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探析大體積混凝土施工技術(shù)及防裂縫對(duì)策
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摘要:近幾年,隨著建行業(yè)的迅速發(fā)展,高層建筑物,高聳結(jié)構(gòu)及大型設(shè)備基礎(chǔ)大量的出現(xiàn)大體積砼已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,大體積砼與普通鋼筋砼相比,具有結(jié)構(gòu)厚,體形大,鋼筋密,砼數(shù)量多,工程條件復(fù)雜等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:混凝土施工技術(shù) 優(yōu)化砼 中圖分類(lèi)號(hào):tu37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a 文章編號(hào): 1.材料的選用 1.1水泥的選用 砼主要考慮抗裂縫性能好,兼顧低熱和高強(qiáng)兩方面的要求,部分表層砼,除抗裂性能外,還要求抗凍融性,耐磨性,抗蝕性,強(qiáng)度高及干縮較小,故此施工一般可用低熱礦渣水泥,中,高標(biāo)號(hào)的中低熱硅酸水泥,此外,采用的水泥應(yīng)對(duì)其品種,級(jí)別,包裝和散裝倉(cāng)號(hào),出廠日期等進(jìn)行檢查,并應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度,安定性及其他必要的性能進(jìn)行復(fù)檢,其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定方可使用。 1.2滑料的選擇 一般選用結(jié)構(gòu)致密,并有足夠強(qiáng)度的優(yōu)良骨料,符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范的要求,此外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn) (1)粗骨料要求潔凈,不含雜質(zhì)。估傷腦筋大粒徑的卵石或碎石,含泥量小于等于1%. (2)細(xì)骨料建議采用中砂,含泥量小于等于3%. 1.3礦物拌合料 在砼中摻加磨細(xì)礦物拌合料后,可以起到降低溫升,改善和易性。增進(jìn)后期強(qiáng)度,改善砼內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高耐磨性,并可代替部分水泥,節(jié)省資源,起到抑制堿,骨料反應(yīng)的作用。常用粉煤灰,高爐礦渣,沸石粉等。 1.4水 拌制砼宜采用飲用水,當(dāng)采用其他水源時(shí),水質(zhì)應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《砼用水標(biāo)準(zhǔn)》jgj63的規(guī)定。外加劑:不同品種外加劑的摻加通??善鸬礁纳祈虐韬衔锏牧鲃?dòng)性,調(diào)節(jié)砼凝結(jié)時(shí)間,硬化性能,改善砼的耐久性等作用。外加劑的選用應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的要求通過(guò)試驗(yàn)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定,不同品種的外加劑復(fù)合使用時(shí),應(yīng)注意其相容性及對(duì)砼性能的影響,使用前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn),滿足要求方可使用。 2.砼配合比的確定與優(yōu)化 (1)水泥初凝時(shí)間不少于6小時(shí)。 (2)砂率控制在35-40%. (3)砼中的最大氧離子含量為0.06%. (4)砼中的最大堿含量為3.0kg/m3. (5)水泥中鋁酸三鈣含量小于8%. 3.優(yōu)化砼的供應(yīng) 大體積砼應(yīng)由商品砼攪拌站供應(yīng)。原材料計(jì)量要準(zhǔn)確,保證配合比的準(zhǔn)確性。 3.1計(jì)量 要求使用檢定過(guò)的計(jì)量器具,保證計(jì)量正確。 3.2拌制 控制原材料投入攪拌機(jī)順序,不采用“外摻”、“后摻”的作法,嚴(yán)格控制拌制時(shí)間,攪拌完成后裝入運(yùn)輸車(chē)時(shí),即測(cè)定坍落度,同時(shí)觀察砼的和易性,不得存在離析,分層等現(xiàn)象,坍落度不符合要求的砼不能出站。 3.3運(yùn)輸 根據(jù)路線的比對(duì),交通的狀況,隨時(shí)增減車(chē)輛,保證砼的正常供應(yīng),砼運(yùn)輸時(shí)間不得大于180min,砼運(yùn)輸車(chē)輛離開(kāi)攪拌站后不得摻加任何材料,包括水、外加劑等。 4.大體積混凝土的施工工藝 4.1分塊分層的澆筑混凝土,有利于錯(cuò)開(kāi)拌合物內(nèi)各層的水化時(shí)刻,分散混凝土的放熱峰值。一般在第一層混凝土還未初凝時(shí),澆注上一層。 4.2在振搗上一層時(shí),振動(dòng)棒應(yīng)插入下一層50-100mm,以消除兩層之間的接縫,振動(dòng)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),防止石子下沉造成混凝土結(jié)構(gòu)不均勻。 4.3在澆筑完畢到混凝土初凝前,粗抹面一次,混凝土接近終凝時(shí),應(yīng)用木模第二次抹光,消除混凝土表面的龜裂紋。 