大型混凝土構(gòu)件澆筑相關(guān)問題分析

■許 磊 ■貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550008

1 選擇合適的澆注機(jī)械設(shè)備

對(duì)于混凝土構(gòu)件的體積達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，必須要用合適的施工設(shè)備，才能保證澆注構(gòu)件符合建設(shè)工程的要求，不然就會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件外觀形象差以及嚴(yán)重的質(zhì)量問題。在單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的混凝土總量的多少，是度量現(xiàn)場攪拌設(shè)備能否正常開工標(biāo)準(zhǔn)。例如在建設(shè)過程中需要預(yù)制某個(gè)構(gòu)件現(xiàn)場，施工的條件是溫度和濕度都很高的夏季，檢測混凝土的初次凝固的時(shí)間大約是2小時(shí)30分鐘，進(jìn)行澆注的構(gòu)件為54米的大跨T型梁，其單片體積是162平方米，要求攪拌機(jī)每小時(shí)的生產(chǎn)總量要大于等于64平方米，并要在混凝土出現(xiàn)初次凝固現(xiàn)象前完成澆注作業(yè)，這樣才能保證構(gòu)件良好的整體性，構(gòu)件從外觀上形不成非常明顯的色差。

在振搗設(shè)備的選擇上也非常重要，選擇時(shí)要根據(jù)施工工藝的具體要求進(jìn)行合理性選擇，要求振搗設(shè)備工作時(shí)振搗到所澆注構(gòu)件的各個(gè)部位。附著式的振搗設(shè)備不在選擇之列，主要原因是其施工工藝不適合大型混凝土構(gòu)件澆注要求。由于施工的混凝土構(gòu)件有很大的體積，需要長時(shí)間的進(jìn)行連續(xù)澆注，在溫度和濕度都很高的環(huán)境中初次凝固的時(shí)間會(huì)縮短，而附著式振搗設(shè)備的工作原理是進(jìn)行整體振動(dòng)，這種施工工藝會(huì)加深振搗部分混凝土的顏色，使得整個(gè)構(gòu)件存在嚴(yán)重的色差，不利于構(gòu)件的整體視覺感受。

2 對(duì)非荷載裂縫進(jìn)行把控的分析

造成非荷載裂縫的因素主要有兩個(gè)，一個(gè)是溫度的變化，這個(gè)因素導(dǎo)致的非荷載裂縫比較常見，另外一因素是由于混凝土凝固時(shí)的收縮所造成的。眾所周知，混凝土?xí)艿綔囟鹊挠绊懗霈F(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象。隨著環(huán)境溫度或是自身內(nèi)部的溫度變化，會(huì)發(fā)生變形，當(dāng)這種變形受到阻礙時(shí)，會(huì)在構(gòu)件內(nèi)部形成應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力值超過構(gòu)件混凝土的抗拉系數(shù)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度縫隙。溫度縫隙和其他裂縫相比，其主要特點(diǎn)是隨著溫度變化進(jìn)行變化。

在大構(gòu)件的混凝土澆筑過程中，會(huì)產(chǎn)生水化熱反應(yīng)，水化熱過程中會(huì)釋放出較高的溫度。混凝土澆筑水泥量達(dá)到每立方米350至550千克時(shí)，單位立方米會(huì)釋放出超過大約1．8萬KJ的熱能，導(dǎo)致混凝土中心溫度達(dá)到71攝氏度左右。當(dāng)溫度短時(shí)間內(nèi)迅速升高后，混凝土的外出散熱速度比內(nèi)部散熱速度快，從而形成相當(dāng)高的里外溫差，里面和外層的熱漲數(shù)值存在差異，在混凝土的表面形成拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土的表面拉應(yīng)力超過抗拉值后，就會(huì)在表面生成裂痕，一般情況下，這種現(xiàn)象較多的出現(xiàn)在混凝土工程的中后期。在對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行澆注施工過程中，外部環(huán)境溫度發(fā)生較大變化時(shí)，或是當(dāng)混凝土遭遇寒潮侵襲時(shí)，都會(huì)造成混凝土表層溫度發(fā)生較大變化，引起混凝土表層冷縮，而這種冷縮會(huì)受到內(nèi)部混凝土阻礙，隨即產(chǎn)生非常大的拉應(yīng)力，最終導(dǎo)致裂痕的產(chǎn)生。

解決混凝土構(gòu)件容易形成裂痕的對(duì)策主要有兩個(gè):首先，落實(shí)到施工中可以根據(jù)構(gòu)件的具體情況，選擇低水化熱的原料種類，再配以適合的摻合料，添加適量的緩凝劑，并在正式施工前進(jìn)行試配，根據(jù)試配結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。其次，還要控制水泥的使用量，降低骨料進(jìn)入模具時(shí)的溫度，達(dá)到有效降低混凝土內(nèi)部和外部的溫度差值的目的。在進(jìn)行內(nèi)外部溫差控制時(shí)，可以應(yīng)用冷循環(huán)系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部溫度實(shí)現(xiàn)降溫，或者運(yùn)用薄層不斷澆注的方式使熱量快速散發(fā)，從而解決由于水化熱問題所形成的裂縫。在預(yù)制T梁間安裝間隔板，以及在支座中預(yù)埋鋼板和對(duì)鋼板焊接進(jìn)行調(diào)平的過程中，不當(dāng)?shù)暮附臃绞娇梢詫?dǎo)致鐵件周圍的混凝土極易燒傷，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致開裂。在有些混凝土構(gòu)件施工中，選擇運(yùn)用電熱張拉法的措施對(duì)構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行張拉，從而使鋼材的溫度最高升到350攝氏度，在這么高的溫度下，構(gòu)件開裂的現(xiàn)象依舊存在。根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，當(dāng)混凝土受到高溫炙烤時(shí)，其強(qiáng)度和炙烤溫度呈現(xiàn)反比關(guān)系，當(dāng)溫度升高時(shí)其強(qiáng)度明顯下降。在很多火災(zāi)現(xiàn)場出現(xiàn)了鋼筋從混凝土中脫出的問題，其原因就在于混凝土經(jīng)過高溫后和鋼筋之間的粘結(jié)力迅速下降導(dǎo)致的。另外，游離在混凝土內(nèi)部的水受到高溫出現(xiàn)蒸發(fā)現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土急劇收縮造成開裂。

