混凝土工程施工要點(diǎn)

趙 廉

(四川大安建筑工程有限責(zé)任公司，四川成都 610063)

混凝土是重要的必不可少的建筑材料之一，混凝土具有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有很多缺點(diǎn)，混凝土的抗壓強(qiáng)度大而抗拉強(qiáng)度較低，如果設(shè)計(jì)施工不當(dāng)則會產(chǎn)生裂縫，輕則影響外觀產(chǎn)生滲漏;重則嚴(yán)重的裂縫導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)報(bào)廢。混凝土在與空氣的長期接觸中，由于空氣中的二氧化碳向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散與水泥水化物中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣，且這種碳化過程隨著時(shí)間的推移不斷地深入。當(dāng)碳化深度達(dá)到鋼筋處時(shí)，則破壞了鋼筋的鈍化膜，鋼筋沒有鈍化膜的保護(hù)極易發(fā)生銹蝕。鋼筋銹層的體積比原體積膨脹2～4 倍，使混凝土從內(nèi)部產(chǎn)生膨脹裂縫，更多的水、空氣進(jìn)入混凝土內(nèi)部引起鋼筋的進(jìn)一步銹蝕，形成惡性循環(huán)，直至結(jié)構(gòu)被破壞。

為了克服混凝土脆性和碳化的問題，很多專家都做了深入研究。就施工方面應(yīng)注意的問題如下。

1 確保混凝土的密實(shí)度

混凝土宏觀性能的提高應(yīng)立足于水泥石微細(xì)結(jié)構(gòu)的改變。目前，很多高性能混凝土就是摻入各種有機(jī)、無機(jī)材料，如各種外加劑、石英粉、粉煤灰等。達(dá)到降低水灰比，填充水泥石的毛細(xì)孔，使凝固后的混凝土孔隙率降低。未被填充的毛細(xì)孔則是孔徑更小的孔。這樣既可增加混凝土的強(qiáng)度，又能阻滯有害物質(zhì)的滲透，也延緩了碳化的速度。

同樣確保普通混凝土的密實(shí)度也能確保混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和延緩碳化速度。

1.1 混凝土振搗

混凝土振搗應(yīng)不漏振、欠振也不能過振，過振會造成混凝土離析，使粗石料沉底。一般每點(diǎn)振動時(shí)間20－30 s，應(yīng)以混凝土無顯著下沉、泛漿、無氣泡、表面平整為度。商品混凝土的坍落度一般都較大，振搗后經(jīng)過一段時(shí)間的靜置表面易泌水。應(yīng)在排除泌水后進(jìn)行二次振搗、二次抹壓工藝使混凝土更密實(shí)，可防止產(chǎn)生收縮裂縫。

混凝土表面收光時(shí)，切不可撒干水泥，如確需干水泥收漿，可使用干水泥砂灰，按水泥∶砂=1∶1.5 拌勻，用量也不可過多。所用水泥品種應(yīng)與混凝土的水泥品種相同，可確保混凝土硬化后色調(diào)一致。

1.2 混凝土工程的質(zhì)量問題

1.2.1 混凝土原材料

(1)水泥強(qiáng)度等級不達(dá)標(biāo)或已臨近過期;

(2)砂、石含泥量大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;

(3)砂太細(xì)甚至使用海砂。

1.2.2 混凝土攪拌的問題

(1)原材料計(jì)量不準(zhǔn)，造成混凝的和易性、粘聚性、強(qiáng)度受影響。尤其是水的計(jì)量應(yīng)計(jì)及砂、石中的含水量;

(2)外加劑用法不妥或計(jì)量不準(zhǔn)，造成混凝土澆筑后凝固不實(shí)或澆筑后“開花”。

1.2.3 混凝土施工的問題

(1)表面蜂窩麻面數(shù)量超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;

(2)振搗不密實(shí)有孔洞和露筋;

(3)模板跑漿，造成麻面、露筋及棱角露石子等;

(4)接縫處理不當(dāng)，有夾渣等;

(5)拆模過早出現(xiàn)缺棱掉角;

(6)現(xiàn)澆板板面不平、構(gòu)件位移、傾斜;

(7)清水混凝土未能達(dá)到清水的要求;

