淺析大體積混凝土施工技術(shù)

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摘要：隨著科技的發(fā)展，越來越多的建筑工程選用大體積混凝土施工。而大體積混凝土與普通鋼筋混凝土相比，具有結(jié)構(gòu)厚、鋼筋密、體形大、施工條件復(fù)雜等特點(diǎn)，為了確保施工安全和施工質(zhì)量，必需要掌握好大體積混凝土的施工技術(shù)要求。本文根據(jù)筆者多年施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)大體積混凝土施工進(jìn)行探討。 

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；施工技術(shù)；分析研究；  前言  在民用建筑結(jié)構(gòu)中，一般現(xiàn)澆的連續(xù)墻式結(jié)構(gòu)，地下構(gòu)筑物及設(shè)備基礎(chǔ)等是容易由溫度收縮應(yīng)力引起的裂縫的結(jié)構(gòu)，通稱為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，隨著水泥水化反應(yīng)的減慢及混凝土的不斷散熱，大體積混凝土由升溫階段漸過渡到降溫階段，溫度降低，體積收縮，由于混凝土內(nèi)部熱量是通過表面向外散發(fā)的，降溫階段，混凝土表面溫度與中心溫度仍然存在差值，如果過大，同升溫階段一樣產(chǎn)生表面裂縫，我們看成是結(jié)構(gòu)內(nèi)部的非均勻降溫差將導(dǎo)致表面裂縫?？偟慕禍剡^程，混凝土體積收縮，同時(shí)，考慮到邊界條件和地基的約束，整體屬于約束收縮。同時(shí)，混凝土齡期增長(zhǎng)，強(qiáng)度增大，彈性模量增高，徐變影響減少，因此，混凝土齡期增長(zhǎng)，強(qiáng)度增大，彈性模量增高，徐變影響減少，因此，降溫收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大，除了抵消升溫時(shí)產(chǎn)生的壓應(yīng)力外，在混凝土中形成了較高的拉應(yīng)力，一旦超過混凝土當(dāng)時(shí)齡期的抗拉強(qiáng)度，就引起大體積混凝土的貫穿性裂縫，即結(jié)構(gòu)與外部的均勻降溫差導(dǎo)致貫穿性裂縫。  一、澆筑大體積混凝土材料的選配  如果用水化熱較高的水泥澆注大體積混凝土，混凝土的內(nèi)外溫差會(huì)很大，溫差大了就會(huì)引起裂縫，所以必需選用水化熱低的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。細(xì)骨料宜采用中粗砂，可減少水泥水化熱和混凝土收縮。粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配，含泥量不大于1%。提高混凝土和易性和抗壓強(qiáng)度，同時(shí)可以減少用水量，從而減少水泥水化熱，防止產(chǎn)生溫度裂縫。在混凝土中摻加緩凝劑、減水劑等外加劑和粉煤灰、礦渣粉等摻合料，可以改善混凝土的性能，減少用水量和水泥用量，延長(zhǎng)緩凝時(shí)間，提高混凝土的抗?jié)B能力。減水劑可降低水化熱峰值，對(duì)混凝土收縮有補(bǔ)償功能，可提高混凝土的抗裂性。粉煤灰取代水泥的最大限量為25%，粉煤灰對(duì)減低水化熱、改善混凝土和易性有利，但會(huì)降低早期極限抗拉值，對(duì)混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量最好控制在10%以內(nèi)。  二、控制大體積混凝土配合比  在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用低砂率、低坍落度、低水比，摻高效減水劑和高性能引氣劑，高粉煤灰摻量的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱抗裂混凝土。按照國家相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行混凝土配合比的設(shè)計(jì)，坍落度再滿足泵送的條件下盡量選擇小值，以減少收縮變形。粉煤灰采用外摻法時(shí)僅在砂料中扣除同體積的砂量，不減少配合比中的水泥用量，按配合比要求計(jì)算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。  三、控制混凝土入模溫度  入模溫度應(yīng)控制在25度以下。如果氣溫較高，相應(yīng)的措施有：在砂石堆場(chǎng)設(shè)置簡(jiǎn)易遮陽棚，必要時(shí)可采用向碎石灑水降溫；在攪拌筒上搭設(shè)遮陽棚蓋；在水平輸送管道上鋪草包噴水；保證水泥庫通風(fēng)良好，自來水可預(yù)先放入地下水池或水箱降溫。  四、大體積混凝土的澆筑方法  在施工時(shí)選用分層澆注的方法有利于水泥水化熱的散發(fā)，分層流水振搗，同時(shí)要保證上層混凝土在下層混凝土初凝前覆蓋、搗實(shí)并結(jié)合緊密，避免出現(xiàn)縱向施工縫，注意振搗密實(shí)且停留時(shí)間不能過長(zhǎng)，以免降低兩次澆注混凝土的粘結(jié)。分層澆筑一般有三種方法，即全面分層法、分段分層法和斜面分層法。在澆筑施工時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素對(duì)這三種方法進(jìn)行選擇。待第一層完全澆筑完畢后，才回頭澆筑第二層，如此按層逐次連續(xù)澆筑，直到完工，即為全面分層澆筑法。全面分層法適用于平面尺寸不是很大的結(jié)構(gòu)，施工時(shí)宜從短邊開始，沿長(zhǎng)邊推進(jìn)。必要時(shí)也可以分成兩段進(jìn)行施工，從中間向兩端或者從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑施工。分段分層澆筑法是分段逐次連續(xù)分層澆筑的，即從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初凝，又可以從第二段依次分層澆筑。當(dāng)采用此法，這種澆筑法適用于單位時(shí)間內(nèi)供應(yīng)的混凝土較少的工程以及結(jié)構(gòu)物厚度不是很大而面積或者長(zhǎng)度較大的工程。