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摘 要:隨著我國(guó)建筑行業(yè)施工技術(shù)的飛速發(fā)展,大體積混凝土的施工技術(shù)水平也有了大幅度的提高,下文結(jié)合本人多年工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)施工中如何控制大體積混凝土施工質(zhì)量進(jìn)行了幾點(diǎn)論述。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;施工;質(zhì)量;控制措施;論述
一、引言
隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展,工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,大體積混凝土得到了越來越廣泛的應(yīng)用,如混凝土大壩、高層建筑的地下室混凝土底板都是用大體積混凝土澆筑而成的。但在建造和使用過程中,大體積混凝土溫度裂縫問題日顯突出,并成為具有相當(dāng)普遍性的問題。溫度裂縫作為長(zhǎng)期困擾大體積混凝土的主要難題。合理選擇施工材料,優(yōu)化混凝土設(shè)計(jì)與配合比,采用合適的施工方法和加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是使混凝土具有較大的抗裂能力的關(guān)鍵。
二、施工材料的選擇
1水泥的選擇。水泥品種較多,按用途和性能分為通用水泥、專用水泥及特種水泥。通用水泥主要用于一般土建工程。包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥以及復(fù)合硅酸鹽水泥。在條件許可的情況下,應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。因?yàn)檫@種水泥在水化膨脹期可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力,而在水化后期預(yù)壓應(yīng)力可部分抵消溫度需變應(yīng)力,減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力,提高混凝土的抗裂能力。
2骨料的選擇。砂石骨料是混凝土最基本的組成成分。通常1立方米的混凝土需要1.5立方米的松散砂石骨料。使用的骨料應(yīng)根據(jù)優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、就地取材的原則進(jìn)行選擇。①骨料要求表面潔凈,不含雜質(zhì)。細(xì)骨料宜采用中粗砂,細(xì)度模數(shù)控制在2.8~3.0之間,因?yàn)槭褂弥猩氨扔眉?xì)砂可減少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1%以內(nèi),并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物,杜絕使用海砂;②粗骨料在可泵送情況下,選用粒徑5~20mm連續(xù)級(jí)配石子,以減少混凝土收縮變形。選擇級(jí)配良好的骨料。③適當(dāng)摻加粉煤灰。粉煤灰的摻量控制在10%以內(nèi)。摻入粉煤灰時(shí)應(yīng)滿足:選用細(xì)度合格、質(zhì)地優(yōu)良的粉煤灰?;炷翐接梅勖夯液?,可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性,減少收縮,降低膠凝材料體系的水化熱,提高混凝土的抗拉強(qiáng)度,抑制堿骨料反應(yīng),減少新拌混凝土的泌水等。
三、混凝土配合比設(shè)計(jì)要求與優(yōu)化
對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要要求是:既要保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度,又要大幅度降低水化熱;既要使混凝土具有良好的和易性,又要降低水泥和水的用量。所以,施工中應(yīng)選擇合適水泥,減少水泥用量,摻外加劑,控制水灰比。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,配合比應(yīng)滿足以下要求:
1混凝土的初凝時(shí)間不少于6小時(shí)。
2混凝土的砂率控制在35--40%。
3混凝土中的最大氯離子含量為0.06%。
4混凝土中的最大堿含量為3.0kg/m3。
5水泥中鋁酸三鈣含量<8%。
6水灰比可控制在0.55以下。
四優(yōu)化混凝土的供應(yīng)
1計(jì)量。要求使用檢定過的計(jì)量器具,保證計(jì)量正確。每工作班正式稱量前,要求對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行零點(diǎn)校核。
2拌制??刂圃牧贤度霐嚢铏C(jī)順序,不得采用“外摻”“、后摻”等作法?;炷帘仨殗?yán)格控制拌制時(shí)間,駐站工程師每一班抽測(cè)2次。攪拌完成后裝入運(yùn)輸車時(shí),即要求每車測(cè)定坍落度,同時(shí)觀察混凝土的和易性、不得存在離析、分層等現(xiàn)象,坍落度不符合要求的混凝土不能出站。
3運(yùn)輸。要求混凝土生產(chǎn)廠家每車出廠時(shí)出據(jù)混凝土標(biāo)號(hào)、坍落度、出廠時(shí)間、數(shù)量和到達(dá)地點(diǎn)的發(fā)料單據(jù)。抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,由總包派專人按程序驗(yàn)收,填寫到達(dá)時(shí)間、混凝土坍落度、目前混凝土有無異常等情況。
五、采用合適的施工方法
大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)體積大、承受荷載大、水泥水化熱大、內(nèi)部受力相對(duì)復(fù)雜等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在施工上,結(jié)構(gòu)整體性要求高,一般要求整體澆筑,不留施工縫。大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是由多種原因造成的,其中,采用合理的施工方法,是防止大體積混凝土裂縫的有效措施。
