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摘要:本文介紹了大體積混凝土的概念及特點,重點探討了大體積混凝土的施工技術,給出大體積混凝土施工中應注意的問題,進而分析了大體積混凝土的養護問題。對工程實際有一定的指導意義。
關鍵詞:大體積混凝土;施工技術;養護
一、大體積混凝土的定義
什么是大體積混凝土?目前國內尚無一個明確的定義,國外的定義也不盡相同。日本建筑學會標準(JASS5)規定:“結構斷面最小厚度在80cm以上,同時水化熱引起混凝土內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”。美國混凝土學會(ACI)規定:“任何就地澆筑的大體積混凝土,其尺寸之大,必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問題,以最大限度減少開裂”。
從上述兩國的定義可知:大體積混凝土不是由其絕對截面尺寸的大小決定的,而是由是否會產生水化熱引起的溫度收縮應力來定性的,但水化熱的大小又與截面尺寸有關。
由于對大體積混凝土沒有統一定義,以截面尺寸來簡單判斷是否是大體積混凝土的現象比較常見,給工程帶來不同程度的損失。例如:有些工程雖然厚度達到80cm(或1m),但也不屬于大體積混凝土的范疇,業主卻要求TRANBBS施工單位按大體積混凝土標準施工,造成不必要的浪費;有些工程雖然厚度未達到80cm(或1m),但水化熱卻較大,施工單位卻沒有按大體積混凝土的TRANBBS技術標準施工,造成結構裂縫,結果采取種種措施加以補救,又造成額外費用。
另外,由于對大體積混凝土沒有明確定義,某些書刊也濫用名稱,例如出現:“超大體積混凝土”、“超厚大體積混凝土”、“特大體積混凝土”等不嚴格的名稱。
二、大體積混凝土的特點
建筑大體積混凝土與一般混凝土的不同之處:其工程規模的大小、結構形式、受荷情況、混凝土特點、配筋構造等方面。建筑工程大體積混凝土多為現澆超靜定結構混凝土,具有澆筑量大、結構厚大、工程條件復雜等特點,其設計強度、施工技術和質量要求比一般混凝土要高;單方混凝土水泥用量較大,由于水化熱引起的混凝土內部溫度也較高;由于結構斷面內配筋較多,這就對連續性整體澆筑的要求比一般混凝土的要求高些;結構構筑物雖然受外界條件變化影響較小,多屬于室內、地下或半地下,但對抗滲性能的要求較高。此外,在混凝土溫度及溫度應力的計算方法和采取的措施上,兩者也有很多差異。除了必須具有足夠的剛度、強度、穩定性以外,還應滿足結構物的整體性和耐久性要求。因此,建筑工程大體積混凝土施工中的一個關鍵問題就是如何控制混凝土的溫度變形和內外溫差而造成的裂縫,從而提高混凝土的抗裂、抗滲和抗侵蝕的性能。
三、大體積混凝土的施工技術
大體積混凝土的施工技術包括:土方開挖、鋼筋加工與安裝、混凝土的拌制與輸送、混凝上的澆筑與搗固、混凝土表面處理與養護、模板支拆、施工機械的選型與布置、勞動力的投入以及進度的控制等。
1. 拌制與輸送
大體積混凝土結構厚大、澆筑量大,一般澆筑體積可達幾千立方米至上萬立方米, 因此在拌制時應盡可能的進行集中拌制,采用商品混凝土更好。為了降低水化熱,配制混凝土時宜摻加適量的減水劑和沸石粉或粉煤灰,既改善了混凝土的和易性又減少了水泥的用量。當采用泵送混凝土時,可摻加泵送劑,但還是采用礦渣水泥來配制混凝土為宜,因為其發熱量較低。
2. 澆筑與搗固
根據現場的具體情況和溫度應力計算,首先確定是整澆還是分段澆筑。然后根據施工方案計算來確定混凝土運輸工具、澆筑設備、勞動力數量和搗實機械等?;炷翉男冻龅綕仓戤叺难永m時間應該小于規范規定的值?;炷吝\輸、澆筑及間歇的全部時間應該小于規范規定值,當必須超過時則應留置施工縫?;炷蠞仓拥暮穸葢∮诘扔谡駬v棒作用部分長度的1.25倍。澆筑混凝土應連續進行,當必須進行間歇時,宜盡量縮短其間歇時間,并應將次層混凝土在前層混凝土凝結之前澆筑完畢。應合理分段分層進行混凝土的澆筑,使混凝土沿高度均勻上升,澆筑宜在室外氣溫較低時進行,混凝土澆筑溫度應該低于28℃。
3.表面處理與養護
