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【摘要】:随着建筑工程施工进一步向规模大型化、造型复杂化的方向发展,民用建筑以及城市基础设施不断规模化发展。大体积混凝土施工在建设项目当中的应用也会越来越多,通过采取科学合理的施工技术,以及对施工过程的监控,对预防混凝土裂缝,确保工程的施工质量与安全有着重大意义。本文主要对大体积混凝土出现裂缝问题的主要原因进行了分析,并初步探讨了大体积混凝土结构施工技术,谨供同行参考。
【关键词】:土木工程;大体积混凝土结构;施工技术;
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着建筑行业的迅速发展,土木工程施工质量要求的不断提高,大体积混凝土被广泛发应用于土木建筑工程中已是必然趋势。大体积缓凝土是一种新型的混凝土材料,与一般混凝土相比,具有水灰比小、强度高、渗透性好、持久性长等显著优势。尽管外界荷载很难引起大体积混凝土发生裂缝等质量通病,但是在其自干燥现象的影响下极容易引起自缩问题,导致混凝土出现裂缝问题而影响了土木建筑工程的施工质量。为了保证土木建筑工程的施工质量,有必要进一步分析大体积混凝土产生裂缝的主要原因,以及结构施工设计和技术。
一、土建施工技术的重要性
目前,我国的建筑技术水平整体不高,建筑工程的质量安全也得不到有效的保障,这些原因都直接影响我国建筑行业的发展。同时,当前的建筑市场竞争越来越激烈,建筑企业想要开拓市场站稳脚跟,争取更大的发展空间,就应该依靠科技创新来增强企业实力,紧跟国际发展趋势,与行业先进水平同步。
在工程施工的过程中,能否有效的结合进行的科技成果,将直接影响着工程日后的使用性能。想要提高建筑技术的整体水平,需要紧紧依靠科技进步,将科学管理制度以及大量质量可靠的科技成果广泛地应用到工程中去,应用到建筑业的各个反面。只有如此,才能在确保工程质量的同时,也为施工企业创造更大的经济收益。
二、大体积混凝土出现裂缝问题的主要原因
1、外界温度变化因素
大体积混凝土在土木工程施工过程中,它的浇筑温度随着外界温度的变化而变化。每当气温骤降的情况下,都会增加混凝土内、外部的温差,形成温度应力。温差越大,温度应力越大,产生裂缝的可能性就越大。其实,温度应力与水泥水化热因素有着密切关系,就是造成裂缝的主要因素都归结于温差。
2、较强的约束力
在土木建筑工程中,大体积混凝土往往都是厚重的整体浇筑物结构,导致地基对其有着明显的约束力。这种来自于外部的约束力会导致混凝土产生严重裂缝现象。大体积混凝土除了外部具有较强的约束力,内部也具有强大的约束力。当然,这种约束力主要来自于温度效应,温度效应是形成内部约束力的主要因素。
3、水泥水化热因素
水泥在水化过程中必然要释放出一定的热量。由于大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,导致水泥释放的热量不易扩散而聚集在结构内部,以致于大体积混凝土结构内部的温度越来越高,与外界形成较大的温差,因此导致出现裂缝问题。
4、混凝土自缩因素
大体积混凝土中大约20%的水分是水泥硬化所需要的,其余的都应当被蒸发掉。当蒸发掉的水分超过本应该蒸发的水分——自缩值,就会引起混凝土发生收缩。因此,混凝土自缩与自缩值有着必然关系。通常而言,混凝土的自缩值与其材料有着很大关联。比如,矿渣制成的混凝土的自缩值后期比较大,使用较细材料制成的混凝土的自缩值早期较大。
除此之外,大体积混凝土材料中的添加剂、矿物质掺合物(矿渣等),也是非常重要的影响因素。比如,大体积混凝土中添加的高效减水剂增加了混凝土的流动性,同时也降低了混凝土的自缩值;干缩剂的添加可以将自缩值降低50%左右;膨胀剂等。通过这些例子,足见添加剂对大体积混凝土自缩值的影响。另外,水灰比、骨料的含量与种类也会影响大体积混凝土的自缩值。因此,在思考如何设计土木建筑工程中大体积缓凝土结构施工的过程中,应当将导致混凝土裂缝、自缩的因素考虑其中,才能够保证施工设计的科学性和有效性。
三、大体积混凝土结构施工技术
大体积混凝土结构施工技术的提高对改善工程质量有很大意义,因此,应该采取措施,不断改善施工技术,保障工程的质量。
1、大体积混凝土的质量与配制
