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摘要:文章主要介绍了大体积混凝土的概述以及施工经常出现的问题,并且分析了产生裂缝的原因;还综合的探讨了如何处理大体积混凝土裂缝的施工技术及大体积混凝土的养护和后浇带处理。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;施工技术
引言
随着我国建筑业的发展,国内相继兴建了一大批超高层建筑。建筑工程大体积混凝土施工的技术问题也就随之而来。
一、大体积混凝土设计构造要求
1、根据大体积混凝土工程施工的特点,大体积混凝土基础的工程设计除应满足设计规范及生产工艺的要求外,大体积混凝土施工允许设置水平施工缝,水平施工缝的设置应根据混凝土浇筑过程中温度裂缝控制的要求;混凝土的浇筑能力和方便结构钢筋的绑扎等因素确定。
2、大体积混凝土工程的模板可采用钢模板或木模板或钢木混合模板。钢模板对保温不利,应根据温控要求采取保温措施。木模板可作为保温材料使用。
3、大体积混凝土工程施工前,应对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度、温度应力及收缩应力进行验算,确定施工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温峰值、内外温差及降温速度的控制指标,制订温控施工的技术措施。其目的是为了确定温控指标温升峰值、内外温差、降温速度及制定温控施工的技术措施包括混凝土原材料的选择、混凝土拌制运输过程中的降温措施、保温养护措施、温度监测方法等,以防止或控制有害温度裂缝包括收缩的发生,确保工程质量。
二、建筑工程大体积混凝土施工技术
1、材料
(1)水泥
大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因是水泥水化产生的水化热。因此,最好选用低水化热或中水化热的水泥配制混凝土。同时,水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升。在满足强度的要求下,大体积混凝土应尽量降低水泥用量。可采用后期强度作为设计强度,掺入混合料和减水剂等方式进行控制。
(2)骨料
选择合适的骨料级配,从而减少水泥和水的用量,增强混凝土的和易性,有效控制混凝土的温升。施工时在条件允许的情况下,粗骨料采用5 mm~ 20 mm 碎石,含泥量控制在1%之内;细骨料采用级配良好的中砂,粒径范围0.15 mm~ 5 mm,含泥量控制在2%之内,细度模数2.4~ 2.8。骨料应覆盖,防止暴晒。
(3)外加剂
外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等多种类型。在混凝土添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力,提高混凝土抗裂强度。
2、优化混凝土配合比
在混凝土中掺加缓凝剂、减水剂等外加剂和粉煤灰、矿渣粉等掺合料,可以改善混凝土的性能,减少用水量和水泥用量,延长缓凝时间,提高混凝土的抗渗能力。另外,可以采用粉煤灰代替部分水泥的方式。试验证明,在混凝土中掺入一定量的粉煤灰,使其替代部分水泥,不仅可以降低水化热,而且能起到改善混凝土和易性的效能,且掺加粉煤灰后,混凝土的后期强度与基准混凝土相等或略高。但是这样会降低早期极限抗拉值,混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量最好控制在10%以内。
3、严格控制混凝土的工序质量
(1)混凝土浇筑方法
混凝土的浇筑按混凝土自然流淌坡度、斜面分层、连续逐层推移、一次到顶的方法进行,分层高度一般为300~500mm。混凝土浇筑过程中,每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖,保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间,避免施工裂缝出现。依照设计图纸中的后浇带将整个大底板划分成厚薄、大小不同的区段,每个区段将独立一次浇筑完成。
(2)混凝土温度监测