在大體積混凝土分段澆筑完畢后混凝土初凝之后終凝之前,應排除上表面的泌水,進行表面的抹壓或二次振搗,消除最先出現的表面裂縫的方法是用木拍反復抹壓密實。應該定期測定混凝土內部和表面溫度,將溫差控制在設計要求的范圍以內,當設計沒有具體要求時, 混凝土內部和表面的溫差應小于25℃。冬期施工條件下,應在混凝土表面冷卻到小于5℃時才能將模板和保溫層拆除。在其他時期施工條件下,拆除時的溫度應混凝土表面與外界溫差小于l5℃。潮濕環境中的混凝土在養護時間,對于有抗滲要求或摻用緩凝型外加劑的混凝土的養護時間不能少于l4d,對采用普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土養護時間不能少于7d。
4. 后澆帶的設置
影響溫度應力的因素之一是結構長度,許多工程的伸縮縫經常帶來了滲漏,對裂縫滲漏的治理的難度對伸縮縫的難度要小??梢圆扇≡O置后澆帶的方法來取消伸縮縫。其原理是把總溫差分為兩部分。在第一部分溫差經歷時間內,把結構分成若干長度盡量小一些的段,這些段與施工縫結合起來,能夠有效地使溫度收縮應力減小。在施工后期,把這許多段澆成整體繼續承受第二部分溫差和收縮應力。將兩部分的溫差和收縮應力疊加應不大于混凝上設計抗拉強度,這種控制裂縫的方法能夠達到不設置永久伸縮縫目的。
四、施工中應注意的幾個問題
1.泌水和浮漿問題
大體積混凝土施工一般都采取的是分層澆筑,一般上下層施工的間隔時間為1.5~3h,因此各澆筑層易產生泌水層??梢岳萌藶榈?ldquo;水潭”或正式設計的集水坑,將多余水分集中后用專門的隔膜泵或軟軸泵抽水排出,或使多余的水分從結構四周側模的底部開設的排水孔中自然排走。對于豎向和墻體等結構,解決的辦法是調整坍落度和配合比。
2.留置與處理后澆縫問題
在大體積混凝土施工中合理的分縫分塊,一方面可以縮小約束范圍,減輕約束作用;另一方面也可利用澆筑塊的層面進行散熱,使混凝土的內部溫度降低。另外,能夠滿足預埋螺栓、綁扎鋼筋等工序的操作需要。但接縫的處理必須滿足防滲的要求。
3.模板工程
對于大體積混凝土的模板,模板承受著振搗混凝土的振動力和混凝土的側壓力,為了防止模板產生過大的變形,這就要求模板的支撐體系的可靠性要較好,不能完全套用一般常規方法進行配置,而應根據實際受力情況,對模板、拉桿、立柱以及支撐系統的所有構件,都要進行設計計算配置,使其具有足夠的安全儲備。
五、混凝土養護
混凝土養護要把握三個環節。即:保證濕度、調控溫度、控制養護期限。要注意以下細節:
1.養護要及時。在混凝土澆筑過程中,為減少混凝土表面曝曬時間,防止混凝土表面水分蒸發,可用塑料薄膜等不吸水的材料,一邊澆筑、一邊覆蓋,待初凝抹面收漿后,再正式進入養護工序;
2.如采用人工灑水、噴淋養護,混凝土表面可用土工布、麻袋、棉氈等吸水材料覆蓋(包裹)嚴實,不露邊露角、灑水噴淋的間隔時間要短。覆蓋物內外自始自終要保持水分,防止干濕循環。一般來說養護水溫不宜低于15℃,且養護水溫與混凝土的表面溫度相差不宜高于15℃,以防混凝土表面裂紋。
3.如采用養護劑保濕養護,養護劑應符合水泥混凝土養護劑標準。
在使用以前,要結合工程實際,進行噴涂試驗,檢測養護劑的成膜時間、成膜厚度、涂膜與混凝土的粘結力及涂膜保水性等項目。混凝土表面收漿抹面后(或脫模后),要立即在潮濕的混凝土表面上,按照產品說明書的使用方法進行噴涂。一般豎、橫方向各噴涂一遍,不得漏噴漏涂,在養護期限內,自始自終要保持涂膜的完整無損。如發現涂膜有開裂起皮現象,要立即補噴補涂;
4.如采用混凝土表面包裹塑料薄膜保濕養護,塑料薄膜應具有一定的抗裂、抗拉強度,與柔韌性?;炷撩撃:螅瑧仍诨炷帘砻鏋⑺疂駶?,立即包裹嚴實,塑料薄膜要緊貼混凝土表面,不漏縫、不透風。在養護期限內,混凝土表面自始自終要出現水珠。為使混凝土表面保持濕潤狀態,可定期向塑料薄膜內噴淋灑水,要經常檢查薄膜的完整性。如發現有塑膜開脫破裂等現象,要及時修補完整;
5.在養護期間,要密切注意大氣與混凝土表面的溫度變化。當氣溫低于+5℃時,應覆蓋保溫,不可灑水養護。當氣溫驟然變化時,要采取保溫和降溫等措施。使混凝土的表面溫度與大氣溫度之差不得超過15℃。大體積混凝土施工時,要制定周密的溫控方案,作好溫控測試。保證混凝土的內外溫差控制在設計要求范圍之內;
6.根據不同的氣象、氣溫條件與不同的結構特征,高性能混凝土的養護期限一般應控制在14~28天之內。在此養護期間內,要采用保溫(冬季)隔熱(夏季)的養護措施。保證混凝土的養護濕度滿足要求,使混凝土的水化順利進行。
7.混凝土的養護要有專人負責。在養護期限內,要及時巡視檢查,發現問題,及時解決。注意細節,作好記錄,全面落實養護措施。
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