李成軍
(北京城建道橋建設集團有限公司,北京 100124)
大體積混凝土施工中最為常見的問題就是裂縫,裂縫的產生會影響結構安全性、抗滲透性,對施工質量產生嚴重威脅,為此針對大體積混凝土的質量管理工作也主要是針對裂縫問題而存在的,下面將對大體積混凝土出現裂縫的因素進行分析。
大體積混凝土原材料包括水泥、骨料、水及外加劑,而這些材料都是非勻質材料,施工中可能會由于自身特點導致混凝土裂縫。例如所選擇的水泥種類或者混凝土配合比例不當時,都會導致混凝土自身收縮與強度變化,超過強度所承受范圍之后而出現裂縫。又或者當混凝土中的水泥含量過大時,大體積混凝土硬結過程中會釋放大量水化熱,并且在1-3d 內達到最大值。溫度上升,而混凝土也會出現硬化,為此所產生的拉應力也相應較低,為此混凝土結構表面就會出現輕微裂縫,不過隨著水化熱所釋放的熱量達到峰值,混凝土構件的彈性模量也不斷增強,構件降溫收縮而產生的是變形約束力也持續上升,當混凝土結構的抗拉強度與自身的約束力不相適應時,構件就容易出現溫度裂縫,甚至滲漏。
大體積混凝土內部溫度的上升主要是由于水化熱、澆筑溫度變化與結構內部熱量散失三種溫度疊加形成的,而大體積混凝土由于其尺寸大,散熱難度大,往往構件內部溫度會達到65℃,有些項目甚至會達到90℃,對內部結構的溫度控制難度是非常大的。為此如何保證大體積混凝土表面與內部溫度控制在合理溫度內成為質量管理的關鍵,避免外界溫度急劇變化所導致的內外溫差過大而形成貫穿的裂縫。
施工方面的影響因素主要包括三點:①施工操作不當,模板支撐不足或者混凝土結構拆模過早,或者未對預留洞位置及管道口位置未進行預埋,薄弱部位也未采取鋼筋加強措施等都容易導致裂縫;②對混凝土的振搗不足,導致混凝土出現離析問題,結構表面存在浮漿而導致混凝土結構出現裂縫,對于厚度不足的混凝土結構甚至會出現寬度較大的嚴重裂縫;③混凝土缺乏合理養護,通過合理的養護工作能夠控制構件表面與內部溫度差,而施工單位為了追趕進度而缺乏完善的養護工作,暴露在大體積混凝土表面的部位水分散失過快,在相對濕度較小、外界溫度較高的情況下容易出現干縮裂縫。
對于大體積混凝土由于其施工的特殊性,在選擇施工材料時要進行嚴格控制,其中粗骨料要選擇級配較高的碎石,嚴格控制骨料中的含泥量,要控制在1%以內。在混凝土攪拌過程中,為了避免混凝土凝結過程中產生大量水化熱,為此需要盡可能的降低水泥用量,并且按照合理的比例摻入粉煤灰,借助粉煤灰延遲混凝土所產生的水化熱。最后,對于水泥的種類在選擇時要進行控制,盡可能的使用礦渣酸鹽水泥,該水泥所產生的水化熱較低,更適用于大體積混凝土施工。
在大體積混凝土構件澆筑之前,要求施工人員能夠結合混凝土施工的實際情況來調整與控制混凝土的初凝時間,保證大體積混凝土的硬結時間的合理,一般需要在初凝時間控制在3-4h。當混凝土運送到施工現場之后,只需要按照大體積混凝土的初凝時間來添加減水劑與膨脹劑,不需要添加水。在正式澆筑環節,要嚴格按照施工順序,分不同的施工分區澆筑。一般大體積混凝土的澆筑都是采取分層澆筑方式,在完成大體積混凝土的底層混凝土澆筑之后,緊接著連續開展第二層混凝土的澆筑,直至整個混凝土構件澆筑完畢,澆筑過程中伴隨著振搗,從而保證大體積混凝土的密實度,振搗棒與振搗方式的選擇要按照施工規范要求進行。另外,為了避免對大體積混凝土的振搗所帶來的表面裂縫問題,就必須要保證混凝土的澆筑與振搗工作在混凝土初凝之前完成。之后還需要對混凝土構件的表面進行抹平與壓實。大體積混凝土的澆筑工程必須要保證連續性,若是因為無法避免的原因而出現澆筑中斷,則需要采取準備的應急備案,以保證最高水平的施工質量。
混凝土澆筑工作完成之后,還需要對大體積混凝土構件的中心溫度及表面溫度進行實時監測,還需要與構件所處環境中的溫度進行比較。對于大體積混凝土的澆筑工作,需要對保證構件初凝之前所澆筑的混凝土都處于振搗密實狀態,同時還需要加以覆蓋,另外,對于構件中需要提前預埋的鋼筋預埋件、管道預埋件等因素進行提前考慮,分層澆筑的過程中提前放置,避免澆筑的中斷。
對于建筑工程項目而言,尤其是大體積混凝土常見的基礎工程、橋梁工程等,項目所處環境相對來說都是較為惡劣的,而有些大體積混凝土施工還會在冬季開展,外界環境因素導致大體積混凝土容易出現裂縫問題,為此加強大體積混凝土的防裂控制是非常重要的。防裂技術措施主要包括以下幾點:①進行分層澆筑;②對大體積混凝土設置后澆帶或者施工縫,有效釋放大體積混凝土中心位置的水化熱,降低內部應力所導致的開裂;③加強大體積混凝土的養護工作,加強混凝土養護管理中的溫度控制,從而實現對混凝土構件的養護,避免大體積混凝土由于內外溫差,或者表面混凝土的快速失水而出現裂縫。
隨著建筑工程項目規模的不斷增加,大體積混凝土施工非常常見,同時大體積混凝土施工容易出現裂縫等質量問題,為此針對大體積混凝土的特點及性質,分析大體積混凝土質量問題的原因,并且采取改善對策是非常重要的。在本文中,就從材料、施工及專項防裂技術控制入手,提出大體積混凝土施工對策,為提高大體積混凝土的施工質量管理起到參考作用。