大体积混凝土应留置测温孔,监测点的布置范围应以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区,在测试区内监测点按平面分层布置,每条测试轴线上,监测点位不宜少于4处,应根据结构的几何尺寸布置,沿混凝土浇筑体厚度方向,必须布置外表、底面和中心温度测点,混凝土浇筑体的外表温度和底面温度宜为混凝土外表以内50mm和混凝土浇筑体底面上50mm处温度。测温从混凝土浇筑后12h 开始,升温阶段每2h 测一次,降温阶段每4h 测1 次,根据温度变化情况3~ 5d后,每8h 测1 次,当内部温度基本稳定且与最低大气溫差小于15℃时,整个监测告一段落。
(3)混凝土振捣方式
混凝土振捣时布置三道振捣,第一道设在混凝土的坡角,第二道设在混凝上的坡中间,第三道设在混凝土的坡项。每道设2台振捣器,二台振捣器相互配合,确保振捣覆盖整个坡面。使用振捣棒振捣,振捣棒插入下层混凝土中的深度>50mm,振捣棒移动的间距以400mm左右为宜,振捣棒要快插慢拔,以混凝土面泛浆为宜。混凝土表面要用刮杠刮平,用木抹拍实抹平。
(4)泌水处理
混凝土在浇筑、振捣过程中,上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底,通过侧模底部开孔将泌水排出基坑。当混凝土大坡面的坡角接近顶端模板时,改变混凝土浇筑方向,形成集水坑,及时用水泵将泌水排除以提高混凝土质量,减少表面裂缝。
(5)表面处理
由于泵送混凝土表面水泥浆较厚.在浇筑后2-8h,初步按标高用长刮尺刮平,然后用木板反复压数遍,使其表面密实,再用铁面板收面后立即用塑料薄膜覆盖。
4、大体积混凝土的养护
降低大体积混凝土块体内外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力,对混凝土的养护非常重要。混凝土浇筑后,应及时进行养护。混凝土表面压平后,先在混凝土表面洒水,再覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护,保温材料夜间要覆盖严密,防止混凝土暴露,中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。底层塑料布下预设补水软管,补水软管沿管长度方向每100mm 开5mm 水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,养护过程设专人负责。混凝土泌水结束、初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,要求进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对底板面不能连续覆盖的部位,如墙、柱插筋部位、钢柱等采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象。混凝土浇筑完成12h 内,严禁上人踩踏,浇筑完成24h 内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得踩踏。保温层在混凝土达到要求强度且表面温度与环境温度差要小于20℃时方可拆除,并在中午气温较高时才可安排保温拆除。
5、计算大体积混凝土的表面温度。根据计算,求出混凝土的表面温度和已知混凝土内部温度(中心温度)估算值进行比较,而大体积混凝土在温度应力计算和进行温度控制时,必须了解混凝土中心温度与表面温度之间的温差及混凝土表面温度与外界气温之间的温差,并加以控制,使温差所造成的温度应力小于大体积混凝土同时期的抗拉强度,以及采取措施降低大体积混凝土中心温度与表面温度之间的温差并小于混凝土易产生裂缝的温差,从而抑制温差裂缝的产生。
6、成品保护
混凝土浇完后,应将周边采用钢管扎成拦杆,以防混凝土抗压强度未达到12N/mm2,上面行人。混凝土抗压强度未达到12N/mm2时,严禁在其上面放线、测标高、运输材料和搭设支模等,以防混凝土受到破坏。对刚浇好的混凝土面如遇下雨天气,应采用薄膜随抹面随覆盖,以防雨水将其表面浆冲掉。检查基坑坡顶材料是否堆放整齐,以防大风将坡顶材料吹至已浇好的混凝土面上。对操作人员应进行技术交底,在搭设支模架和安装模板时,严禁材料上下抛掷,以免破坏混凝土面。侧模拆除应用钢撬从下往上托拆除,严禁采用钢撬从上往下插入拆除模板,以免破坏混凝土棱角。
综上所述,大体积混凝土结构的施工技术在现在的土木建筑工程中得到了广泛的应用,为了保证大体积混凝土的施工质量,必须制定详细的施工组织设计,准确掌握施工过程,严格监控施工细节,以达到大体积混凝土结构的完整性、安全性、经济性目标,为保证建筑工程整体施工质量打下坚实的基础。
参考文献:
[1]王善忠.浅谈大体积混凝土施工工艺[J].科技与生活,2009(24)
[2]冀叶银.建筑工程大面积混凝土施工技术的实践之我见[J].四川建材,2009(6)