大体积混凝土的质量与配比对施工质量有很大影响,因此,在水泥的选择上,应尽量根据混凝土材料的质量指标来选择低水化的且有较长凝结时间的中热硅酸盐水泥,确保粗细骨料的泥沙含量要少于1.5%。骨料应该占混凝土的80%以上,并且要求表面比较清洁,膨胀系数较小,级配良好。而混凝土中的砂石也应符合含量要求,砂子中的石粉比例一般为15%-18%,应该根据骨料的粗细选择粒度,细骨料一般选择中砂;采用减水剂、缓凝剂等作为外加剂,采用矿渣粉、粉煤灰等作为掺合料。除此之外还应注意,在保证混凝土强度,避免其出现坍塌的情况下,可以适量提高骨料和掺合料的含量,以降低混凝土的含水量;水化热低的水泥往往会出现析水现象,形成了含水多的一层夹层,不利于混凝土整体结构的维护和稳定,因此,要尽量选择渗水性小的水泥,并适当加入减水剂,或者通过在水夹层中添加干型混凝土的措施,来降低析水现象所带来的危害。总的来说,应该通过严格设计混凝土的配合比选择配合的材料,并且要经过试验,选择最好的水灰比、确定混凝土的坍落度指标。
2、大体积混凝土的浇筑
大体积混凝土在浇筑的过程中,应该首先根据实际情况制定严密的施工计划,以保障工程实施的可行性。严格结合结构的大小、钢筋布置的疏密程度、混凝土的供应质量情况、管道位置的预设等因素,来完成大体积混凝土的浇筑工作,应注意每一层混凝土在刚开始凝固时就要被新一层的混凝土覆盖住,并捣严实。在浇筑的过程中,可根据以下几个方面来保证浇筑质量。
第一,利用泵输送混凝土,泵使用之前先用水泥纯浆进行润滑,防止输送过程堵塞,提高输送速度和质量。由于利用泵输送混凝土的坍落度很大,因此应该循序渐进地输送,加快浇筑的速度,尽量减少混凝土暴露在外面的时间。
第二,进行分层浇筑。分层浇筑包括全面分层、分段分层和斜面分层。全面分层是指连续逐层浇筑,这种分层浇筑方法适用于平面尺寸较小的,从短边沿长边推进施工的情况;分段浇筑则是首先将混凝土结构分成几段之后逐段浇筑,这种分层浇筑法适用于混凝土供应较少的情况,且要求结构的厚度、面积较小,长度较大;斜面浇筑法是在结构长度、混凝土的流动性太大的情况下使用的,这样有利于形成稳定的踏面。应注意斜面的坡度要小于1/3。依据早期裂缝的形成原理,应该在浇筑时尽量避免裂缝的产生。这要求施工技术人员做好初凝抹压工作,严格控制浇筑质量。
3、大体积混凝土裂缝预防的施工設计和措施
针对大体积混凝土结构容易产生裂缝的现象,可以通过严谨的施工设计和改进施工技术,来减少或避免这种现象的出现。
施工设计:混凝土的配合比设置首先要遵循混凝土良好工作性的原则,然后通过降低混凝土中的含水量,来提高混凝土的抗裂性;其次,可以通过增加直径、间距较小的构造钢筋来增强结构的抗裂性,尤其是在容易破裂的边缘部位,应该通过暗梁的设置,来提高配筋率;最后,在结构设计中,应结合气候条件,科学合理地设置后浇缝尽量保证保留时间不小于两个月。
施工措施:在施工过程中,首先应该掌握施工的各项技术标准,优化混凝土中的各种原材料之间的配比,合理控制水灰比,通过添加减水剂等方法来减少混凝土的坍落度;其次,根据工程项目的特点进行分析,采取综合措施来控制混凝土的温度。利用混凝土在凝固后期所具备的强度来减少水的用量和避免收缩现象;最后,利用振捣技术,提高混凝土的抗裂程度等。
4、大体积混凝土的温度控制
大体积混凝土在养护过程中,既要求强度的提高,也要避免裂缝的出现,因此,在养护过程中,应该主要通过对温度的控制来达到这两个要求。温度控制实际上就是通过人为控制,降低混凝土内部的温度和浇筑温度之间的差异。可以通过以下措施来进行温度控制:
第一,当混凝土内外温差较大的时候,如果混凝土的厚度比较大,则可以通过管径的预留来进行冷水循环,有效促进冷热交换,减少温差;第二,采用保温法。保温法是指在混凝土的表面等地方覆盖一些具有保温特性的材料,例如塑料薄膜,棉毡,沙子等等,让散热缓慢进行,以利于混凝土强度的提高。
结束语
混凝土裂缝对建筑质量造成了严重的损害,会促使混凝土碳化,钢筋发生锈蚀等等,降低了建筑的使用期限。因此,大体积混凝土结构施工技术是需要不断探讨、改进的,以更好地为土木建筑工程服务。
参考文献:
[1] 张百林.试论土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术.中国房地产业.2011,(8).