(8)養(yǎng)護(hù)不好，水泥未能充分水化致使強(qiáng)度降低，產(chǎn)生裂縫;

(9)混凝土強(qiáng)度不一致過高或過低;

(10)保護(hù)層厚度不夠，造成沿箍筋方向裂縫及鋼筋生銹;

(11)為改善混凝土的和易性，擅自向混凝土中加水，既降低了混凝土的強(qiáng)度，也易在混凝土表面出現(xiàn)很多微細(xì)的裂紋。

2 控制混凝土裂縫的產(chǎn)生

2.1 柱、墻與梁、板同時(shí)澆筑的次序

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中，如果將垂直構(gòu)件與水平構(gòu)件同時(shí)現(xiàn)場澆筑，對整個(gè)結(jié)構(gòu)的完整性、抗震性能是有利的。但應(yīng)注意，雖然柱、墻已經(jīng)過了振搗，但混凝土在初凝硬化過程中還會產(chǎn)生沉降，若梁、板立即與其澆筑在一起時(shí)，柱、墻混凝土的沉降，拉動梁板端部中粗、細(xì)骨料的分布，使其空隙加大，減弱抗剪能力，因此在澆筑與柱和墻連成整體的梁和板時(shí)，應(yīng)在柱和墻澆筑完畢后停歇至少1～1.5 h，再繼續(xù)澆筑梁和板的混凝土。

一般情況梁和板可同時(shí)澆筑混凝土，對于拱結(jié)構(gòu)和高度大于1 m 的梁，應(yīng)分別澆筑混凝土。

2.2 注意構(gòu)件配筋的數(shù)量和分布

鋼筋混凝土構(gòu)件收縮時(shí)，混凝土受拉力、鋼筋受壓力，配筋過多反而影響混凝土的收縮，而產(chǎn)生裂縫。

合理的配筋，有利于混凝土的拉應(yīng)力更好地分布。減少裂縫的產(chǎn)生。

在施工中應(yīng)注意用低強(qiáng)度的鋼筋代替高強(qiáng)度鋼筋而使實(shí)際鋼筋量增加的問題。

2.3 樓板上層鋼筋的保護(hù)

鋼筋在樓板中起著抵抗外荷載和防止混凝土裂縫發(fā)生的雙重作用，只有確保其有合理的保護(hù)層才能發(fā)揮作用。在實(shí)際施工中，樓板下層的鋼筋有混凝土墊塊及模板的依托，保護(hù)層比較容易保證。按施工經(jīng)驗(yàn)當(dāng)墊塊間距大于1.5 m時(shí)下層鋼筋的保護(hù)層厚度不易保證，墊塊的間距以1 m 左右為好。

而上層鋼筋網(wǎng)的保護(hù)一直是施工中的一大難題，筆者在施工中也曾采用過多種保護(hù)措施，但效果都不太好。如用小撐架撐住上層鋼筋網(wǎng)，雖然能確保上層鋼筋網(wǎng)不坍塌，但在板中增加了不少無用的鋼筋，且小撐架足部無混凝土保護(hù)層。易發(fā)生銹蝕，產(chǎn)生銹脹裂縫，影響樓板的使用壽命，是不可取的施工方法。

筆者在樓板混凝土施工中，制作專用腳手板小馬凳，架設(shè)在綁扎好的鋼筋網(wǎng)上，再鋪好腳手板。所有施工人員在腳手板上工作，很好地保護(hù)了上層鋼筋。在樓層混凝土初凝前，撤去腳手板和小馬凳，并壓平、收光所留的孔洞。

2.4 大體積混凝土的裂縫控制

大體積混凝土是指斷面尺寸大于1 m 的混凝土結(jié)構(gòu)，必須采用相應(yīng)技術(shù)措施，合理解決溫度應(yīng)力就能控制裂縫的產(chǎn)生。

2.4.1 混凝土溫度控制

(1)選用低水化熱的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥等;

(2)充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少水泥用量，每1 m3混凝土減少10 kg 水泥，其水化熱的減少可使混凝土的溫度減少1℃;

(3)粗骨料的粒徑選較大的，級配應(yīng)良好;再摻加粉煤灰和減水劑、改善和易性、降低水灰比，以達(dá)到減少水泥用量降低水化熱的目的;