[3]陈科兴.某建筑基础工程大体积混凝土施工技术[J].科技资讯.2010(18)
[4]王乐宏.论建筑工程混凝土冬季施工优化控制措施[J].科技致富向导.2011(06)
关键词:建筑工程;大体积混凝土;施工技术
引言
随着我国建筑业的发展,国内相继兴建了一大批超高层建筑。建筑工程大体积混凝土施工的技术问题也就随之而来。
一、大体积混凝土设计构造要求
1、根据大体积混凝土工程施工的特点,大体积混凝土基础的工程设计除应满足设计规范及生产工艺的要求外,大体积混凝土施工允许设置水平施工缝,水平施工缝的设置应根据混凝土浇筑过程中温度裂缝控制的要求;混凝土的浇筑能力和方便结构钢筋的绑扎等因素确定。
2、大体积混凝土工程的模板可采用钢模板或木模板或钢木混合模板。钢模板对保温不利,应根据温控要求采取保温措施。木模板可作为保温材料使用。
3、大体积混凝土工程施工前,应对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度、温度应力及收缩应力进行验算,确定施工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温峰值、内外温差及降温速度的控制指标,制订温控施工的技术措施。其目的是为了确定温控指标温升峰值、内外温差、降温速度及制定温控施工的技术措施包括混凝土原材料的选择、混凝土拌制运输过程中的降温措施、保温养护措施、温度监测方法等,以防止或控制有害温度裂缝包括收缩的发生,确保工程质量。
二、建筑工程大体积混凝土施工技术
1、材料
(1)水泥
大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因是水泥水化产生的水化热。因此,最好选用低水化热或中水化热的水泥配制混凝土。同时,水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升。在满足强度的要求下,大体积混凝土应尽量降低水泥用量。可采用后期强度作为设计强度,掺入混合料和减水剂等方式进行控制。
(2)骨料
选择合适的骨料级配,从而减少水泥和水的用量,增强混凝土的和易性,有效控制混凝土的温升。施工时在条件允许的情况下,粗骨料采用5 mm~ 20 mm 碎石,含泥量控制在1%之内;细骨料采用级配良好的中砂,粒径范围0.15 mm~ 5 mm,含泥量控制在2%之内,细度模数2.4~ 2.8。骨料应覆盖,防止暴晒。
(3)外加剂
外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等多种类型。在混凝土添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力,提高混凝土抗裂强度。
2、优化混凝土配合比
在混凝土中掺加缓凝剂、减水剂等外加剂和粉煤灰、矿渣粉等掺合料,可以改善混凝土的性能,减少用水量和水泥用量,延长缓凝时间,提高混凝土的抗渗能力。另外,可以采用粉煤灰代替部分水泥的方式。试验证明,在混凝土中掺入一定量的粉煤灰,使其替代部分水泥,不仅可以降低水化热,而且能起到改善混凝土和易性的效能,且掺加粉煤灰后,混凝土的后期强度与基准混凝土相等或略高。但是这样会降低早期极限抗拉值,混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量最好控制在10%以内。
3、严格控制混凝土的工序质量
(1)混凝土浇筑方法
混凝土的浇筑按混凝土自然流淌坡度、斜面分层、连续逐层推移、一次到顶的方法进行,分层高度一般为300~500mm。混凝土浇筑过程中,每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖,保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间,避免施工裂缝出现。依照设计图纸中的后浇带将整个大底板划分成厚薄、大小不同的区段,每个区段将独立一次浇筑完成。
(2)混凝土温度监测
大体积混凝土应留置测温孔,监测点的布置范围应以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区,在测试区内监测点按平面分层布置,每条测试轴线上,监测点位不宜少于4处,应根据结构的几何尺寸布置,沿混凝土浇筑体厚度方向,必须布置外表、底面和中心温度测点,混凝土浇筑体的外表温度和底面温度宜为混凝土外表以内50mm和混凝土浇筑体底面上50mm处温度。测温从混凝土浇筑后12h 开始,升温阶段每2h 测一次,降温阶段每4h 测1 次,根据温度变化情况3~ 5d后,每8h 测1 次,当内部温度基本稳定且与最低大气溫差小于15℃时,整个监测告一段落。