[2] 易操,程红艳.浅谈大体积混凝土施工.论与实践专题研,2007,(6).
【关键词】:土木工程;大体积混凝土结构;施工技术;
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着建筑行业的迅速发展,土木工程施工质量要求的不断提高,大体积混凝土被广泛发应用于土木建筑工程中已是必然趋势。大体积缓凝土是一种新型的混凝土材料,与一般混凝土相比,具有水灰比小、强度高、渗透性好、持久性长等显著优势。尽管外界荷载很难引起大体积混凝土发生裂缝等质量通病,但是在其自干燥现象的影响下极容易引起自缩问题,导致混凝土出现裂缝问题而影响了土木建筑工程的施工质量。为了保证土木建筑工程的施工质量,有必要进一步分析大体积混凝土产生裂缝的主要原因,以及结构施工设计和技术。
一、土建施工技术的重要性
目前,我国的建筑技术水平整体不高,建筑工程的质量安全也得不到有效的保障,这些原因都直接影响我国建筑行业的发展。同时,当前的建筑市场竞争越来越激烈,建筑企业想要开拓市场站稳脚跟,争取更大的发展空间,就应该依靠科技创新来增强企业实力,紧跟国际发展趋势,与行业先进水平同步。
在工程施工的过程中,能否有效的结合进行的科技成果,将直接影响着工程日后的使用性能。想要提高建筑技术的整体水平,需要紧紧依靠科技进步,将科学管理制度以及大量质量可靠的科技成果广泛地应用到工程中去,应用到建筑业的各个反面。只有如此,才能在确保工程质量的同时,也为施工企业创造更大的经济收益。
二、大体积混凝土出现裂缝问题的主要原因
1、外界温度变化因素
大体积混凝土在土木工程施工过程中,它的浇筑温度随着外界温度的变化而变化。每当气温骤降的情况下,都会增加混凝土内、外部的温差,形成温度应力。温差越大,温度应力越大,产生裂缝的可能性就越大。其实,温度应力与水泥水化热因素有着密切关系,就是造成裂缝的主要因素都归结于温差。
2、较强的约束力
在土木建筑工程中,大体积混凝土往往都是厚重的整体浇筑物结构,导致地基对其有着明显的约束力。这种来自于外部的约束力会导致混凝土产生严重裂缝现象。大体积混凝土除了外部具有较强的约束力,内部也具有强大的约束力。当然,这种约束力主要来自于温度效应,温度效应是形成内部约束力的主要因素。
3、水泥水化热因素
水泥在水化过程中必然要释放出一定的热量。由于大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,导致水泥释放的热量不易扩散而聚集在结构内部,以致于大体积混凝土结构内部的温度越来越高,与外界形成较大的温差,因此导致出现裂缝问题。
4、混凝土自缩因素
大体积混凝土中大约20%的水分是水泥硬化所需要的,其余的都应当被蒸发掉。当蒸发掉的水分超过本应该蒸发的水分——自缩值,就会引起混凝土发生收缩。因此,混凝土自缩与自缩值有着必然关系。通常而言,混凝土的自缩值与其材料有着很大关联。比如,矿渣制成的混凝土的自缩值后期比较大,使用较细材料制成的混凝土的自缩值早期较大。
除此之外,大体积混凝土材料中的添加剂、矿物质掺合物(矿渣等),也是非常重要的影响因素。比如,大体积混凝土中添加的高效减水剂增加了混凝土的流动性,同时也降低了混凝土的自缩值;干缩剂的添加可以将自缩值降低50%左右;膨胀剂等。通过这些例子,足见添加剂对大体积混凝土自缩值的影响。另外,水灰比、骨料的含量与种类也会影响大体积混凝土的自缩值。因此,在思考如何设计土木建筑工程中大体积缓凝土结构施工的过程中,应当将导致混凝土裂缝、自缩的因素考虑其中,才能够保证施工设计的科学性和有效性。
三、大体积混凝土结构施工技术
大体积混凝土结构施工技术的提高对改善工程质量有很大意义,因此,应该采取措施,不断改善施工技术,保障工程的质量。
1、大体积混凝土的质量与配制
