鄭文彪
摘 要 大體積混凝土出現的施工質量問題主要表現為裂縫,而產生裂縫的原因是多方面的。本文結合工程的實際情況,從控制原材料的質量,混凝土的施工振搗等工作入手,從而控制混凝土的施工質量。
關鍵詞 大體積混凝土;控制措施;裂縫
1工程概況
某發電有限公司2×66萬千瓦新建工程中2號汽輪發電機基礎為長35.952m,寬18.3m,底板厚3m,混凝土標號為底板C35,砼一次澆筑量1937m3,為典型的大體積混凝土工程。如何有效預防大體積混凝土裂縫的發生,是本工程施工階段監理質量控制的重點也是難點之一,故在混凝土施工和養護過程中都必須采取一定的技術措施,以防止大體積混凝土產生有害裂縫[1]。
2大體積混凝土裂縫形成的原因
(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。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70℃左右,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需的,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。
3大體積混凝土施工監理控制要點
3.1 施工準備階段質量控制
(1)嚴格審批施工方案,抓好施工準備工作。在審查施工方案時重點審查分層澆筑的合理性,溫度控制措施的可行性;審查施工方案中溫度及溫度應力的計算,要求大體積混凝土內外溫度不超過25℃,溫度陡降不應超過10℃;審查測溫措施及測溫點布置是否合理;同時注意所采用的材料如水泥、砂石、外加劑等是否符合大體積混凝土的施工要求;配合比設計是否最優;混凝土的澆筑順序是否合理;混凝土分層澆筑時差是否控制在初凝前;各項應急措施是否可靠;施工中其他準備工作是否充分等。
(2)原材料的質量控制。盡量選用水化熱低和安定性好的水泥,所用水泥控制在出廠半個月以上,以降低水泥的活性,禁止使用剛出窯的水泥;盡可能應用粒徑較大的粗集料及摻加片石,若用泵送混凝土,在滿足混凝土流動性的前提下,應盡量選粒徑較大且連續級配的砂、石,盡可能降低砂率,這樣可以減少水和水泥的用量,降低水化熱;要用飲用水進行拌制,嚴格控制砂、石含泥量,一般控制住1%以內,并不得混有有機質的雜物。
(3)外加劑和配合比控制。根據設計要求,選擇適當品種,摻加一定量的外加劑,可有改善大體積混凝土性能。 摻粉煤灰可減少絕對水泥用量;應用減水劑,可有效降低水化熱, 它有緩凝作用使大體積混凝土初凝和終凝時間相應延緩,使放熱高峰推遲,有利于抗裂,還可大大減少在大體積混凝土施工中出現接縫的可能性。對擬選用的原材料、外加劑,需進行配合比優化,監理工程師審批后的施工配合比必須符合工程實際情況,滿足大體積混凝土結構性能指標;另外,現場監理工程師還應隨時抽查實際配制情況,防止施工方在施工過程中出現任意性。
3.2 施工過程中質量控制
(1)混凝土在澆筑過程中,監理人員進行全過程旁站監理,及時糾正一些不規范的操作。
(2)控制混凝土的入模溫度。控制混凝土入模溫度,可以采取以下措施:冷卻骨料及水泥, 加冰拌和,避免吸收外熱, 泵送管道和拌和車等運輸工具及模板和混凝土外表面要避免陽光直射。
(3)澆筑混凝土前先澆筑一層鋪底水泥砂漿,以減小下部墊層對上部混凝土的約束。
(4)澆筑混凝土過程中隨時去商品混凝土廠家檢查配料是否按配合比進行,現場對坍落度進行抽查。
(5)混凝土運輸出現異常時,要及時督促施工單位與廠家聯系;出現堵管時,要協助施工單位分析原因,盡快排除,避免因拖得過久而形成冷縫。
(6)督促施工人員分層澆搗,嚴格控制分層厚度,及時移動泵管,尤其在澆搗過程中要根據混凝土泵送時自然形成的流淌坡度,沿坡度布設好振搗棒,確保各部位混凝土振搗密實,振搗時振搗棒應直上直下,快插慢拔,插點均勻,防止混凝土離析和漏振。
(7)檢查水平施工縫處理是否按方案要求進行,督促施工人員及時壓實、拉毛。混凝土初凝前,用平板振搗器拖動振搗一遍。待初凝前再用抹子進行抹壓搓平。在混凝土初凝后至混凝土終凝前,視混凝土表面的凝結狀況進行多次抹壓,盡可能消除混凝土所產生的干縮裂縫。
(8)按規范要求留設試件。
3.3 大體積混凝土測溫、養護監控
(1)督促施工方做好測溫工作,通過測溫進行溫控,以防止混凝土內外溫差過大。當發現溫差大于25℃,應及時對混凝土內埋設的冷卻水管進行通水冷卻或加強表面保溫,以防止混凝土產生溫度應力和裂縫。
(2)對已成型的大體積混凝土結構,及時督促施工方進行早期養護工作。大體積混凝土的早期養護,主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達到兩個方面的效果:一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲, 防止有害的冷縮和干縮;另一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。從理論上分析, 新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求,但由于蒸發等原因常引起水分損失,從而推遲或妨礙水泥的水化,表面混凝土最容易直接受到這種不利影響, 因此,混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期,應在施工中切實重視起來。
4結束語
大體積混凝土產生裂縫的原因是多方面的、復雜的,具有綜合性。只要加強在施工過程中每一環節的質量控制,就能及時的發現問題,并解決問題,監理工程師只要增強責任心,一些大體積混凝土施工中的問題就能夠很好的解決,其通病也是可以預防和消除的。
參考文獻
[1] 鄧霞.大體積混凝土施工的質量控制技術研究[D].成都:西南科技大學,2018.