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【摘 要】伴随着我国土建事业的快速发展,在土建工程中,大体积混凝土的使用日益增加,但是,面对混凝土容易干燥而发生自缩和裂缝等问题,如何有效解决成为当前土建施工中的广泛关注点。
【关键词】土木建筑工程;大体积;混凝土结构;施工技术
建筑材料对土建工程来说是排在首位的影响因素。而现代化的土建工程中最常见的建筑材料就要属混凝土莫属了。在当前房屋和水坝建设中广泛使用的新型混凝土材料相较传统的混凝土具有很强的强度和渗透性,对与提升工程质量功不可没。但同时我们也应该注意到,在具体施工的过程中大体积的混凝土结构经常会有自缩、裂缝问题产生。以下本人将结合日常工作经验,对如何解决大体积混凝土结构施工中的主要技术问题进行探讨,希望给大家一些有益的参考。
一、混凝土结构的定义和特点
1、混凝土结构定义
混凝土结构是由水泥、沙子、石子、水为主要原料,同时根据施工实际需要结合其他材料而制成的结构。混凝土结构是由多种材料组成的复合材料,由于结构本身组成成分及承载受力特点,但是在周围环境中水及侵蚀性介质的作用下,随着时间的推移,混凝土将出现裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等现象。
2、混凝土结构特点
混凝土结构主要类型包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构和预应力混凝土结构等。在土建工程中最为常见,尤其是当前土建规模日益扩大的情况下,混凝土结构以其以下有点,更被广泛使用。a、具有良好的可被运输能力;b、良好的耐久性,混凝土结构在一般环境下不易被腐蚀和非人为的破坏;c、可塑性好,尚未凝结的混凝土可以根据设计的要求被模板塑造成各式各样的形状;d、混凝土结构可以通过内部钢筋等材料从而增加良好的整体性,可用于抗震、抗爆等用途;e、组成混凝土结构的大部分材料都为砂石、产地广泛,便于生产。
二、大体积混凝土施工中的质量问题及影响因素
1、混凝土的体积稳定性
混凝土的体积稳定性是指混凝土在抵抗物理、化学作用下产生变形的能力。体积稳定性不好致使混凝土的抗渗性性能降低,溶液性的物质渗透纠混凝土中,造成混凝土的耐久性能下降。
2、混凝土的收缩
收缩是混凝土本身所固有的一种重要特性。在没有负载的情况下,混凝土的开裂往往由于收缩变形而导致。
3、混凝土的徐变
在任意荷载作用下,混凝土结构除了发生弹性变形外,还产生一种随时间缓慢增加的非弹性变形,称为“徐变变形”。徐变能降低大体积混凝土结构的温度应力,减少收缩裂缝,但结构的徐变也有不利的一面,比如徐变会不断加大结构的变形。在预应力混凝土结构中,徐变会还会引起预应力的损失等,所以应综合考虑徐变的影响。
三、大体积混凝土结构施工技术要点探讨
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。
首先,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。
其次,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设计和措施
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。另外,有的结构容易突变而带来了应力集中的现象,在这些结构上应该采取加强措施。
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:
首先,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。
其次,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,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:
伴随这中国城市化进程的加快,土建工程规模日益扩大,大体积混凝土的使用是不可避免的趋势,也是未来土建工程中非常关键的一个环节,如何有效规范施工技术,尽量排除会对混凝土结构施工产生负面影响的因素成为当前土建施工管理中的重要问题。因此,每一位土建施工人员都应该积极总结经验,为我过的土建事业发展献计献策。
参考文献:
[1] 闫丽利,张英敏. 对大体积混凝土的裂缝的几点认识[J].科技信息. 2011(11)
[2]谢文利. 土木工程混凝土施工技术探讨[J].产业与科技论坛,2012(01)
[3] 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)
[4] 潘永刚. 土木工程混泥土施工技术的研究[J].门窗. 2013(12)
【关键词】土木建筑工程;大体积;混凝土结构;施工技术
建筑材料对土建工程来说是排在首位的影响因素。而现代化的土建工程中最常见的建筑材料就要属混凝土莫属了。在当前房屋和水坝建设中广泛使用的新型混凝土材料相较传统的混凝土具有很强的强度和渗透性,对与提升工程质量功不可没。但同时我们也应该注意到,在具体施工的过程中大体积的混凝土结构经常会有自缩、裂缝问题产生。以下本人将结合日常工作经验,对如何解决大体积混凝土结构施工中的主要技术问题进行探讨,希望给大家一些有益的参考。
一、混凝土结构的定义和特点
1、混凝土结构定义
混凝土结构是由水泥、沙子、石子、水为主要原料,同时根据施工实际需要结合其他材料而制成的结构。混凝土结构是由多种材料组成的复合材料,由于结构本身组成成分及承载受力特点,但是在周围环境中水及侵蚀性介质的作用下,随着时间的推移,混凝土将出现裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等现象。
2、混凝土结构特点
混凝土结构主要类型包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构和预应力混凝土结构等。在土建工程中最为常见,尤其是当前土建规模日益扩大的情况下,混凝土结构以其以下有点,更被广泛使用。a、具有良好的可被运输能力;b、良好的耐久性,混凝土结构在一般环境下不易被腐蚀和非人为的破坏;c、可塑性好,尚未凝结的混凝土可以根据设计的要求被模板塑造成各式各样的形状;d、混凝土结构可以通过内部钢筋等材料从而增加良好的整体性,可用于抗震、抗爆等用途;e、组成混凝土结构的大部分材料都为砂石、产地广泛,便于生产。
二、大体积混凝土施工中的质量问题及影响因素
1、混凝土的体积稳定性
混凝土的体积稳定性是指混凝土在抵抗物理、化学作用下产生变形的能力。体积稳定性不好致使混凝土的抗渗性性能降低,溶液性的物质渗透纠混凝土中,造成混凝土的耐久性能下降。
2、混凝土的收缩
收缩是混凝土本身所固有的一种重要特性。在没有负载的情况下,混凝土的开裂往往由于收缩变形而导致。
3、混凝土的徐变
在任意荷载作用下,混凝土结构除了发生弹性变形外,还产生一种随时间缓慢增加的非弹性变形,称为“徐变变形”。徐变能降低大体积混凝土结构的温度应力,减少收缩裂缝,但结构的徐变也有不利的一面,比如徐变会不断加大结构的变形。在预应力混凝土结构中,徐变会还会引起预应力的损失等,所以应综合考虑徐变的影响。
三、大体积混凝土结构施工技术要点探讨
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。
首先,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。
其次,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设计和措施
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。另外,有的结构容易突变而带来了应力集中的现象,在这些结构上应该采取加强措施。
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:
首先,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。
其次,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,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:
伴随这中国城市化进程的加快,土建工程规模日益扩大,大体积混凝土的使用是不可避免的趋势,也是未来土建工程中非常关键的一个环节,如何有效规范施工技术,尽量排除会对混凝土结构施工产生负面影响的因素成为当前土建施工管理中的重要问题。因此,每一位土建施工人员都应该积极总结经验,为我过的土建事业发展献计献策。
参考文献:
[1] 闫丽利,张英敏. 对大体积混凝土的裂缝的几点认识[J].科技信息. 2011(11)
[2]谢文利. 土木工程混凝土施工技术探讨[J].产业与科技论坛,2012(01)
[3] 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)
[4] 潘永刚. 土木工程混泥土施工技术的研究[J].门窗. 2013(12)