配比。
2.2設計優(yōu)化措施
(1)精心設計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下,應盡可能地降低混凝土的單位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水膠比)二摻(摻高效減水劑和高性能引氣劑)一高(高粉煤灰摻量)”的設計準則,生產(chǎn)出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。
(2)增配構造筋提高抗裂性能。配筋應采用小直徑、小間距。
(3)避免結構突變產(chǎn)生應力集中,在易產(chǎn)生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。
2.3大體積混凝土澆筑
大體積混凝土的施工工藝為:施工準備-澆筑工藝-振搗-泌水處理-表面處理等。主要步驟為澆筑和振搗,所以應盡可能地降低混凝土的入模溫度。如采用地下涼水或冰水拌制混凝土,砂、石子料場搭設防曬棚。其次大體積混凝土基礎的整體性要求高,要求混凝土連續(xù)澆筑,一氣呵成。施工工藝上應做到分層澆筑、分層搗實,并控制澆筑層厚度和進度。根據(jù)整體性要求、結構大小、鋼筋疏密、混凝土供應等具體情況,混凝土的澆筑采用平面和斜面相結合的分層方法。使用插入式振搗棒,垂直振搗和斜向振搗操作時,快插慢拔,避免分層離析或形成空洞,且應上下抽動,振搗均勻。分層灌注時振搗上層應插入下層5cm左右。每點振搗20-30秒,視混凝土表面不再顯著下沉,不再出現(xiàn)氣泡、泛出灰漿為止。20-30分鐘后進行復振。每振搗完一段,要隨即攤平。澆筑完10小時內抹平一次。初凝前2小時進行二次抹壓。最后要認真進行熱工計算,加強測溫工作,采取保溫養(yǎng)護,減少大體積混凝土內外溫差。
2.4對施工過程進行嚴格監(jiān)控
在進行混凝土澆注過程中,試驗人員要根據(jù)澆注現(xiàn)場的實際情況,時刻的觀察坍落度與和易性的變化,進行詳細的測量,并且要將測量結果及時的上報給攪拌站,從而采取相應的措施進行科學的處理。而對于混凝土的搗鼓人員,施工單位要對其進行嚴格培訓和考核,符合標準之后才能夠正式上崗,并且要明確自己的分工和權責。對于一些需要專職人員搗鼓和處理鋼筋集中的地方和死角等,相關施工技術人員要對施工現(xiàn)場進行跟班指揮,運用插入式來進行混凝土的搗鼓,插入振搗最佳厚度要控制在三十厘米,以垂直等距離插入到下層間距控制在六十厘米以內,高度大約控制在五到十厘米之間,而相關施工技術人員在振搗過程中還要細致的觀察,從而盡量避免漏振和過振等狀況發(fā)生。
2.5砼養(yǎng)護
砼養(yǎng)護是大體積砼施工中一項十分關鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝土的內外溫差,促進砼強度的正常發(fā)展及防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
從砼澆筑完成到終凝這段時間的養(yǎng)護對砼而言十分重要?;炷翝仓戤吅螅谄漤斆婕皶r加以覆蓋,要求覆蓋嚴密,并經(jīng)常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用有二:一是蓄水保溫,防止表面水分蒸發(fā)和抵抗受太陽輻射與刮風時溫度驟變,二是保持內外溫差的穩(wěn)定。
3、大體積混凝土裂縫的修補措施
混凝土裂縫的傳統(tǒng)修補方法主要有表面處理法、灌漿法、填充法、結構加固法和電化學方法等。表面處理法適用于表面的淺層裂縫,在裂縫表面涂膜修補材料,以提高防水性和耐久性,但無法深入到裂縫深處。灌漿法是通過外部壓力向裂縫內注入樹脂類或水泥類材料。灌漿材料可分為水泥灌漿材料和化學灌漿材料。水泥灌漿材料適用于結構裂縫較長和較寬的情況,化學灌漿材料則更適用于漏水較為嚴重部位的封堵。填充法適用于結構出現(xiàn)寬度較大裂縫的情況,且結構必須允許開槽才可采用此修補方法。具體修補時應沿裂縫鑿槽,在槽中嵌入柔性或剛性止水材料,達到封閉裂縫的目的。結構加固法適用于出現(xiàn)對結構承載能力有較大影響的深度裂縫或貫穿性裂縫的情況。結構加固常用方法有粘貼加固法、預應力加固法、加大截面積法和增設桿件法等。電化學修補法僅適用于處于水環(huán)境中的鋼筋混凝土。
總之,隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展,大體積混凝土施工技術也應該與時俱進。為了確保大體積混凝土施工技術的質量,就要對建筑施工過程進行全面監(jiān)控。從而使施工技術質量得到有效保障,也促進工程能夠優(yōu)質高效的完成。
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