4.4采取措施控制澆筑溫度,如拌和用水以碎冰形式加進(jìn)混凝土拌合物中,使新拌混凝土的溫度被限制在4-6度,在施工現(xiàn)場(chǎng)搭建遮陽(yáng)蓬,防止烈日暴曬混凝土表面等。 4.5必要時(shí)可以預(yù)埋冷卻水管,用循環(huán)水進(jìn)行人工導(dǎo)熱,以降低混凝土的內(nèi)部溫度。 泌水及表面處理。砼在澆筑,振搗過(guò)程中,上涌的泌水和浮漿順砼坡面下流到坑底,通過(guò)側(cè)模底部開(kāi)孔將泌水排出基坑,當(dāng)砼大坡面的坡角接近頂端模板時(shí),改變砼澆筑方向。及時(shí)用刮板將表層的泌水水分刮出,以提高砼質(zhì)量,減少表面裂縫。 5.大體積混凝土易裂的原因 5.1水化溫升高,體積變化大 混凝土體積越大,水泥總用量相對(duì)大,水泥水化產(chǎn)生的熱量越不易散發(fā),溫升越高,引起的體積變化也越大,大體積混凝土澆注后,內(nèi)部溫度遠(yuǎn)較外部高,形成較高的溫差,造成內(nèi)漲外縮,使構(gòu)件表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力以至開(kāi)裂。 5.2受約束,產(chǎn)生拉應(yīng)力 不受約束的混凝土是不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)就歷程的,體積變化受約束才產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。約束條件有兩種,即外約束和內(nèi)約束,外約束是指結(jié)構(gòu)物的邊界條件,一般指基礎(chǔ)或其他外界因素對(duì)結(jié)構(gòu)物的約束,水泥水化后期,散發(fā)熱量大于放熱量,構(gòu)件溫度降低,體積收縮,受邊界條件約束,產(chǎn)生拉應(yīng)力。 抗拉能力低?;炷潦谴嘈圆牧希箟耗芰^高,抗拉能力較低,抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/10左右;極限拉伸也很小,大體積混凝土溫度變形受約束時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)變很容易產(chǎn)生裂縫。以上三方面同時(shí)存在,并達(dá)到相當(dāng)程度必然會(huì)發(fā)生裂縫,缺少其中一個(gè),或其中一個(gè)沒(méi)有達(dá)到相當(dāng)程度,裂縫可能不會(huì)發(fā)生,大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的最根本原因是水化溫升的引起的體積變化。 6.大體積混凝土防裂的措施 分析大體積混凝土裂縫的成因和工程實(shí)踐表明:控制水化熱,改變約束條件,提高混凝土極限拉伸能力等措施都有效的防止裂縫的形成。 6.1原材料選擇及配合比設(shè)計(jì) 水泥。不同品種水泥水化所釋放的熱量各異,大體積混凝土宜選用水化熱低,凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥,在滿足水泥混凝土和易性,力學(xué)性能和耐久性的條件下,盡量使水泥用量降低至最小限度,從文獻(xiàn)資料得知,減少水泥用量可以減少總的水化放熱量,從而可以降低混凝土內(nèi)外溫差。 6.2活性摻合材料 在大體積混凝土中摻加活性摻合材料,既可以相應(yīng)減少水泥用量,又可以降低混凝土水化溫升,目前在南方地區(qū)粉煤灰是最理想的活性摻合材料。摻加粉煤灰能大幅度降低混凝土的水化熱,粉煤灰火山灰反應(yīng)進(jìn)展比較尺緩,發(fā)熱的速度較低。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,用粉煤灰取代20%的水泥,用使7d內(nèi)的水化熱下降11%,取代30%的水泥時(shí)下降25%. 6.3外加劑 大體積混凝土宜選用高效緩凝型減水劑。外加劑的緩凝的作用可使水泥水化放熱速率減慢,有利于熱量消散,能使混凝土內(nèi)部溫升降低。高效緩凝型減水劑還具有一定的引氣作用。混凝土中引入一定量的微小封閉氣泡,能有效地減小骨料間的摩阻力,使混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)得到改善,也有利于提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性等耐義指標(biāo)。高效減水作用能大幅度地減少混凝土用水量,保持水灰比不變,可大幅度減少混凝土中的水泥用量,亦即降低總的水化熱。另外,在大體積混凝土中也可采用膨脹劑來(lái)控制裂縫的產(chǎn)生,膨脹劑具有膨脹效應(yīng),它不但可補(bǔ)償混凝土的收縮,而且能降低混凝土的整體溫度,但是膨脹劑的成本較高且質(zhì)量參左不齊,應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)慎重選用。 7.結(jié)束語(yǔ) 大體積混凝土施工,只要選好原材料,確定配合比,并在施工組織和施工技術(shù)上采取必要的措施,就能控制溫度裂縫的產(chǎn)生。 【參考文獻(xiàn)】 [1]建筑施工手冊(cè)編寫(xiě)組。建筑施工手冊(cè)第四版縮印本。中國(guó)建筑工業(yè)出版社。2003,9. [2]丁士昭等。建筑工程管理與實(shí)務(wù)。中國(guó)建筑工業(yè)出版社。2007.3. 注:文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用pdf形式查看。- 1石材幕墻標(biāo)準(zhǔn)橫剖節(jié)點(diǎn)
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