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摘要:目前,大体积混凝土施工技术的应用越来越普遍,大体积混凝土由于截面大、水泥用量大、内外温差大、温度收缩应力大,很容易导致大体积混凝土裂缝产生。因此,如何制定可行的大体积混凝土施工方案及在施工过程中采取有效措施保证大体积混凝土的质量显得尤为重要。
关键词:大体积混凝土 施工方法 施工技术
中图分类号:TU37文献标识码: A
一、大体积混凝土施工技术措施
根据我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009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。在施工的过程中,想保证大体积混凝土的浇筑质量,科学的施工方法是很有必要的。以下是大体积混凝土施工的几点重要的技术措施:
1、大体积混凝土工程施工前,宜对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩力进行试算,并确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的升温峰值,里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控技术措施。温控指标符合下列规定:
1)混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃。
2)混凝土浇筑体的里表温差不宜大于25℃。
3)混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。
4)混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。
2、大體积混凝土的水泥优先选用低水化热的矿渣水泥、粉煤灰水泥,大体积混凝土施工所用水泥其3d的水化热不宜大于240Kj/Kg,7d的水化热不宜大于270Kj/Kg。并适当使用缓凝、减水、微膨胀的外加剂,并在保证混凝土强度等级的前提下,降低水灰比,减少水泥用量,最大限度的减少混凝土凝结硬化过程中胶凝材料的水化热量。夏季施工需降低拌合水的温度(拌合水中加冰屑或用地下水),并将骨料用水冲洗降温,避免暴晒。
3、利用分块法进行浇筑。在施工的过程中,在时间允许的情况下一般采取分块浇筑法,因为混凝土的在凝结硬化的过程中容易出现内外冷热不均的现象,这种现象易导致混凝土结构出现裂缝。分块浇筑法就是避免以上状况的一种实用方法,它有水平分段浇筑和竖向分层浇筑两种方式,这两种方式中,分层浇筑又可分为三种方式,即斜面分层、分段分层以及全面分层。运用此方法操作时,时间的把握是操作的关键。如果间歇时间过久会导致裂缝的出现,因为这会使上下层混凝土结构之间产生作用力,即下层结构约束新浇筑的结构,而且会对整个工程的质量有影响;与此相反的情况下亦能够产生裂缝,因为在短时间内覆盖上层混凝土结构的话,下层混凝土结构正处于升温阶段,其表面温度高,所以就很容易导致下层混凝土结构散热不佳从而产生裂缝,对整个施工质量造成影响。
4、利用二次振捣工艺进行浇筑,在混凝土结构浇筑完毕但尚未完全凝固时进行二次振捣操作,可以有效的排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下方生成的水和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现裂缝,减少内部微裂,增加混凝土密实度,使混凝土抗压强度提高,从而提高抗裂性。
5、优化大体积混凝土的搅拌。优化大体积混凝土结构浇筑材料的搅拌,也是提高施工质量的有效方法。传统混凝土搅拌过程中,水分和湿润的石子表面相接触,在我们停止搅拌,混凝土静置的过程中会在石子表面形成水膜层。静置一段时间混凝土硬化后,水膜层就会使界面疏松多孔化,进而成为混凝土结构中薄弱的环节。不但如此,水膜层还减弱了硬化水泥砂浆和石子之间的粘结性,对混凝土的抗压力及其他物理学性能造成不良影响。为了避免上述情况的出现,可以采用砂浆裹石搅拌技术,这种技术还可以适当减少水泥的用量,减少了裂缝产生的几率。
6、控制混凝土内外温差是保证大体积混凝土施工质量的出发点。为了降低混凝土内部产生的水化热,在混凝土浇筑前预埋冷却管及测温管,并在混凝土浇筑及浇筑完成后在预埋的冷却水管中通入循环水,用循环水进行人工导热,以降低混凝土的内部温度,避免混凝土出现裂缝,保证混凝土的耐久性。在施工过程中还需注意,在混凝土开始浇筑时就就要通水,若混凝土达到最高值再进行冷却,就只能加速散热降温效果,不能有效的减少内外温差,对降低温度应力的作用就会减小。保持水箱与冷却水管的畅通,不能让一些污物阻塞冷却管,以防止冷却水管不能在混凝土内部循环。在混凝土浇筑过程中派专人全程监控,及时采取措施,控制混凝土表面温度与内部温度差值小于25℃,以确保混凝土施工质量。
7、加强混凝土的养护工作,混凝土浇筑完成后,及时覆盖保温保湿材料进行养护,并对浇筑面进行二次抹压处理,减少表面收缩裂缝。保湿养护的持续时间不得少于14d,应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况,保持混凝土表面湿润。
二、大体积混凝土裂缝的检查与处理
对于混凝土裂缝,应以预防为主,为此需要精心设计、施工,但是由于实际情况复杂多变,所以实际工程中还是难免出现一些裂缝。大体积混凝土的裂缝分为三种:表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。对于表面裂缝通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂。对深层裂缝可以采取凿除裂缝重新浇筑混凝土的方法,即用风镐、风钻或人工将裂缝凿除,至看不见裂缝为止,凿槽断面为梯形,再浇筑高一等级的细石混凝土。
对比较严重的裂缝采用灌浆法进行处理,处理效果较好。有两种常用灌浆方法:一是在表面封闭后直接用压力灌入水泥浆;二是混凝土局部修复后再灌浆,以提高其密实度。其主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料
三、结束语
