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1、 建筑工程大體積混凝土施工技術研究 俞美紅摘 要: 針對建筑工程大體積混凝土施工產(chǎn)生裂縫的原因進行了分析,從防治大體積混凝土裂縫的角度,闡述了混凝土配合比優(yōu)化的要求及原則,并著重介紹了大體積混凝土的澆筑工藝及養(yǎng)護要點。本文以防治大體積混凝土的裂縫為出發(fā)點,對大體積混凝土施工技術進行初步的分析。關鍵詞: 建筑;大體積混凝土;施工技術現(xiàn)代建筑工程中時常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩等。它主要的特點就是結構厚實,體積大,表面系數(shù)比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內(nèi)部溫升比較快。混凝土內(nèi)外溫差較大時,會使混凝土產(chǎn)生溫度裂
2、縫,影響結構安全和正常使用,所以必須從根本上分析它,來保證施工的質量。日本建筑學會標準( jass5) 規(guī)定: “結構斷面最小厚度在 80 cm以上,同時水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預計超過 25 的混凝土,稱為大體積混凝土?!眏gj/t 55-96 普通混凝土配合比設計規(guī)程規(guī)定: “混凝土結構物中實體最小尺寸大于或等于 1 m 的部位所用的混凝土。有時斷面不大,但由于所使用水泥的水化熱較大,也應該按大體積混凝土考慮?!币?大體積混凝土施工產(chǎn)生的裂縫及原因大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度不同,分為貫穿裂縫、 深入層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫,最終
3、形成貫穿裂縫,其危害性最為嚴重。產(chǎn)生裂縫的主要原因為: 水泥水化熱、外界氣溫變化和混凝土的收縮。1.干縮裂縫的原因:干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。2.塑性收縮裂縫的原因:塑性收縮是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。產(chǎn)生的主要原因為: 混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小,或者混凝土剛剛終凝而強度很小時,受高溫或較大風力的影響,混凝土表面失水過快,使混凝土體積急劇收縮,而此時
4、混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮而產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等等。3.溫度裂縫的原因:溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中?;炷翝仓?,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大,形成內(nèi)外的較大溫差,較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期,且只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。4. 安定性裂縫的原因:安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂,主要因水泥安定性不合格而引起。二.混
5、凝土配合比配合比設計的基本要求有三點:要確?;炷吝_到設計強度等級;滿足其他耐久性指標達到規(guī)范要求;滿足現(xiàn)場施工要求,如坍落度、初凝時間等。在此基礎上再對混凝土配合比進行優(yōu)化,一般按以下三點原則進行:采用最低膠凝材料和水泥用量的原則。在滿足混凝土可泵性和耐久性指標的前提下,盡量降低膠凝材料的總用量及水泥用量,以減少混凝土的水化熱及收縮值;在滿足規(guī)范和設計要求的前提下盡量適度提高粉煤灰的摻量,降低混凝土的水化熱;最少用水量法則。盡量降低混凝土的水膠比,提高混凝土的密實度,降低混凝土的空隙率,減少混凝土的收縮。在施工中,應及時排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處,用振搗器振實后,再繼續(xù)澆
6、筑上一層混凝土。三.大體積混凝土的澆筑大體積混凝土的施工工藝為: 施工準備澆筑振搗泌水處理表面處理養(yǎng)護。其中關鍵步驟為澆筑振搗和養(yǎng)護。大體積混凝土澆筑方案應根據(jù)整體連續(xù)澆筑的要求、結構物的體型大小、鋼筋疏密、混凝土供應條件等具體情況確定,可選擇如下三種方案:全面分層。在整個結構物內(nèi),采取全面分層澆筑混凝土,做到第一層全面澆筑完畢后,開始澆筑第二層時,已澆筑的第一層混凝土還未初凝,如此逐層進行,直至澆筑完成。這種方案適用于結構的平面尺寸不太大的工程,澆筑時宜從結構的短邊開始,沿長邊推進。亦可分為兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時進行。分段分層?;炷翝仓r,先從底層開始,澆筑至一定距離后澆筑第
7、二層,如此依次向前澆筑其他各層。這種方案適用于結構物厚度不太大而面積或長度較大的工程。斜面分層?;炷翉臐仓拥南露碎_始,逐漸上移,此時向前推進的澆筑混凝土攤鋪坡度應小于 1 3。這種方案適用于結構物的長度超過厚度 3 倍的情況。四.養(yǎng)護對于控制大體積混凝土的工程質量,養(yǎng)護是十分關鍵的工作。1.保溫養(yǎng)護的作用: 減少混凝土表面的熱擴散,減少混凝土表面的溫度梯度,防止產(chǎn)生表面裂縫。延長散熱時間,充分發(fā)揮混凝土的潛力和材料的松弛特性。使混凝土的平均總溫差所產(chǎn)生的拉應力小于混凝土抗拉強度,防止產(chǎn)生貫穿裂縫。2.保濕養(yǎng)護的作用: 適宜的潮濕條件可防止混凝土表面的脫水而產(chǎn)生干縮裂縫?;炷猎诔睗駰l件下,
8、可使水泥的水化作用順利進行,提高混凝土的極限拉伸強度。一般在澆筑完畢后 12 h 18 h內(nèi)立即開始養(yǎng)護。連續(xù)養(yǎng)護時間不少于 28 d 或設計齡期。養(yǎng)護工作不僅要滿足強度增長的需要,還應通過人工的溫度控制,防止因溫度變形引起混凝土的開裂。養(yǎng)護時,應根據(jù)當時氣候條件采取相應的措施,測定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度,將溫差控制在設計要求的范圍內(nèi)。當設計無具體要求時,溫差不超過20 。當混凝土具有足夠的抗裂能力時,不超過 25 。3.做好養(yǎng)護工作,采用蓄水方式進行,并在混凝土表面覆蓋一層塑料布,一層麻袋片,同時根據(jù)溫差情況及時對混凝土表面覆蓋厚度進行增減。混凝土內(nèi)外溫差及混凝土表面與大氣溫差均不得超過 25 。當發(fā)現(xiàn)內(nèi)外溫差達 t =25 時應即刻增加覆蓋,當t 降至 20 以下時,可拆除部分覆蓋,以加速降溫,如此反復,應注意速率不大于 2 /d。該工程施工完成后,至今尚未發(fā)現(xiàn)有裂縫和漏水現(xiàn)象。五.結束語對于大體積混凝土的裂縫控制與防治,只要設計增加構造措施,施工單位在澆筑、振
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