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摘要:本文介紹了大體積混凝土的概念及特點(diǎn),重點(diǎn)探討了大體積混凝土的施工技術(shù),給出大體積混凝土施工中應(yīng)注意的問(wèn)題,進(jìn)而分析了大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)問(wèn)題。對(duì)工程實(shí)際有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;施工技術(shù);養(yǎng)護(hù)
一、大體積混凝土的定義
什么是大體積混凝土?目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)一個(gè)明確的定義,國(guó)外的定義也不盡相同。日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(JASS5)規(guī)定:“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上,同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過(guò)25℃的混凝土,稱(chēng)為大體積混凝土”。美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)(ACI)規(guī)定:“任何就地澆筑的大體積混凝土,其尺寸之大,必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題,以最大限度減少開(kāi)裂”。
從上述兩國(guó)的定義可知:大體積混凝土不是由其絕對(duì)截面尺寸的大小決定的,而是由是否會(huì)產(chǎn)生水化熱引起的溫度收縮應(yīng)力來(lái)定性的,但水化熱的大小又與截面尺寸有關(guān)。
由于對(duì)大體積混凝土沒(méi)有統(tǒng)一定義,以截面尺寸來(lái)簡(jiǎn)單判斷是否是大體積混凝土的現(xiàn)象比較常見(jiàn),給工程帶來(lái)不同程度的損失。例如:有些工程雖然厚度達(dá)到80cm(或1m),但也不屬于大體積混凝土的范疇,業(yè)主卻要求TRANBBS施工單位按大體積混凝土標(biāo)準(zhǔn)施工,造成不必要的浪費(fèi);有些工程雖然厚度未達(dá)到80cm(或1m),但水化熱卻較大,施工單位卻沒(méi)有按大體積混凝土的TRANBBS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工,造成結(jié)構(gòu)裂縫,結(jié)果采取種種措施加以補(bǔ)救,又造成額外費(fèi)用。
另外,由于對(duì)大體積混凝土沒(méi)有明確定義,某些書(shū)刊也濫用名稱(chēng),例如出現(xiàn):“超大體積混凝土”、“超厚大體積混凝土”、“特大體積混凝土”等不嚴(yán)格的名稱(chēng)。
二、大體積混凝土的特點(diǎn)
建筑大體積混凝土與一般混凝土的不同之處:其工程規(guī)模的大小、結(jié)構(gòu)形式、受荷情況、混凝土特點(diǎn)、配筋構(gòu)造等方面。建筑工程大體積混凝土多為現(xiàn)澆超靜定結(jié)構(gòu)混凝土,具有澆筑量大、結(jié)構(gòu)厚大、工程條件復(fù)雜等特點(diǎn),其設(shè)計(jì)強(qiáng)度、施工技術(shù)和質(zhì)量要求比一般混凝土要高;單方混凝土水泥用量較大,由于水化熱引起的混凝土內(nèi)部溫度也較高;由于結(jié)構(gòu)斷面內(nèi)配筋較多,這就對(duì)連續(xù)性整體澆筑的要求比一般混凝土的要求高些;結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物雖然受外界條件變化影響較小,多屬于室內(nèi)、地下或半地下,但對(duì)抗?jié)B性能的要求較高。此外,在混凝土溫度及溫度應(yīng)力的計(jì)算方法和采取的措施上,兩者也有很多差異。除了必須具有足夠的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性以外,還應(yīng)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)物的整體性和耐久性要求。因此,建筑工程大體積混凝土施工中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是如何控制混凝土的溫度變形和內(nèi)外溫差而造成的裂縫,從而提高混凝土的抗裂、抗?jié)B和抗侵蝕的性能。
三、大體積混凝土的施工技術(shù)
大體積混凝土的施工技術(shù)包括:土方開(kāi)挖、鋼筋加工與安裝、混凝土的拌制與輸送、混凝上的澆筑與搗固、混凝土表面處理與養(yǎng)護(hù)、模板支拆、施工機(jī)械的選型與布置、勞動(dòng)力的投入以及進(jìn)度的控制等。
1. 拌制與輸送
