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      淺談大體積混凝土防裂施工技術(shù)

      2021-09-10 22:55:15劉萬軍
      科學與生活 2021年14期
      關(guān)鍵詞:大體積混凝土施工技術(shù)

      劉萬軍

      摘要:近年來,隨著城市化進程和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,我國在高層建筑、市政公用、水利大壩、橋梁基礎(chǔ)等工程中常常存在大體積混凝土施工,混凝土在硬化過程中,由于水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮的共同作用,使溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力發(fā)生劇烈變化,從而導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫而產(chǎn)生滲漏治理難的問題,造成工程質(zhì)量和安全隱患。因此,防止大體積混凝土裂縫作為大體積混凝土施工的主要技術(shù),對其進行不斷研究具有重要意義。

      關(guān)鍵詞:大體積混凝土;防裂;施工技術(shù)

      0引言

      建筑工程中大體積混凝土澆筑施工是最為重要的環(huán)節(jié),同時也是保證建筑工程穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵。只有做好大體積混凝土澆筑施工技術(shù)的把控,注重各方面的防控和管理,才能有效完善施工質(zhì)量,控制裂縫問題的出現(xiàn)。本文就對建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)進行分析探討,并給出組織管理方案,以切實的保障工程的質(zhì)量和安全。

      1大體積混凝土的特點

      (1)構(gòu)件厚大,配筋多,混凝土量大。大體積混凝土是結(jié)構(gòu)實體超長超大、最小尺寸在1.0m及以上、需一次性澆筑大量混凝土,且因構(gòu)件配筋粗、配筋密、振搗難度大、易產(chǎn)生裂縫。

      (2)環(huán)境復雜,技術(shù)要求高。大體積混凝土施工需現(xiàn)場連續(xù)澆筑,往往不許留施工縫,不僅施工持續(xù)時間長、現(xiàn)場條件復雜,受環(huán)境影響大,而且還需混凝土既要具有良好的工作性能,又要滿足結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和安全性。

      (3)水化熱大、易產(chǎn)生裂縫。澆筑后的混凝土產(chǎn)生的水化熱大,內(nèi)部溫度高,表面溫度低,內(nèi)外溫差大,形成較大溫度應(yīng)力,易導致發(fā)生有害裂縫。

      (4)裂縫治理難。大體積混凝土的裂縫難以發(fā)現(xiàn)和檢測,如發(fā)生裂縫,難以修補,后果十分嚴重。

      2大體積混凝土裂縫的主要類型及危害

      2.1大體積混凝土裂縫的主要類型

      2.1.1干縮變形裂縫

      混凝土澆筑后處于塑性狀態(tài)時,因混凝土水化熱高,以及炎熱風大、蒸發(fā)過快引起產(chǎn)生的裂縫。其裂縫一般為不規(guī)則龜紋狀、或放射狀裂縫,以及每隔一段距離出現(xiàn)一條裂縫。

      2.1.2溫度變形裂縫

      混凝土在硬化中,釋放大量水化熱,使內(nèi)部升溫快而散熱慢、但表面散熱快而溫度低,導致內(nèi)外溫差大,產(chǎn)生內(nèi)脹外縮,當內(nèi)部壓應(yīng)力超過外部拉應(yīng)力時,易產(chǎn)生表面裂縫;在內(nèi)部逐漸散熱冷卻收縮時,由于接觸處受到約束,當拉應(yīng)力超過抗拉強度時,易產(chǎn)生貫穿性裂縫。其裂縫形狀、部位又因溫差大小、構(gòu)件類型、約束程度不同而存在較大差異,且隨時間變化,裂縫還會逐漸擴大加深,將嚴重破壞結(jié)構(gòu)整體性,對承載能力和安全極為不利。

      2.1.3塑性坍落裂縫

      多發(fā)生在初凝前的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,由于骨料在自重作用下沿鋼筋方向逐漸下沉,混凝土被上方的鋼筋支頂,沿鋼筋表面產(chǎn)生順筋裂縫,使用流動性大或水灰比大的混凝土裂縫尤其嚴重。

      2.2大體積混凝土裂縫的危害

      (1)影響建筑物的功能。裂縫后產(chǎn)生的滲漏問題處理難,有時多次治漏,不但延誤了工期、增加了成本,而且降低了結(jié)構(gòu)使用功能。

      (2)降低建筑結(jié)構(gòu)的剛度。貫穿性裂縫使結(jié)構(gòu)剛度降低,嚴重影響結(jié)構(gòu)正常發(fā)揮其設(shè)計功能。

      (3)影響混凝土的耐久性。裂縫的出現(xiàn)使侵蝕介質(zhì)進入混凝土內(nèi)部,導致鋼筋銹蝕及混凝土腐蝕和碳化,使混凝土表面損壞且強度降低,對混凝土的耐久性影響甚大。

      3大體積混凝土的裂縫防治

      只有解決好混凝土內(nèi)外部溫度差的問題,才能解決好內(nèi)外部溫差過大的現(xiàn)象,從而解決溫度應(yīng)力的產(chǎn)生。溫度升高所需的熱量主要來源于混凝土初始溫度和水化熱產(chǎn)生的熱量,所以控制溫度可以從水泥本身性質(zhì)和入模溫度兩方面采取措施來防治裂縫。