(4)選擇較低氣溫時(shí)澆筑混凝土;采用低溫水?dāng)嚢杌炷?可對骨料進(jìn)行冷卻降低混凝土的入模溫度;

(5)在混凝土內(nèi)設(shè)冷卻管道，用冷卻水直接降低混凝土內(nèi)部的溫度。

2.4.2 改善約束條件控制混凝土裂縫

(1)分層分塊澆筑混凝土，合理設(shè)置水平或垂直施工縫。或在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置后澆帶，既可放松約束程度，也可減少每次澆筑混凝土的量減少水化熱的積聚;

(2)對大體積混凝土基礎(chǔ)與巖石地基，或基礎(chǔ)與混凝土之間設(shè)置滑動層，如平面可刷瀝青或鋪卷材。在垂直面可用瀝青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料作緩沖層，釋放約束應(yīng)力。

2.4.3 混凝土表面溫度裂縫控制計(jì)算

如有某筏形基礎(chǔ)厚1.2 m，混凝土為C20，水泥用強(qiáng)度等級32.5(425號)礦渣水泥，mC=265 kg/ m3，Q=335 kJ/kg，粉煤灰FA=80 kg/ m3，QP=52 kJ/ kg 混凝土表面采用一層塑料薄膜加一層草袋保溫養(yǎng)護(hù)，大氣溫度Ta=24℃，核算混凝土中心溫度與表面溫度及表面溫度與大氣溫度之差是否符合防裂要求。

(1)水泥水化熱引起的混凝土中心最高溫升值Tmax:

(3)溫度差計(jì)算

①混凝土中心溫度與表面溫度之差Tmax－ Tb= 64 －42.6 = 21.4℃ ＜25℃;②混凝土表面溫度與大氣溫度之差。Tb－ Ta= 42.6 － 24 = 18.6℃ ＜25℃

式中:Tmax為混凝土內(nèi)部中心最高溫度(℃);

Ta為混凝土運(yùn)輸和澆筑時(shí)的室外氣溫(℃);

mc為每1 m3混凝土水泥用量(kg/ m3);

Q為每1 kg 水泥水化熱量(J/ kg);

C為混凝土的比熱容一般取0.96 kJ/(kg·K);

ρ為混凝土的質(zhì)量密度取2400 kg/ m3

H為混凝土的計(jì)算厚度H = h + 2h'

h為混凝土的實(shí)際厚度(m);

h'為混凝土的虛厚度(m)。

式中:λ為混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)取2.33W/(m·K);

K為計(jì)算折減系數(shù)取0.666

β為模板及保溫層的傳熱系數(shù)(W/(m2·K))。

式中:δi為各種保溫材料的厚度(m)

λi為各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)(W/(m·K))

βa為空氣傳熱系數(shù)可取23w/(m2·K)

ΔT(t)為齡期t 時(shí)，混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差(℃)ΔT(t)=Tmax－ Ta。

3 混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土的養(yǎng)護(hù)是確保混凝土質(zhì)量的重要一環(huán)，混凝土的養(yǎng)護(hù)不僅僅是及時(shí)做好澆水、保溫的工作，還應(yīng)避免混凝土過早受力。

(1)科學(xué)安排施工計(jì)劃，樓層混凝土澆筑完成后至少應(yīng)有24 h 的養(yǎng)護(hù)。在這24 h 內(nèi)只能有少量人員可進(jìn)行測量、定位、放線等工作。在24 h 后可輕卸少量鋼筋進(jìn)行柱、墻鋼筋的焊接和綁扎工作，至少在第3d 才可開始進(jìn)行柱、墻模板的施工;

(2)在計(jì)劃作模板、鋼管等材料的堆放區(qū)的樓板下方的支模撐桿可局部加密。在材料堆放區(qū)的樓板面可滿鋪舊模板，在卸料時(shí)做到輕卸、分散，可有效控制承重裂縫的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

混凝土工程的質(zhì)量決定因素是很多的，但混凝土的施工是重要的一環(huán)。只有科學(xué)的施工方法加上認(rèn)真的工作精神才能確保混凝土的質(zhì)量，才能充分發(fā)揮混凝土的優(yōu)良性能。