(3)混凝土振捣方式
混凝土振捣时布置三道振捣,第一道设在混凝土的坡角,第二道设在混凝上的坡中间,第三道设在混凝土的坡项。每道设2台振捣器,二台振捣器相互配合,确保振捣覆盖整个坡面。使用振捣棒振捣,振捣棒插入下层混凝土中的深度>50mm,振捣棒移动的间距以400mm左右为宜,振捣棒要快插慢拔,以混凝土面泛浆为宜。混凝土表面要用刮杠刮平,用木抹拍实抹平。
(4)泌水处理
混凝土在浇筑、振捣过程中,上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底,通过侧模底部开孔将泌水排出基坑。当混凝土大坡面的坡角接近顶端模板时,改变混凝土浇筑方向,形成集水坑,及时用水泵将泌水排除以提高混凝土质量,减少表面裂缝。
(5)表面处理
由于泵送混凝土表面水泥浆较厚.在浇筑后2-8h,初步按标高用长刮尺刮平,然后用木板反复压数遍,使其表面密实,再用铁面板收面后立即用塑料薄膜覆盖。
4、大体积混凝土的养护
降低大体积混凝土块体内外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力,对混凝土的养护非常重要。混凝土浇筑后,应及时进行养护。混凝土表面压平后,先在混凝土表面洒水,再覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护,保温材料夜间要覆盖严密,防止混凝土暴露,中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。底层塑料布下预设补水软管,补水软管沿管长度方向每100mm 开5mm 水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,养护过程设专人负责。混凝土泌水结束、初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,要求进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对底板面不能连续覆盖的部位,如墙、柱插筋部位、钢柱等采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象。混凝土浇筑完成12h 内,严禁上人踩踏,浇筑完成24h 内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得踩踏。保温层在混凝土达到要求强度且表面温度与环境温度差要小于20℃时方可拆除,并在中午气温较高时才可安排保温拆除。
5、计算大体积混凝土的表面温度。根据计算,求出混凝土的表面温度和已知混凝土内部温度(中心温度)估算值进行比较,而大体积混凝土在温度应力计算和进行温度控制时,必须了解混凝土中心温度与表面温度之间的温差及混凝土表面温度与外界气温之间的温差,并加以控制,使温差所造成的温度应力小于大体积混凝土同时期的抗拉强度,以及采取措施降低大体积混凝土中心温度与表面温度之间的温差并小于混凝土易产生裂缝的温差,从而抑制温差裂缝的产生。
6、成品保护
混凝土浇完后,应将周边采用钢管扎成拦杆,以防混凝土抗压强度未达到12N/mm2,上面行人。混凝土抗压强度未达到12N/mm2时,严禁在其上面放线、测标高、运输材料和搭设支模等,以防混凝土受到破坏。对刚浇好的混凝土面如遇下雨天气,应采用薄膜随抹面随覆盖,以防雨水将其表面浆冲掉。检查基坑坡顶材料是否堆放整齐,以防大风将坡顶材料吹至已浇好的混凝土面上。对操作人员应进行技术交底,在搭设支模架和安装模板时,严禁材料上下抛掷,以免破坏混凝土面。侧模拆除应用钢撬从下往上托拆除,严禁采用钢撬从上往下插入拆除模板,以免破坏混凝土棱角。
综上所述,大体积混凝土结构的施工技术在现在的土木建筑工程中得到了广泛的应用,为了保证大体积混凝土的施工质量,必须制定详细的施工组织设计,准确掌握施工过程,严格监控施工细节,以达到大体积混凝土结构的完整性、安全性、经济性目标,为保证建筑工程整体施工质量打下坚实的基础。
参考文献:
[1]王善忠.浅谈大体积混凝土施工工艺[J].科技与生活,2009(24)
[2]冀叶银.建筑工程大面积混凝土施工技术的实践之我见[J].四川建材,2009(6)
[3]陈科兴.某建筑基础工程大体积混凝土施工技术[J].科技资讯.2010(18)
[4]王乐宏.论建筑工程混凝土冬季施工优化控制措施[J].科技致富向导.2011(06)