斜面分層澆筑法的原則與平面分層基本是一樣的，混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。斜面的角度視混凝土的坍落度而定，一般要小于45度，每層厚度不大于振動(dòng)棒的有效振搗深度。斜面分層澆筑法適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過厚度的情況。  五、大體積混凝土溫度的測(cè)量分析研究  根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)大體積混凝土進(jìn)行溫度檢測(cè)  1.以集成溫度傳感器作為感溫元件，埋設(shè)前應(yīng)對(duì)感溫元件作環(huán)氧樹脂封閉。  2.應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目的平面形狀尺寸、厚度等不同情況，合理、經(jīng)濟(jì)地布設(shè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)繪測(cè)溫布置圖，按測(cè)溫布置圖進(jìn)行測(cè)溫線的預(yù)埋，預(yù)埋時(shí)測(cè)溫管與鋼筋綁扎牢固，以免位移或損壞。測(cè)溫線用塑料帶罩好，綁扎牢固，保證測(cè)溫端頭不受潮。  3.每次測(cè)溫后，應(yīng)立即匯總整理混凝土內(nèi)部溫度與溫差數(shù)值，提供給施工指揮部門，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工。  4.測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)外溫差超過25度或溫度異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，及時(shí)采取相應(yīng)措施。  六、大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)分析研究  對(duì)于控制大體積混凝土的工程質(zhì)量，養(yǎng)護(hù)是十分關(guān)鍵的工作。一般在澆注完畢后12~18h內(nèi)立即開始養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d或設(shè)計(jì)齡期。養(yǎng)護(hù)工作不僅要滿足強(qiáng)度增長(zhǎng)的需要，溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內(nèi)表溫差，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)氣候條件采取相應(yīng)的措施，測(cè)定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度，將溫差控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，溫差不超過20℃，當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時(shí)，不超過25℃.  1.若在高溫季節(jié)施工，則要在初期采用通制冷水以降低混凝土溫度峰值并保持混凝土表面經(jīng)常濕潤(rùn)，減少外界高溫的倒罐，防止干縮裂縫的發(fā)生，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定增長(zhǎng)。但通水時(shí)間不能過長(zhǎng)，因?yàn)闀r(shí)間過長(zhǎng)會(huì)造成降溫幅度過大而引起較大的溫度應(yīng)力。  2.混凝土在實(shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模，拆模后應(yīng)立即覆蓋保護(hù)。混凝土拆模時(shí)，混凝土的溫差不超過20℃。這里的溫差包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。  3.對(duì)于體積龐大的混凝土可采用內(nèi)部降溫法來降低混凝土內(nèi)外溫差即在澆注時(shí)預(yù)先埋設(shè)彎管，然后澆注混凝土，澆注完畢后在管內(nèi)沖如冷水，相隔一定時(shí)間后放掉管內(nèi)的水，再注入新的冷水，如此反復(fù)，直到混凝土水化熱基本結(jié)束。然后抽掉管子，用相同配合比的水泥填實(shí)。  4.當(dāng)需要保溫時(shí)，可在結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面上以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料。一般可采用先一層塑料簿膜后二層草包作保溫保濕養(yǎng)護(hù)。應(yīng)迭縫。騎馬鋪放。新澆筑的混凝土水化速度比較快。蓋上塑料薄膜后可進(jìn)行保溫保養(yǎng)。防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。同時(shí)可避免草席因吸水受潮而降低保溫性能。在緩慢的散熱過程中。使混凝土獲得必要的強(qiáng)度。以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃表面溫度的控制可采取調(diào)整保溫層的厚度。  結(jié)語  以上對(duì)大體積混凝土的澆筑以及施工養(yǎng)護(hù)溫控技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初探，由于自身實(shí)踐知識(shí)相對(duì)缺乏，以上見解仍有很大一部分停留在理論層面，但是實(shí)踐中的應(yīng)用效果還是比較好的，具體在施工中還得靠我們多觀察，多比較，遇到問題后認(rèn)真分析，多總結(jié)，結(jié)合理論和實(shí)踐上的多種應(yīng)對(duì)措施來提高施工質(zhì)量，使大體積混凝土施工一系列的問題能夠進(jìn)一步得到解決。  參考文獻(xiàn)：  [1] 趙志縉，趙帆．高層建筑施工（第二版）中國建筑工業(yè)出版社，2009.1  [2]《大體積混凝土溫控與防裂》，彭立海等編。黃河水利出版社.2005.  [3]《大體積混凝土》，水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料研究所編著，水利電力出版社.