大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚大、澆筑量大,一般澆筑體積可達(dá)幾千立方米至上萬(wàn)立方米, 因此在拌制時(shí)應(yīng)盡可能的進(jìn)行集中拌制,采用商品混凝土更好。為了降低水化熱,配制混凝土?xí)r宜摻加適量的減水劑和沸石粉或粉煤灰,既改善了混凝土的和易性又減少了水泥的用量。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r,可摻加泵送劑,但還是采用礦渣水泥來(lái)配制混凝土為宜,因?yàn)槠浒l(fā)熱量較低。
2. 澆筑與搗固
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況和溫度應(yīng)力計(jì)算,首先確定是整澆還是分段澆筑。然后根據(jù)施工方案計(jì)算來(lái)確定混凝土運(yùn)輸工具、澆筑設(shè)備、勞動(dòng)力數(shù)量和搗實(shí)機(jī)械等。混凝土從卸出到澆筑完畢的延續(xù)時(shí)間應(yīng)該小于規(guī)范規(guī)定的值?;炷吝\(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時(shí)間應(yīng)該小于規(guī)范規(guī)定值,當(dāng)必須超過(guò)時(shí)則應(yīng)留置施工縫?;炷蠞仓拥暮穸葢?yīng)小于等于振搗棒作用部分長(zhǎng)度的1.25倍。澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,當(dāng)必須進(jìn)行間歇時(shí),宜盡量縮短其間歇時(shí)間,并應(yīng)將次層混凝土在前層混凝土凝結(jié)之前澆筑完畢。應(yīng)合理分段分層進(jìn)行混凝土的澆筑,使混凝土沿高度均勻上升,澆筑宜在室外氣溫較低時(shí)進(jìn)行,混凝土澆筑溫度應(yīng)該低于28℃。
3.表面處理與養(yǎng)護(hù)
在大體積混凝土分段澆筑完畢后混凝土初凝之后終凝之前,應(yīng)排除上表面的泌水,進(jìn)行表面的抹壓或二次振搗,消除最先出現(xiàn)的表面裂縫的方法是用木拍反復(fù)抹壓密實(shí)。應(yīng)該定期測(cè)定混凝土內(nèi)部和表面溫度,將溫差控制在設(shè)計(jì)要求的范圍以?xún)?nèi),當(dāng)設(shè)計(jì)沒(méi)有具體要求時(shí), 混凝土內(nèi)部和表面的溫差應(yīng)小于25℃。冬期施工條件下,應(yīng)在混凝土表面冷卻到小于5℃時(shí)才能將模板和保溫層拆除。在其他時(shí)期施工條件下,拆除時(shí)的溫度應(yīng)混凝土表面與外界溫差小于l5℃。潮濕環(huán)境中的混凝土在養(yǎng)護(hù)時(shí)間,對(duì)于有抗?jié)B要求或摻用緩凝型外加劑的混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于l4d,對(duì)采用普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于7d。
4. 后澆帶的設(shè)置
影響溫度應(yīng)力的因素之一是結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度,許多工程的伸縮縫經(jīng)常帶來(lái)了滲漏,對(duì)裂縫滲漏的治理的難度對(duì)伸縮縫的難度要小。可以采取設(shè)置后澆帶的方法來(lái)取消伸縮縫。其原理是把總溫差分為兩部分。在第一部分溫差經(jīng)歷時(shí)間內(nèi),把結(jié)構(gòu)分成若干長(zhǎng)度盡量小一些的段,這些段與施工縫結(jié)合起來(lái),能夠有效地使溫度收縮應(yīng)力減小。在施工后期,把這許多段澆成整體繼續(xù)承受第二部分溫差和收縮應(yīng)力。將兩部分的溫差和收縮應(yīng)力疊加應(yīng)不大于混凝上設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度,這種控制裂縫的方法能夠達(dá)到不設(shè)置永久伸縮縫目的。
四、施工中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
1.泌水和浮漿問(wèn)題
大體積混凝土施工一般都采取的是分層澆筑,一般上下層施工的間隔時(shí)間為1.5~3h,因此各澆筑層易產(chǎn)生泌水層??梢岳萌藶榈?ldquo;水潭”或正式設(shè)計(jì)的集水坑,將多余水分集中后用專(zhuān)門(mén)的隔膜泵或軟軸泵抽水排出,或使多余的水分從結(jié)構(gòu)四周側(cè)模的底部開(kāi)設(shè)的排水孔中自然排走。對(duì)于豎向和墻體等結(jié)構(gòu),解決的辦法是調(diào)整坍落度和配合比。
2.留置與處理后澆縫問(wèn)題
在大體積混凝土施工中合理的分縫分塊,一方面可以縮小約束范圍,減輕約束作用;另一方面也可利用澆筑塊的層面進(jìn)行散熱,使混凝土的內(nèi)部溫度降低。另外,能夠滿(mǎn)足預(yù)埋螺栓、綁扎鋼筋等工序的操作需要。但接縫的處理必須滿(mǎn)足防滲的要求。
