摘要:本文从建筑工程大体积混凝土的施工为着眼点,探究其施工中浇筑的关键技术。首先从混凝土所采用的材料入手,分析使用的材料对大体积混凝土施工浇筑的影响,包括分析采用不同材料时,对混凝土的和易性、混凝土单位体积用水量等方面的因素进行剖析,对比研究其对混凝土性能的影响,以研究适宜的大体积混凝土浇筑施工关键技术,用于指导实际的工程施工实践,从而有效控制建筑工程中的大体积混凝土的浇筑施工。
关键词:大体积混凝土 施工技术 和易性 单位体积用水量
0 引言
随着现代社会经济的发展,中低层建筑已逐渐不能满足当今社会城市化发展的需要。随着城市化的不断发展,高层建筑的普及无疑成为了城市发展现代化的又一重要指标。而城市高层建筑的建设,避免不了大型基础工程的建设和开挖,而伴随而来的是大体积钢筋混凝土基础的施工。对于大体积钢筋混凝土基础的施工,同样蕴含着十分关键的施工技术。
1 大体积混凝土
我国相关规范规定:混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,称之为大体积混凝土[1]。
钢筋混凝土基础作为基础工程分类里的柔性基础,在建筑工程施工中有着极其重要的地位,而高层建筑的大体积混凝土基础的施工技术尤为重要。大体积混凝土具有结构、体形大、钢筋密、混凝土数量多,工程条件复杂和施工技术要求高等特点[2]。大体积混凝土硬化期间水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用,由此产生的温度应力和收缩应力,便成为导致钢筋混凝土结构出现裂缝的主要因素,必须采取相应技术措施妥善处理温度差值、合理解决温度应力并控制裂缝开展。
2 材料选用
2.1 水泥
大体积钢筋混凝土结构引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期温升和后期降温现象,在施工中可选用下列措施来降低水化热:
(1)选用中热或低热的水泥品种,如矿渣硅酸盐水泥。
(2)充分利用混凝土后期强度,即减少每立方米混凝土的水泥用量。
2.2 水及粗、细骨料
混凝土拌合用水采用符合国家标准的饮用水和地表水、地下水等水源。
优先采用以自然连续级配的粗骨料,其配置的混凝土有较好的和易性、较少的用水量以及较高的抗压强度。石子规格尽量选用粒径大、级配良好的石子,增大骨料粒径,可减少用水量和水泥用量,使混凝土的收缩、泌水和水泥的水化热减少,从而降低混凝土的温升。
采用中、粗砂,砂、石的含泥量必须严格控制。
2.2外加剂
在泵送混凝土中掺入水泥重量0.25%左右的木质素磺酸钙,混凝土的和易性有明显改善,相应可减少拌合水和水泥单方用量,从而降低水化热。混凝土内掺入粉煤灰,能改善混凝土的粘塑性,并可补充泵送混凝土要求粒径0.315mm以下细骨料(应占20%左右),从而改善混凝土的可泵性,降低混凝土的水化热。
3 大体积混凝土的浇筑施工
3.1 控制出机及浇筑温度
降低砂、石的温度,夏季应在砂、石堆场搭设简易遮阳棚防止曝晒,也可以在骨料使用前用冷水冲洗降温,夏季施工贮水池搭设防晒棚,给水管埋入土中,减少太阳的直射和外界气温对拌合水的影响,必要时用地下深井水或在水中加入碎冰(必须溶化)。
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在混凝土搅拌运输车停靠位置处搭防晒棚,混凝土泵管用湿草袋包裹隔热,选择在室外气温较低时进行浇筑(可在夜间进行),完善浇筑工艺,加快混凝土各环节的施工速度,并控制混凝土的浇筑温度不超过28℃。
3.2 混凝土的浇筑施工技术
(1)混凝土浇筑
为了降低大体积混凝土的最高温升,控制结构的内外温差,根据工程对象和施工季节可采取预埋冷水管、扩大浇筑的散热面积、放慢浇筑速度等措施进行降温与保温。浇筑方法结合结构物大小、钢筋疏密、混凝土供应条件以及施工季节等情况综合选择。
①斜面分层法
适用于结构长度超过厚度3倍的结构物。
②分段分层法
适用于平面尺寸大、但厚度不大的结构。
③全面分层法
适用于平面尺寸不太大的结构物。
浇筑过程中控制好混凝土的自由倾落高度不超过2m,超过2m的部位要使用串筒。
(2)混凝土的振捣
在每个浇筑带的前、后布置两道振捣器。第一道布置在混凝土卸料点,主要解决上部混凝土的振实,第二道布置在混凝土坡脚处,确保下部混凝土振捣密实。随着混凝土浇筑工作的向前推进,振动器也应相应跟上,确保整个高度混凝土的质量。混凝土分层下料厚度不得超过50cm。混凝土振捣采用φ50振动棒,振动间距不得大于40cm,采取快进慢退的振动捣实方法,振动棒须插入下层混凝土50mm内使两层混凝土结合密实。
(3)混凝土的沁水处理
泵送混凝土在浇筑、振捣过程中,上涌的泌水和浮浆顺垫层混凝土坡面下流到坑底,通过模板底部预留孔排除坑外。当混凝土大坡面的坡脚接近端部模板时,应改变浇筑方向,既从另一端往回浇,与原斜坡相交成集水坑,及时用软轴泵排除最后阶段的所有泌水。
(4)混凝土的表面处理
泵送大体积混凝土,其表面水泥浆较厚,在混凝土浇筑结束后必须认真处理。初步按标高用长木刮尺刮平,初凝前抹压密实,以闭合收水裂缝,终凝后覆盖塑料薄膜或二层草包充分浇水湿润养护,保温保湿养护不少于14天。
3.3 温度测定
在混凝土中埋设测温水管,灌满水后,测温时用温度计测,并作好记录,测温完后画出测温曲线整理成册。根据大体积混凝土内部的温度变化情况,对照抗裂理论计算得出的内外温差临界值,随时报警,便于决策处理措施。为了防止出现内外温差超过25℃的规定,可在结构四周加遮油布防止空气对流,在结构表面上用碘钨灯加温,使内外温差始终保持在临界值以内。
4 结论及建议
大体积混凝土浇筑施工要解决的关键问题,无非是水泥水化热、外界气温变化、混凝土的收缩等方面的问题。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长;混凝土外界气温变化对大体积混凝土极为不利,应采取温控措施防止混凝土内外温差引起的温度应力;混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂以及施工工艺等因素。
以上对大体积混凝土浇筑施工关键技术进行了理论和实践上的初步探索,由于自身实践知识的相对缺乏,以上见解仍有很大一部分停留在理论研究层面,还需要在具体施工中多观察比较,认真分析总结,结合理论和实践上的多种应对措施来提高施工质量,使大体积混凝土施工问题能够进一步得到解决。
参考文献:
[1]王升涛,张洪海.浅谈大体积混凝土裂缝的防治[J].科技资讯,2006,(09)
[2]王吉忠.大体积混凝土施工技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2017.02
[3]彭立海.大体积混凝土温控与防裂[M].河南:黄河水利出版社,2005.11
[4]谢建军.混凝土裂缝与温度实验研究[J].中国科技信息,2006(11)
论文作者:王朝勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/11
标签:混凝土论文; 体积论文; 水化论文; 水泥论文; 温度论文; 测温论文; 骨料论文; 《建筑学研究前沿》2017年第9期论文;