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摘要:在近几十年,混凝土成为建筑工程中重要的材料。随着国民经济的快速发展,在重大建筑工程或高层建筑中,经常会遇到大体积混凝土的浇筑施工,由于大体积混凝土在浇筑施工后常出现裂缝现象。因此,如何对大体积混凝土进行浇筑施工,确保工程质量满足工程建设的要求,是当前施工单位面临的一个重要难题。本文对建筑工程中的大体积混凝土的特点、产生裂缝的原因,以及对其在浇筑施工中的技术问题做了详细论述。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;浇筑
随着国家对建筑工程越来越重视,各项重大工程、高层建筑等也在逐渐的增多,由于大体积混凝土具有很好的稳定性能,因此大体积混凝土广泛应用在这些建筑中。但是由于大體积混凝土的结构比一般混凝土较厚实,使得水泥的水化热比较大、其施工技术比较复杂,这就容易使得建筑结构内部出现温度剧烈变形的现象,严重者还会使得结构物出现较明显的裂缝,如果不采取相应的控制措施,将会影响整个建筑结构稳定性、耐久性。
1 大体积混凝土的特点以及出现裂缝的原因
1.1 大体积混凝土的特点
大体积混凝土,指混凝土结构的体积比较大,其结构断面的厚度比一般混凝土结构较厚一些,一般厚度大于80cm,混凝土的比重也比一般的混凝土较多,并且施工技术也比较复杂。同时水泥水化热的释放比较集中,一般温度高于25℃,且由于混凝土体积较大,这样就很容易使得建筑结构出现温度引起的变形现象,严重者出现裂缝。因此,为了确保混凝土结构的整体稳定性不受到较大的变形影响,一般采用先进的施工技术和施工手段,还要在大体积混凝土配合料中添加膨胀剂或减水剂,同时还要特别注意工程的后期养护问题,确保工程的施工质量不受到影响。
1.2 大体积混凝土出现裂缝的原因
1.2.1 水泥水化热的影响
由于水泥在水化硬化过程中会释放出大量的热量,且主要发生在混凝土浇筑7d后,混凝土内部温度迅速升高,经科学试验可知,水泥水化热温度可达70℃左右。特别是大体积混凝土结构,由于体积较大,向外界散热较慢,使得结构物内部温度很高。同时,由于混凝土内部和表面的散热速度不同,因此混凝土中心温度比表面高很多,这样就在结构物内部出现温度梯度现象,使混凝土内部产生较大的压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉极限强度时,混凝土表面就会出现裂缝。
1.2.2 混凝土收缩的影响
混凝土收缩是指混凝土在硬结过程中,会出现体积减小的现象。由于水泥水化用水量约占水泥重量的20%,在混凝土硬化过程中,剩余拌合用水的蒸发作用将引起混凝上体积的减小。研究发现,混凝土硬化收缩是一个漫长的过程,大约有4个月的时间,混凝土才可以停止收缩。在不受外力的情况下,混凝土自发变形;当受到一定程度的外部约束时,将在混凝土结构中产生拉应力,使得混凝土出现裂缝。
1.2.3 其他因素的影响
由于建筑物基础发生不均匀沉降也会引起混凝土结构出现裂缝,同时这种裂缝会随着基础沉降亮的增大而增大,直到地基沉降稳定后,裂缝将不会在发生变化。此外,由于混凝土配合比不合理,会造成混凝土发生塑性沉降裂缝,一般是因为在混凝土配合比设计中,由于粗骨料的颗粒级配不连续或数量不够,水灰比不合适所造成的结构出现裂缝。水泥中的碱骨料反应也会产生裂缝。
2. 建筑工程中大体积混凝土的浇筑技术
2.1 大体积混凝土浇筑前的准备
2.1.1 材料的准备
(1)选用低热或中低热的水泥:针对大体积混凝土,尽量选用低热或中低热的水泥,比如粉煤灰水泥,火山灰质硅酸盐水泥或火山矿渣水泥,同时在混凝土拌合时,避免水泥不应出现结块现象,符合工程质量要求,应尽可能的减少水泥的总体用量,根据规范应该控制在450kg/m3以下,保证混凝土拌合的和易性,使得浇筑时泵送的顺畅;