大体积混凝土的质量与配比对施工质量有很大影响,因此,在水泥的选择上,应尽量根据混凝土材料的质量指标来选择低水化的且有较长凝结时间的中热硅酸盐水泥,确保粗细骨料的泥沙含量要少于1.5%。骨料应该占混凝土的80%以上,并且要求表面比较清洁,膨胀系数较小,级配良好。而混凝土中的砂石也应符合含量要求,砂子中的石粉比例一般为15%-18%,应该根据骨料的粗细选择粒度,细骨料一般选择中砂;采用减水剂、缓凝剂等作为外加剂,采用矿渣粉、粉煤灰等作为掺合料。除此之外还应注意,在保证混凝土强度,避免其出现坍塌的情况下,可以适量提高骨料和掺合料的含量,以降低混凝土的含水量;水化热低的水泥往往会出现析水现象,形成了含水多的一层夹层,不利于混凝土整体结构的维护和稳定,因此,要尽量选择渗水性小的水泥,并适当加入减水剂,或者通过在水夹层中添加干型混凝土的措施,来降低析水现象所带来的危害。总的来说,应该通过严格设计混凝土的配合比选择配合的材料,并且要经过试验,选择最好的水灰比、确定混凝土的坍落度指标。
2、大体积混凝土的浇筑
大体积混凝土在浇筑的过程中,应该首先根据实际情况制定严密的施工计划,以保障工程实施的可行性。严格结合结构的大小、钢筋布置的疏密程度、混凝土的供应质量情况、管道位置的预设等因素,来完成大体积混凝土的浇筑工作,应注意每一层混凝土在刚开始凝固时就要被新一层的混凝土覆盖住,并捣严实。在浇筑的过程中,可根据以下几个方面来保证浇筑质量。
第一,利用泵输送混凝土,泵使用之前先用水泥纯浆进行润滑,防止输送过程堵塞,提高输送速度和质量。由于利用泵输送混凝土的坍落度很大,因此应该循序渐进地输送,加快浇筑的速度,尽量减少混凝土暴露在外面的时间。
第二,进行分层浇筑。分层浇筑包括全面分层、分段分层和斜面分层。全面分层是指连续逐层浇筑,这种分层浇筑方法适用于平面尺寸较小的,从短边沿长边推进施工的情况;分段浇筑则是首先将混凝土结构分成几段之后逐段浇筑,这种分层浇筑法适用于混凝土供应较少的情况,且要求结构的厚度、面积较小,长度较大;斜面浇筑法是在结构长度、混凝土的流动性太大的情况下使用的,这样有利于形成稳定的踏面。应注意斜面的坡度要小于1/3。依据早期裂缝的形成原理,应该在浇筑时尽量避免裂缝的产生。这要求施工技术人员做好初凝抹压工作,严格控制浇筑质量。
3、大体积混凝土裂缝预防的施工設计和措施
针对大体积混凝土结构容易产生裂缝的现象,可以通过严谨的施工设计和改进施工技术,来减少或避免这种现象的出现。
施工设计:混凝土的配合比设置首先要遵循混凝土良好工作性的原则,然后通过降低混凝土中的含水量,来提高混凝土的抗裂性;其次,可以通过增加直径、间距较小的构造钢筋来增强结构的抗裂性,尤其是在容易破裂的边缘部位,应该通过暗梁的设置,来提高配筋率;最后,在结构设计中,应结合气候条件,科学合理地设置后浇缝尽量保证保留时间不小于两个月。
施工措施:在施工过程中,首先应该掌握施工的各项技术标准,优化混凝土中的各种原材料之间的配比,合理控制水灰比,通过添加减水剂等方法来减少混凝土的坍落度;其次,根据工程项目的特点进行分析,采取综合措施来控制混凝土的温度。利用混凝土在凝固后期所具备的强度来减少水的用量和避免收缩现象;最后,利用振捣技术,提高混凝土的抗裂程度等。
4、大体积混凝土的温度控制
大体积混凝土在养护过程中,既要求强度的提高,也要避免裂缝的出现,因此,在养护过程中,应该主要通过对温度的控制来达到这两个要求。温度控制实际上就是通过人为控制,降低混凝土内部的温度和浇筑温度之间的差异。可以通过以下措施来进行温度控制:
第一,当混凝土内外温差较大的时候,如果混凝土的厚度比较大,则可以通过管径的预留来进行冷水循环,有效促进冷热交换,减少温差;第二,采用保温法。保温法是指在混凝土的表面等地方覆盖一些具有保温特性的材料,例如塑料薄膜,棉毡,沙子等等,让散热缓慢进行,以利于混凝土强度的提高。
结束语
混凝土裂缝对建筑质量造成了严重的损害,会促使混凝土碳化,钢筋发生锈蚀等等,降低了建筑的使用期限。因此,大体积混凝土结构施工技术是需要不断探讨、改进的,以更好地为土木建筑工程服务。
参考文献:
[1] 张百林.试论土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工技术.中国房地产业.2011,(8).
[2] 易操,程红艳.浅谈大体积混凝土施工.论与实践专题研,2007,(6).