1混凝土的澆筑方法。大體積混凝土澆注常采用的方法有以下幾種:全面分層。即在第一層全面澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層。這種方案適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大,施工時(shí)從短邊開始,沿長(zhǎng)邊推進(jìn)比較合適。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少,結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長(zhǎng)度較大的工程;斜面分層。要求斜面的坡度不大于1/3,適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)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。
2加強(qiáng)振搗,確?;炷恋拿軐?shí)。在混凝土澆筑成型時(shí),由于沒有振實(shí)所產(chǎn)生的外觀上的氣孔、麻面、蜂窩、孔洞、裂隙等質(zhì)量問題,易引起重視,但由于振搗不良,所產(chǎn)生的內(nèi)部蜂窩、孔洞所導(dǎo)致的內(nèi)在質(zhì)量問題,人們?nèi)菀缀鲆?。為確保混凝土的均勻和密實(shí),提高混凝土的抗壓強(qiáng)度,要求操作人員加強(qiáng)混凝土的振搗,插點(diǎn)均勻排列,按順序振實(shí)不得遺漏,振搗期間距宜取300mm,時(shí)間15~30秒為宜,不宜過振,以表面呈現(xiàn)浮漿,平整和不在沉落為準(zhǔn),為了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙,尚須進(jìn)行二次振搗以提高混凝土與鋼筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫,增加混凝土的密實(shí)度,使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高,從而提高混凝土的抗裂性,一般間隔20~30分鐘進(jìn)行二次復(fù)振,或者是在混凝土經(jīng)振搗后尚未恢復(fù)塑性狀態(tài)的時(shí)間。
3泌水處理。由于大體積混凝土澆筑時(shí)泌水較多,上涌的泌水和浮漿順混凝土斜面下流到坑底,再到集水井,然后通過集水井內(nèi)的潛水泵排除基坑外;待混凝土澆至標(biāo)高時(shí),由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚,要求施工方用木蟹抹平,防止表面微小裂縫產(chǎn)生,在初凝前再用鐵搓板壓光,這樣有效的控制混凝土表面龜裂,增加防水抗裂效果。
4加強(qiáng)施工管理。在混凝土結(jié)構(gòu)中,強(qiáng)度不是均勻的,裂縫總是從強(qiáng)度最低的薄弱處開始,當(dāng)混凝土質(zhì)量控制不嚴(yán),混凝土離差系數(shù)大時(shí)裂縫就多。為防止裂縫,必須加強(qiáng)施工管理,提高混凝土的施工質(zhì)量。
六、溫度裂縫的產(chǎn)生
大體積混凝土從澆筑時(shí)起,到達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度止,即施工期間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫主要是由水泥水化熱引起的溫度變化造成的。早期溫度裂縫,在混凝土澆筑后由于早期內(nèi)外溫度差過大(25℃以上)的影響,大體積混凝土?xí)a(chǎn)生兩種溫度裂縫:
1表面裂縫:大體積混凝土澆筑后水泥的水化熱量大,由于體積大,水化熱聚集在內(nèi)部不易散發(fā),混凝土內(nèi)部溫度顯著升高,而表面散熱較快,這樣形成較大的內(nèi)外溫差,內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,而砼的早期抗拉強(qiáng)度很低,因而出現(xiàn)裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大,離開表面就很快減弱,因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生,表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。
2貫穿性裂縫:由于結(jié)構(gòu)溫差較大,受到外界的約束而引起的。當(dāng)大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時(shí),又沒有采取特殊措施降低、放松或取消約束,或根本無法消除約束時(shí)易導(dǎo)致拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度而在約束接觸處產(chǎn)生裂縫,甚至?xí)灤┱麄€(gè)表面產(chǎn)生貫穿性裂縫。
七、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)
降低大體積混凝土塊體里外溫度差和減慢降溫速度來達(dá)到降低塊體自約束應(yīng)力和提高混凝土抗拉強(qiáng)度,以承受外約束應(yīng)力時(shí)的抗裂能力,對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)是非常重要的?;炷撩谒Y(jié)束、初凝前為了防止面層起粉及塑性收縮,要求進(jìn)行多次搓壓。最后一次搓壓時(shí)采用“邊掀開、邊搓壓、邊覆蓋”的措施。混凝土澆筑完成12小時(shí),嚴(yán)禁上人踩踏,澆筑完成24小時(shí)內(nèi),除檢測(cè)測(cè)溫設(shè)備及覆蓋材料外,不得上人踩踏。保溫層在混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度并表面溫度與環(huán)境溫度差要小于20℃時(shí)方可拆除,并在中午氣溫比較高時(shí)才可安排保溫拆除。
八、小結(jié)
大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能,若不能很好的了解大體積混凝土結(jié)構(gòu)開裂的原因以及掌握應(yīng)對(duì)此類問題所采取的相應(yīng)施工措施,那么實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中就很難保證施工質(zhì)量。
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