(2)骨料和砂子的选择:在大体积混凝土中,由于骨料占混凝土总体积的80%~83%左右,因此在骨料选取时,优先选用岩石弹性模量低、表面没有包裹层、颗粒级配良好的骨料。在选用的砂子时,应优先选用中砂作为原材料,同时砂子中含泥量应控制在3%以下,石子以大粒径的碎石或卵石为最佳。
(3)根据大体积混凝土的特点,掺加合适的外加剂:在混凝土中掺加一定量的外加剂,以减少混凝土单位体积的水泥用量,从而降低水化热,推迟温度峰值的出现时间,如掺加适量的膨胀剂,可以使结构微膨胀,以抵消混凝土因收缩产生的拉应力,对防止混凝上收缩裂缝起到显著的作用。
(4)拌合时掺加外掺料:比如加入粉煤灰,因为粉煤灰本身具有一定的活性,还可以降低水化热;同时还因为用粉煤灰代替部分水泥,不仅不会降低结构的整体稳定性,而且适当的掺加粉煤灰还可以提高混凝土的粘塑性、可泵性,以及提高混凝土结构的后期强度。
2.1.2 技术准备
(1)在进行大体积混凝土浇筑以前,应和混凝土的预拌单位提交相应拌合和浇灌申请,其内容主要有以下几点:混凝土抗压强度等级、坍落度、混凝土的浇筑时间、初凝时间及终凝时间等。
(2)在大体积混凝土浇筑之前,还应该对所有的机械设备进行自习检查,还要配备相应的技术的专职人员,以便随时进行检修。
(3)在混凝土浇筑过程中,应该确保供电、供水、照明的正常。
2.2 混凝土配合比的设计和优化
研究表明,影响大体积混凝土浇筑施工出现质量问题的第一要素的混凝土的配合比设计。在混凝土的配合比设计时,应使混凝土的强度满足施工技术所要求,同时还要尽可能的减少对水泥和水的用量,降低水泥的水化热,确保混凝土具有很好的工作和易性,确保建筑工程的安全性、稳定性。混凝土规范所规定的配合比并不一定适合所有的工程,当遇到特殊工程或环境发生变化时,应根据当地的特殊情况进行适当的调整混凝土配合比。
2.3 大体积混凝土具体施工浇筑技术
(1)在建筑工程中对大体积混凝土浇筑时,经常采用的方法有推移式连续浇筑和分层浇筑法。同时,为了在浇筑过程中不产生施工缝,则在混凝土的铺摊时,应根据混凝土和易性以及振捣器的作用深度来确定摊铺厚度;采用泵送混凝土拌合料时,铺摊厚度应控制在600 mm以下,而采用非泵送时,铺摊厚度不应大于400 mm。
(2)由于大体积混凝土的单位体积中的水泥用量较少,需要掺加粉煤灰等,同时在混凝土搅拌时,要适当地延长搅拌时间,应该控制在30 min左右,确保混凝土的搅拌过程中均匀搅拌,保证混凝土拌合物有较好的和易性。
(3)浇筑混凝土拌合料时,要在第一层浇筑的混凝土没有进行初凝的情况下,进行第二层浇筑,随后进行逐层连续的浇筑混凝土,直到浇筑完成。
(4)浇筑完成后,要注意对大体积混凝土的养护工作,通常采用保温法和保湿法两种。在夏季施工时,为了保证混凝土表面有一定的湿润,应对其进行合理的浇水。冬季施工时,要增加保温措施,可以在混凝土表面覆盖塑料膜,或是在表面涂刷保温涂料。在混凝土达到设计强度后,才允许拆模,切勿提前拆模。
(5)对混凝土的质量验收
在大体积混凝土拆模后,要对结构进行质量验收:首先,要对结构的外观和截面尺寸进行检查验收,查看表面是否有裂缝、麻面、露筋、蜂窝等;其次,要对强度进行验收,是否达到设计的抗压强度。
3. 结束语
由本文可以得知,大体积混凝土浇筑施工是一个非常复杂的过程,其对建筑结构的整体工程质量有决定性的作用。我们知道,影响工程质量的因素较多,但如果大体积混凝土浇筑不满足要求,就有可能使工程结构出现问题。因此,为避免建筑施工质量出现问题,必须对大体积混凝土浇筑技术加以控制,保证建筑结构工程的施工质量。
参考文献
[1]罗志涛,陈秀荣,张俞.大体积混凝土浇筑技术及常见问题处理[J].中国水运,2008(1).
[2]唐红,黄孝敏.建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术浅谈[J]. 城市建设理论研究,2012(21).
