大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析

魏秀瑛

(湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 衡陽 421002)

1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及對(duì)策

1.1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因

1.1.1 水泥水化熱的影響

水泥水化過程中放出大量的熱,且主要集中在澆筑后的7d左右,一般每克水泥可以放出500J左右的熱量,如果以水泥用量350kg/m3 ～550kg/m3來計(jì)算,每立方米混凝土將釋放出17500KJ～27500的熱量,從而使混凝土內(nèi)部溫度升高(可達(dá)70℃左右,甚至更高)尤其對(duì)大體積混凝土來講,這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重 因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同,故混凝土中心溫度很高,就會(huì)形成溫度梯度,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

1.1.2 混凝土的收縮

混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形,受到外部約束時(shí)(支撐條件、鋼筋等),將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力,使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結(jié)硬過程中產(chǎn)生的體積變化,后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。

1.1.3 外界氣溫濕度變化的影響

大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間,外界氣溫的變化對(duì)防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起著很大的影響?；炷羶?nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系,外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也就會(huì)愈高；如果外界溫度降低則又會(huì)增加大體積混凝土的內(nèi)外溫差梯度。如果外界溫度的下降過快,會(huì)造成很大的溫度應(yīng)力,極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對(duì)混凝土的裂縫也有很大的影響,外界的濕度降低會(huì)加速混凝土的干縮,也會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

1.2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫對(duì)策

1.2.1 控制溫度作用影響

溫度作用力對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)有較大影響,在溫度控制方面,可以選擇強(qiáng)制性降溫處理方式。比如說在大體積混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管道,將冷水注入混凝土內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土內(nèi)部溫度的有效控制。另外,還可以通過控制水泥使用量方式實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的控制,選擇粉煤灰硅鹽水泥等,在材料攪拌過程中充分釋放混凝土中熱量,實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土內(nèi)部溫度的有效控制。另外,還可以同澆筑溫度控制方式,選擇環(huán)境溫度較低時(shí)間段澆筑,降低混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力。

1.2.2 約束力的控制

通過控制建筑外部約束力,能夠使建筑質(zhì)量得到有效提升。在施工過程中可以設(shè)置滑動(dòng)層,減少地基下沉等對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)所造成的影響和破壞,可以在大體積混凝土和地基間設(shè)置瀝青氈層等方式,減少地基對(duì)大體積混凝土的約束力,降低裂縫發(fā)生率,還可以通過控制溫度應(yīng)力方式,降低混凝土受到的約束力。比如說覆蓋法,通過這種方式,保持混凝土內(nèi)外溫度相一致,降低熱脹冷縮程度,實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的有效控制。

2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

首先,做好材料選擇和配比,大體積混凝土結(jié)構(gòu)水泥使用量非常大,施工過程中必須要降低水化熱的影響,同時(shí)保證混凝土強(qiáng)度滿足施工要求,水泥選擇時(shí),需要展開相關(guān)試驗(yàn),明確水化熱效應(yīng)和強(qiáng)度數(shù)值,以此為依據(jù)選擇合適的水泥。硅酸鹽水泥使用過程中會(huì)發(fā)生較大的水化熱反應(yīng),但其早期強(qiáng)度高；礦渣水泥水化熱反應(yīng)相對(duì)較低,但是存在有非常大自縮性和滲水性,在工程項(xiàng)目完成施工后,會(huì)產(chǎn)生一定的硬度收縮?；鹕交疑坝兄浅８叩木C合性能,但是其成本也相對(duì)較高,在水泥選擇過程中,需要綜合混凝土成本和強(qiáng)度要求分析考慮,可以選擇粉煤灰水泥,不僅有著足夠的硬度,同時(shí)還能夠通過添加膨脹劑方式實(shí)現(xiàn)對(duì)水灰比的準(zhǔn)確控制,降低水化熱反應(yīng)。在輔料選擇方面,碎石和細(xì)砂能夠更好的滿足大體積混凝土施工要求。另外,做好添加劑的選擇,結(jié)合具體的功能需要,合理選擇添加劑,與設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求和試驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合分析考慮,明確材料配比。

2.2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑技術(shù)要點(diǎn)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中,混凝土澆筑屬于一項(xiàng)關(guān)鍵施工環(huán)節(jié),直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)整體施工質(zhì)量。施工技術(shù)人員、監(jiān)理人員等需要熟練把握各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)以及施工標(biāo)準(zhǔn),混凝土澆筑前,做好對(duì)模板質(zhì)量、預(yù)埋構(gòu)件位置和鋼筋數(shù)量的檢查,保證這些施工環(huán)節(jié)符合施工標(biāo)準(zhǔn),之后展開澆筑施工。另外,還需要注意模板和鋼筋清理,清除表面存在的油污和銹蝕,保證模板表明清潔性。認(rèn)真封堵模板邊緣孔洞和縫隙等,適當(dāng)灑水,保持其濕度。在澆筑過程中,還需要利用排水清除等方式將地基表面的淤泥扥雜質(zhì)清除干凈?；炷翝仓^程中需要做好澆筑高度的控制,大體積混凝土澆筑高度需要控制在4.0m左右,如果選擇分段澆筑方式,還可以利用溜槽和串筒等使?jié)仓怪倍鹊玫奖ＷC,避免澆筑完成后出現(xiàn)離析等現(xiàn)象。大體積混凝土的澆筑盡量選擇分層澆筑方式,保證每層澆筑厚度一致,結(jié)合振搗器設(shè)備型號(hào)和性能等因素分析考慮,實(shí)現(xiàn)對(duì)澆筑厚度的有效控制。泵送混凝土澆筑厚度盡量控制在60cm左右,非泵送混凝土澆筑厚度控制在60cm以內(nèi)。同時(shí)還需要注意澆筑時(shí)間的控制,不管選擇分層澆筑方式還是推移澆筑方式,都需要保證下一層的施工在上一次初凝前進(jìn)行。

3 結(jié)束語

大體積混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)前在土木建筑施工中應(yīng)用越來越廣泛,很大程度上促進(jìn)了土木建筑施工工藝和施工技術(shù)的提升,土木建筑具備有更大的升值空間。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中容易有裂縫情況出現(xiàn),不僅影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量,甚至還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害和影響,必須要做好裂縫成因的分析,采取相應(yīng)的技術(shù)措施,降低裂縫發(fā)生率。土木建筑大體積混凝土施工過程中,為了進(jìn)一步提高施工質(zhì)量,取得理想的施工效果,還需要把握好各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn),包含施工技術(shù)、澆筑技術(shù)、振搗技術(shù)和攪拌技術(shù)等,通過這種方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的綜合性控制,為建筑工程項(xiàng)目的順利有效進(jìn)行打下良好基礎(chǔ)。