大体积混凝土裂缝会降低建筑物的抗渗能力,引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此大体积混凝土要严格按规程、规范要求施工,严把质量关,科学组织施工,尽可能地降低混凝土裂缝的出现。
关键词:大体积混凝土 施工方法 施工技术
中图分类号:TU37文献标识码: A
一、大体积混凝土施工技术措施
根据我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009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。在施工的过程中,想保证大体积混凝土的浇筑质量,科学的施工方法是很有必要的。以下是大体积混凝土施工的几点重要的技术措施:
1、大体积混凝土工程施工前,宜对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩力进行试算,并确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的升温峰值,里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控技术措施。温控指标符合下列规定:
1)混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃。
2)混凝土浇筑体的里表温差不宜大于25℃。
3)混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。
4)混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。
2、大體积混凝土的水泥优先选用低水化热的矿渣水泥、粉煤灰水泥,大体积混凝土施工所用水泥其3d的水化热不宜大于240Kj/Kg,7d的水化热不宜大于270Kj/Kg。并适当使用缓凝、减水、微膨胀的外加剂,并在保证混凝土强度等级的前提下,降低水灰比,减少水泥用量,最大限度的减少混凝土凝结硬化过程中胶凝材料的水化热量。夏季施工需降低拌合水的温度(拌合水中加冰屑或用地下水),并将骨料用水冲洗降温,避免暴晒。
3、利用分块法进行浇筑。在施工的过程中,在时间允许的情况下一般采取分块浇筑法,因为混凝土的在凝结硬化的过程中容易出现内外冷热不均的现象,这种现象易导致混凝土结构出现裂缝。分块浇筑法就是避免以上状况的一种实用方法,它有水平分段浇筑和竖向分层浇筑两种方式,这两种方式中,分层浇筑又可分为三种方式,即斜面分层、分段分层以及全面分层。运用此方法操作时,时间的把握是操作的关键。如果间歇时间过久会导致裂缝的出现,因为这会使上下层混凝土结构之间产生作用力,即下层结构约束新浇筑的结构,而且会对整个工程的质量有影响;与此相反的情况下亦能够产生裂缝,因为在短时间内覆盖上层混凝土结构的话,下层混凝土结构正处于升温阶段,其表面温度高,所以就很容易导致下层混凝土结构散热不佳从而产生裂缝,对整个施工质量造成影响。
4、利用二次振捣工艺进行浇筑,在混凝土结构浇筑完毕但尚未完全凝固时进行二次振捣操作,可以有效的排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下方生成的水和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现裂缝,减少内部微裂,增加混凝土密实度,使混凝土抗压强度提高,从而提高抗裂性。
5、优化大体积混凝土的搅拌。优化大体积混凝土结构浇筑材料的搅拌,也是提高施工质量的有效方法。传统混凝土搅拌过程中,水分和湿润的石子表面相接触,在我们停止搅拌,混凝土静置的过程中会在石子表面形成水膜层。静置一段时间混凝土硬化后,水膜层就会使界面疏松多孔化,进而成为混凝土结构中薄弱的环节。不但如此,水膜层还减弱了硬化水泥砂浆和石子之间的粘结性,对混凝土的抗压力及其他物理学性能造成不良影响。为了避免上述情况的出现,可以采用砂浆裹石搅拌技术,这种技术还可以适当减少水泥的用量,减少了裂缝产生的几率。
6、控制混凝土内外温差是保证大体积混凝土施工质量的出发点。为了降低混凝土内部产生的水化热,在混凝土浇筑前预埋冷却管及测温管,并在混凝土浇筑及浇筑完成后在预埋的冷却水管中通入循环水,用循环水进行人工导热,以降低混凝土的内部温度,避免混凝土出现裂缝,保证混凝土的耐久性。在施工过程中还需注意,在混凝土开始浇筑时就就要通水,若混凝土达到最高值再进行冷却,就只能加速散热降温效果,不能有效的减少内外温差,对降低温度应力的作用就会减小。保持水箱与冷却水管的畅通,不能让一些污物阻塞冷却管,以防止冷却水管不能在混凝土内部循环。在混凝土浇筑过程中派专人全程监控,及时采取措施,控制混凝土表面温度与内部温度差值小于25℃,以确保混凝土施工质量。
7、加强混凝土的养护工作,混凝土浇筑完成后,及时覆盖保温保湿材料进行养护,并对浇筑面进行二次抹压处理,减少表面收缩裂缝。保湿养护的持续时间不得少于14d,应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况,保持混凝土表面湿润。
二、大体积混凝土裂缝的检查与处理
对于混凝土裂缝,应以预防为主,为此需要精心设计、施工,但是由于实际情况复杂多变,所以实际工程中还是难免出现一些裂缝。大体积混凝土的裂缝分为三种:表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。对于表面裂缝通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂。对深层裂缝可以采取凿除裂缝重新浇筑混凝土的方法,即用风镐、风钻或人工将裂缝凿除,至看不见裂缝为止,凿槽断面为梯形,再浇筑高一等级的细石混凝土。
对比较严重的裂缝采用灌浆法进行处理,处理效果较好。有两种常用灌浆方法:一是在表面封闭后直接用压力灌入水泥浆;二是混凝土局部修复后再灌浆,以提高其密实度。其主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料
三、结束语
大体积混凝土裂缝会降低建筑物的抗渗能力,引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此大体积混凝土要严格按规程、规范要求施工,严把质量关,科学组织施工,尽可能地降低混凝土裂缝的出现。