摘要:隨著建筑施工技術的不斷發展,大體積混凝土施工也得到了非常廣泛的應用,尤其是房屋建筑,已經當仁不讓地成為了我國國民經濟增長的一項關鍵產業。而且按照目前的趨勢,建筑行業在可預見的未來也將一直成為推動我國經濟發展的支柱產業之一。而作為屋建筑施工過程當中的一項最重要的施工環節,大體積混凝土工程的施工技術對整個工程質量起到了無可比擬的關鍵作用。
關鍵詞:大體積;混凝土;施工管理
前言:近年來,隨著我國的建筑工程建設進程的不斷加快,在這期間也有很多的建筑工程魚目混珠,之間存在著很多的問題,特別是在大體積混凝土的施工方面。所謂大體積混凝土,就是任何體量的混凝土,其尺寸達到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題,以最大限度的減少開裂影,即稱為大體積混凝土。大體積混凝土的開裂是工程建設中帶有一定普遍性的技術問題。由于裂縫的存在和發展,通常會使內部地鋼筋等材料產生銹蝕,降低結構的耐久性及抗滲能力,削弱構件的承載力,影響建筑物的外觀和使用壽命,同時,會可能危害到建筑物的安全使用,嚴重者將會威脅到人的生命安全。因此,如何采取有效的措施對大體積混凝土進行施工管理,是一個值得關注的問題。
一、大體積混凝土裂縫產生的原因
1、水泥水化熱
水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量,而大體積混凝土結構斷面較厚,表面系數相對較小,所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去,以至于越積越高,使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱,與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關,并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱,實際上內部的最高溫度,多數發生在澆筑后的最初3-5天。
2、外界氣溫變化
大體積混凝土在施工階段,它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降,會大大增加內外層混凝土溫差,這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的;溫差愈大,溫度應力也愈大。同時,在高溫條件下,大體積混凝土不易散熱,混凝土內部的最高溫度一般可達60-65℃,并且有較長的延續時間。因此,應采取溫度控制措施,防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。
3、混凝土的收縮
混凝土中約20℅的水分是水泥硬化所必須的,而約80℅的水分要蒸發。多余水分的蒸發會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后,再處于水飽和狀態,還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化,這對混凝土是很不利的。影響混凝土收縮,主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝等。
4、荷載超標
混凝土本身在抗拉強度方面很小而則在抗壓強度方面就很大,當外部的荷載超出了混凝土的抗拉所能承受的范圍之內,就會引發混凝土裂縫。但在實際的施工過程之中,對混凝土所產生的拉力通常都比較小。因此,由于荷載超標而引起混凝土裂縫的情況少之又少。
二、大體積混凝土的施工管理要點
1、混凝土的配制
在混凝土配合比設計中盡量控制好水灰比,以減少干縮,同時摻加合適的減水劑。嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量。在混凝土拌制過程中,要嚴格控制原材料計量準確,同時,嚴格控制混凝土出現塌落度。
2、混凝土的澆筑
澆筑方案,除應滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外,還應考慮結構大小、鋼筋疏密、預埋管道和地腳螺栓的留設、混凝土供應情況以及水化熱等因素的影響,常采用的方法有以下幾種:
(1)全面分層:即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層,此時應使第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續澆筑,直至完工為止。采用這種方案,適用于結構的平面尺寸一般不宜太大,施工時從短邊開始,沿長邊推進比較合適。必要時可分成兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時進行澆筑。
(2)分段分層:混凝土澆筑時,先從底層開始,澆筑至一定距離后澆筑第二層,如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數較多,所以澆筑到頂后,第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時間內要求供應的混凝土較少,不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結構物厚度不太大而面積或長度較大的工程。
(3)斜面分層:要求斜面的坡度不大于1/3,適用于結構的長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始,逐漸上移。
3、混凝土的拆模
(1)控制拆模時間。混凝土在實際溫度養護的條件下,強度達到設計強度的75%以上,混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內,預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。
(2)表面隔熱保護
混凝土澆筑后,由于內部較表面散熱快,會形成內外溫差,表面收縮受內部約束產生拉應力,如果此時受到冷空氣的襲擊,或者過分通風散熱,使表面溫度降溫過大就很容易導致裂縫的產生,所以,在混凝土拆模后,特別是低溫季節,立即采取表面保護,防止表面降溫過大,引起裂縫。
4、混凝土的養護
混凝土澆筑完畢后,應及時灑水養護以保持混凝土表面經常濕潤,這樣既減少外界高溫倒灌,又防止干縮裂縫的發生,促進混凝土強度的穩定增長。一般在澆筑完畢后12~18h內立即開始養護,連續養護時間不少于28天。若是在高溫季節,則要在初期適當采用制冷水來降低混凝土最高溫度峰值,為削減內外溫差,還應在夏末秋初進行中期通水冷卻,中期通水一般采用河水,通水歷時兩個月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達到接縫灌漿的必要措施,一般采用通河水和通制冷水相結合的方案。
三、其他注意事項
1、保證現場攪拌混凝土的質量,必須嚴格控制配合比和現場攪拌時間,施工中發現混凝土泵送堵管后嚴禁隨意增加用水量。
2、采用低水化熱水泥,摻加復合外加劑,加強養生并控制內外溫差,延緩降溫速度,是防止大體積混凝土出現溫度裂縫的有效措施。
3、適當留設垂直和水平施工縫,只要對施工縫加以妥善處理,不僅不會影響結構的整體剛度,而且可以方便施工,減小混凝土的溫升,防止溫度裂縫的出現。
4、混凝土澆筑前應對混凝土接觸面先行濕潤,對補償收縮混凝土下的墊層或相鄰其他已澆筑的混凝土應在澆筑前曬水澆濕。
5、混凝土澆筑宜從低處開始,沿長邊方向自一端向另一端推進,逐層上升。亦可采取中間向兩邊推進,保持混凝土沿基礎全高均勻上升。澆筑時,要在下一層混凝土初凝之前澆筑上一層混凝土,避免產生冷縫,并將表面泌水及時排走。
6、振搗混凝土應使用高頻振動器,杜絕漏振。斜面推進時振動棒應在坡腳與坡頂處插振。
結語:大體積混凝土的施工管理對于工程的質量具有重要的作用,因此應該更加注重大體積混凝土的施工管理,這對于提高工程質量具有重大的意義。依據大體積混凝土的特點,合理的摻用高效減水劑,不但可以提高了混凝土的強度,還節約了水泥的用量,從而有效地降低了成本。
參考文獻:
[1]國振喜.實用混凝土結構構造手冊.中國建筑工業出版社.2005
[2]周獻祥.品味鋼筋混凝土[M].中國水利水電出版社.2006
[3]任偉.大體積混凝土施工技術分析和裂縫預防措施[J].門窗,2013,07:135+138.
[4]王志永.淺談大體積混凝土施工技術的分析[J].科學之友,2010,18:55-56.