在工程進(jìn)行中，造成開裂的常見原因是混凝土的收縮引起的。根據(jù)對(duì)混凝土收縮特點(diǎn)進(jìn)行研究，大體可以分為兩類:

第一類是塑性收縮。這種類型的收縮一般發(fā)生在混凝土澆注過后的大約5個(gè)小時(shí)內(nèi)，混凝土在凝固之前，其表面會(huì)因?yàn)樗值难杆僬舭l(fā)而收縮。此時(shí)水泥內(nèi)部的水反應(yīng)比較強(qiáng)烈，化學(xué)反應(yīng)逐漸完成。混凝土內(nèi)部的水分會(huì)快速蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)失水性收縮，在加上骨料的自重非常大，產(chǎn)生產(chǎn)生下沉現(xiàn)象，從而形成塑性收縮。在干熱或者是出現(xiàn)大風(fēng)天氣的環(huán)境中容易造成塑性收縮。影響塑性收縮的因素主要包括水和石灰的比例，凝結(jié)時(shí)間的長短，澆注環(huán)境的溫度，當(dāng)時(shí)的風(fēng)速以及濕度等。為了降低塑性收縮的影響，在施工時(shí)就要注意嚴(yán)格控制石灰和水的配比，攪拌的時(shí)間不能太長，下料時(shí)要謹(jǐn)慎，不能太快，用振搗器進(jìn)行振搗時(shí)要密實(shí)。在對(duì)豎向的變截面進(jìn)行澆注時(shí)，應(yīng)采用分層方式進(jìn)行澆注。

第二類是縮水收縮。混凝土凝固變硬之后，其表層的水不斷蒸發(fā)，濕度也在不斷降低，混凝土的體積就會(huì)不斷變小，這種現(xiàn)象就是所謂的縮水收縮。當(dāng)混凝土的水分從表層中快速蒸發(fā)時(shí)，其內(nèi)部的水分損失相對(duì)慢些，這種情況導(dǎo)致混凝土表面收縮快，其內(nèi)部收縮速度慢的結(jié)果，內(nèi)外收縮力不同會(huì)造成收縮裂縫。要減少或是避免收縮裂縫的出現(xiàn)，就要對(duì)混凝土外層的厚度嚴(yán)格控制，鋼筋的間隙要盡量小于15CM。施工時(shí)要注意塌落度，不給混凝土現(xiàn)場加水，延長拆模期。最后要進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，時(shí)間要大于一個(gè)月。

3 對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行澆注工藝分析

大體積混凝土構(gòu)件在施工時(shí)，由于溫度的變化和收縮特性極易形成裂縫，這就要求在施工過程中要選擇合適的材料和摻合劑，并在配比過程中加入適量的添加劑，最重要的是要嚴(yán)格控制配合比值。在保持混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定的條件下，可以用細(xì)礦粉、沸石粉以及硅灰等代替水泥來降低水泥的用量。添加劑的選擇要以和水泥適應(yīng)性最佳的為首選，這樣才能保證混凝土的初凝時(shí)間。

混凝土在振搗時(shí)，要根據(jù)層、段、薄層澆注的原則進(jìn)行，當(dāng)混凝土澆注達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高度以后，要進(jìn)行刮平、打光、壓光等工藝，從而提升構(gòu)件的防水功能，增加混凝土構(gòu)件表面的視覺效果。

養(yǎng)護(hù)對(duì)于大型的混凝土澆注構(gòu)件來說非常重要，為了減少溫差造成的裂縫，要在混凝土的內(nèi)部設(shè)立溫度監(jiān)測點(diǎn)，這樣做可以隨時(shí)掌握混凝土內(nèi)部的溫度變化，為養(yǎng)護(hù)工作提供資料支持。混凝土的養(yǎng)護(hù)可以使用保溫材料來提高外層溫度，從而降低里外溫差值。澆水是最簡單易行但很重要的養(yǎng)護(hù)方法，同時(shí)還可以根據(jù)溫度控制所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋材料的增加與減少，兩種養(yǎng)護(hù)方法同時(shí)進(jìn)行。

［1］王守貞，劉衛(wèi)星．大型混凝土構(gòu)件澆筑的幾個(gè)問題．土木建筑學(xué)術(shù)文庫(第11 卷)，2009-08-01．

［2］張?jiān)霭l(fā)，王新．大型混凝土構(gòu)件的澆筑問題［J］．施工技術(shù)，2010-12-28．