3.模板工程
對(duì)于大體積混凝土的模板,模板承受著振搗混凝土的振動(dòng)力和混凝土的側(cè)壓力,為了防止模板產(chǎn)生過(guò)大的變形,這就要求模板的支撐體系的可靠性要較好,不能完全套用一般常規(guī)方法進(jìn)行配置,而應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力情況,對(duì)模板、拉桿、立柱以及支撐系統(tǒng)的所有構(gòu)件,都要進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算配置,使其具有足夠的安全儲(chǔ)備。
五、混凝土養(yǎng)護(hù)
混凝土養(yǎng)護(hù)要把握三個(gè)環(huán)節(jié)。即:保證濕度、調(diào)控溫度、控制養(yǎng)護(hù)期限。要注意以下細(xì)節(jié):
1.養(yǎng)護(hù)要及時(shí)。在混凝土澆筑過(guò)程中,為減少混凝土表面曝曬時(shí)間,防止混凝土表面水分蒸發(fā),可用塑料薄膜等不吸水的材料,一邊澆筑、一邊覆蓋,待初凝抹面收漿后,再正式進(jìn)入養(yǎng)護(hù)工序;
2.如采用人工灑水、噴淋養(yǎng)護(hù),混凝土表面可用土工布、麻袋、棉氈等吸水材料覆蓋(包裹)嚴(yán)實(shí),不露邊露角、灑水噴淋的間隔時(shí)間要短。覆蓋物內(nèi)外自始自終要保持水分,防止干濕循環(huán)。一般來(lái)說(shuō)養(yǎng)護(hù)水溫不宜低于15℃,且養(yǎng)護(hù)水溫與混凝土的表面溫度相差不宜高于15℃,以防混凝土表面裂紋。
3.如采用養(yǎng)護(hù)劑保濕養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)劑應(yīng)符合水泥混凝土養(yǎng)護(hù)劑標(biāo)準(zhǔn)。
在使用以前,要結(jié)合工程實(shí)際,進(jìn)行噴涂試驗(yàn),檢測(cè)養(yǎng)護(hù)劑的成膜時(shí)間、成膜厚度、涂膜與混凝土的粘結(jié)力及涂膜保水性等項(xiàng)目?;炷帘砻媸諠{抹面后(或脫模后),要立即在潮濕的混凝土表面上,按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的使用方法進(jìn)行噴涂。一般豎、橫方向各噴涂一遍,不得漏噴漏涂,在養(yǎng)護(hù)期限內(nèi),自始自終要保持涂膜的完整無(wú)損。如發(fā)現(xiàn)涂膜有開(kāi)裂起皮現(xiàn)象,要立即補(bǔ)噴補(bǔ)涂;
4.如采用混凝土表面包裹塑料薄膜保濕養(yǎng)護(hù),塑料薄膜應(yīng)具有一定的抗裂、抗拉強(qiáng)度,與柔韌性?;炷撩撃:螅瑧?yīng)先在混凝土表面灑水濕潤(rùn),立即包裹嚴(yán)實(shí),塑料薄膜要緊貼混凝土表面,不漏縫、不透風(fēng)。在養(yǎng)護(hù)期限內(nèi),混凝土表面自始自終要出現(xiàn)水珠。為使混凝土表面保持濕潤(rùn)狀態(tài),可定期向塑料薄膜內(nèi)噴淋灑水,要經(jīng)常檢查薄膜的完整性。如發(fā)現(xiàn)有塑膜開(kāi)脫破裂等現(xiàn)象,要及時(shí)修補(bǔ)完整;
5.在養(yǎng)護(hù)期間,要密切注意大氣與混凝土表面的溫度變化。當(dāng)氣溫低于+5℃時(shí),應(yīng)覆蓋保溫,不可灑水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)氣溫驟然變化時(shí),要采取保溫和降溫等措施。使混凝土的表面溫度與大氣溫度之差不得超過(guò)15℃。大體積混凝土施工時(shí),要制定周密的溫控方案,作好溫控測(cè)試。保證混凝土的內(nèi)外溫差控制在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi);
6.根據(jù)不同的氣象、氣溫條件與不同的結(jié)構(gòu)特征,高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)期限一般應(yīng)控制在14~28天之內(nèi)。在此養(yǎng)護(hù)期間內(nèi),要采用保溫(冬季)隔熱(夏季)的養(yǎng)護(hù)措施。保證混凝土的養(yǎng)護(hù)濕度滿(mǎn)足要求,使混凝土的水化順利進(jìn)行。
7.混凝土的養(yǎng)護(hù)要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)。在養(yǎng)護(hù)期限內(nèi),要及時(shí)巡視檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)解決。注意細(xì)節(jié),作好記錄,全面落實(shí)養(yǎng)護(hù)措施。
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