      3.1改善原材料

      (1)水泥品種的選擇

      選擇水泥類型時,優(yōu)先考慮水化熱率低的水泥,如粉煤灰質(zhì)或者抗硫酸鹽水泥。可降低水泥用量,用粉煤灰水泥,可減少水化熱量。

      (2)粗細骨料的選擇

      在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中,粗細骨料的體積占比較大,一般可達到70%,所以,骨料的性質(zhì),級配比對混凝土的性質(zhì)具有決定作用。選用粗骨料,減少水泥砂漿的使用。在配合比設(shè)計時,宜選用20mm左右的細碎石,含泥量應(yīng)當小于1%。

      (3)摻合料的選用

      設(shè)計混凝土配合比時,以少部分的粉煤灰代替部分水泥,這樣既可以減少水化熱,還可以改善其和易性。同時,也需要控制粉煤灰的摻量,過多的摻入會使早期極限抗拉強度降低,容易產(chǎn)生表面裂縫,在一般的生產(chǎn)實踐中,一般摻入15%的粉煤灰為宜。

      3.2控制入模時的混凝土溫度

      施工生產(chǎn)季節(jié)不同,混凝土的入模溫度不同。當外界環(huán)境溫度高時,可以選擇在傍晚時分施工,盡量保證澆筑時的初始溫度在28℃,冬季低溫季節(jié),澆筑時的初始溫度不得高于4℃。解決好水泥澆筑的初始溫度,可以為后續(xù)控制溫度差提供很好的路徑??刂迫肽囟?,可從以下步驟進行控制:

      (1)降低攪拌用水的溫度。在高溫季節(jié),可在攪拌水中添加適量的冰塊。

      (2)控制沙石的材料溫度。在高溫季節(jié),原材料不應(yīng)露天放置,應(yīng)置于防曬棚中。

      (3)運輸前控制施工進度和需求,確?;炷恋倪B續(xù)供應(yīng),并對運輸罐車進行保溫。

      4大體積混凝土施工時的監(jiān)控

      在進行混凝土施工時的溫度監(jiān)測時,要確定溫度控制的標準,如內(nèi)部最高溫度不大于45℃,內(nèi)外部的溫度差值不大于25℃,降溫梯度不超過3℃/d等目標。

      4.1改善澆筑方案

      在混凝土工程的施工前,應(yīng)當根據(jù)工程環(huán)境,制定合理的建筑方案。比如在冬季低溫施工期間,可選擇上午10:00后澆筑;澆筑混凝土時,當外界環(huán)境溫度高時,可以選在凌晨澆筑,澆筑時要注意分層且及時振搗。根據(jù)現(xiàn)場施工狀況,如果振搗后,混凝土的密實度達不到相關(guān)要求,此時應(yīng)二次振搗,同時采取二次抹面來保證表面的平順性。

      4.2預(yù)埋冷凝水管降低高溫

      在大體積混凝土的施工中,用水直接降溫,時間短且效率高,如在土體中埋設(shè)水管,通水降溫是一種直接、有效的手段。水管鋪設(shè)完成且土體澆筑后,可根據(jù)監(jiān)測到的混凝土內(nèi)部溫度,選擇合適的水溫,通水來降溫。在大型工程中,制定合理的冷卻水管降溫方案,結(jié)合監(jiān)測溫度結(jié)果,確定合適的水溫、流速的冷卻水特征。

      4.3控制拆模時間

      大體積混凝土的模板對土體有支撐和保溫作用,只有當混凝土體的強度達到相關(guān)的要求后,才能拆除。模板去除后,混凝土表面受到自重及自然環(huán)境的影響,產(chǎn)生較大應(yīng)力,從而產(chǎn)生表面裂縫。

      4.4做好表面隔熱保護和養(yǎng)護

      模板被拆除后,需要對混凝土進行覆蓋,達到隔熱保護和養(yǎng)護的效果,必要時進行暖棚法養(yǎng)護?;炷琉B(yǎng)護可減少熱量的聚集或者散發(fā),不斷縮小混凝土各不同區(qū)域的溫度差值,還可以減少混凝土表面微型收縮,起到美觀的效果。

      結(jié)束語:大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工為我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展做出了巨大的貢獻,在我國建筑工程質(zhì)量發(fā)揮了重要的作用,是我國現(xiàn)代建筑施工技術(shù)的重要組成部分。大體積混凝土最容易出現(xiàn)的問題是混凝土開裂,嚴重影響建筑物結(jié)構(gòu)的安全性和使用性,因此,在進行大體積混凝土施工時,應(yīng)對水化熱、裂縫、泌水等質(zhì)量問題進行控制,保證澆筑技術(shù)、后澆帶的施工技術(shù)和做好保溫保濕的養(yǎng)護工作,以確證混凝土的質(zhì)量,提高建筑物的整體性和安全性。

      參考文獻:

      [1]張華.建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)要點研究[J].四川水泥.2020(12)

      [2]朱玉慧.建筑工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[J].四川水泥.2020(11)

      [3]李勝旺.大體積混凝土施工技術(shù)研究[J].施工技術(shù),2020,v.49(S1):372-376.

      [4]李春生.大體積混凝土澆筑技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用[J].裝飾裝修天地,2019,000(001):235.

      [5]張建軍.建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)要點探究[J].建筑技術(shù)研究,2020,3(7):112-113.

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