关键词:建筑工程;大体积混凝土;浇筑
随着国家对建筑工程越来越重视,各项重大工程、高层建筑等也在逐渐的增多,由于大体积混凝土具有很好的稳定性能,因此大体积混凝土广泛应用在这些建筑中。但是由于大體积混凝土的结构比一般混凝土较厚实,使得水泥的水化热比较大、其施工技术比较复杂,这就容易使得建筑结构内部出现温度剧烈变形的现象,严重者还会使得结构物出现较明显的裂缝,如果不采取相应的控制措施,将会影响整个建筑结构稳定性、耐久性。
1 大体积混凝土的特点以及出现裂缝的原因
1.1 大体积混凝土的特点
大体积混凝土,指混凝土结构的体积比较大,其结构断面的厚度比一般混凝土结构较厚一些,一般厚度大于80cm,混凝土的比重也比一般的混凝土较多,并且施工技术也比较复杂。同时水泥水化热的释放比较集中,一般温度高于25℃,且由于混凝土体积较大,这样就很容易使得建筑结构出现温度引起的变形现象,严重者出现裂缝。因此,为了确保混凝土结构的整体稳定性不受到较大的变形影响,一般采用先进的施工技术和施工手段,还要在大体积混凝土配合料中添加膨胀剂或减水剂,同时还要特别注意工程的后期养护问题,确保工程的施工质量不受到影响。
1.2 大体积混凝土出现裂缝的原因
1.2.1 水泥水化热的影响
由于水泥在水化硬化过程中会释放出大量的热量,且主要发生在混凝土浇筑7d后,混凝土内部温度迅速升高,经科学试验可知,水泥水化热温度可达70℃左右。特别是大体积混凝土结构,由于体积较大,向外界散热较慢,使得结构物内部温度很高。同时,由于混凝土内部和表面的散热速度不同,因此混凝土中心温度比表面高很多,这样就在结构物内部出现温度梯度现象,使混凝土内部产生较大的压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉极限强度时,混凝土表面就会出现裂缝。
1.2.2 混凝土收缩的影响
混凝土收缩是指混凝土在硬结过程中,会出现体积减小的现象。由于水泥水化用水量约占水泥重量的20%,在混凝土硬化过程中,剩余拌合用水的蒸发作用将引起混凝上体积的减小。研究发现,混凝土硬化收缩是一个漫长的过程,大约有4个月的时间,混凝土才可以停止收缩。在不受外力的情况下,混凝土自发变形;当受到一定程度的外部约束时,将在混凝土结构中产生拉应力,使得混凝土出现裂缝。
1.2.3 其他因素的影响
由于建筑物基础发生不均匀沉降也会引起混凝土结构出现裂缝,同时这种裂缝会随着基础沉降亮的增大而增大,直到地基沉降稳定后,裂缝将不会在发生变化。此外,由于混凝土配合比不合理,会造成混凝土发生塑性沉降裂缝,一般是因为在混凝土配合比设计中,由于粗骨料的颗粒级配不连续或数量不够,水灰比不合适所造成的结构出现裂缝。水泥中的碱骨料反应也会产生裂缝。
2. 建筑工程中大体积混凝土的浇筑技术
2.1 大体积混凝土浇筑前的准备
2.1.1 材料的准备
(1)选用低热或中低热的水泥:针对大体积混凝土,尽量选用低热或中低热的水泥,比如粉煤灰水泥,火山灰质硅酸盐水泥或火山矿渣水泥,同时在混凝土拌合时,避免水泥不应出现结块现象,符合工程质量要求,应尽可能的减少水泥的总体用量,根据规范应该控制在450kg/m3以下,保证混凝土拌合的和易性,使得浇筑时泵送的顺畅;
(2)骨料和砂子的选择:在大体积混凝土中,由于骨料占混凝土总体积的80%~83%左右,因此在骨料选取时,优先选用岩石弹性模量低、表面没有包裹层、颗粒级配良好的骨料。在选用的砂子时,应优先选用中砂作为原材料,同时砂子中含泥量应控制在3%以下,石子以大粒径的碎石或卵石为最佳。
(3)根据大体积混凝土的特点,掺加合适的外加剂:在混凝土中掺加一定量的外加剂,以减少混凝土单位体积的水泥用量,从而降低水化热,推迟温度峰值的出现时间,如掺加适量的膨胀剂,可以使结构微膨胀,以抵消混凝土因收缩产生的拉应力,对防止混凝上收缩裂缝起到显著的作用。
(4)拌合时掺加外掺料:比如加入粉煤灰,因为粉煤灰本身具有一定的活性,还可以降低水化热;同时还因为用粉煤灰代替部分水泥,不仅不会降低结构的整体稳定性,而且适当的掺加粉煤灰还可以提高混凝土的粘塑性、可泵性,以及提高混凝土结构的后期强度。
2.1.2 技术准备
(1)在进行大体积混凝土浇筑以前,应和混凝土的预拌单位提交相应拌合和浇灌申请,其内容主要有以下几点:混凝土抗压强度等级、坍落度、混凝土的浇筑时间、初凝时间及终凝时间等。
(2)在大体积混凝土浇筑之前,还应该对所有的机械设备进行自习检查,还要配备相应的技术的专职人员,以便随时进行检修。
(3)在混凝土浇筑过程中,应该确保供电、供水、照明的正常。
2.2 混凝土配合比的设计和优化
研究表明,影响大体积混凝土浇筑施工出现质量问题的第一要素的混凝土的配合比设计。在混凝土的配合比设计时,应使混凝土的强度满足施工技术所要求,同时还要尽可能的减少对水泥和水的用量,降低水泥的水化热,确保混凝土具有很好的工作和易性,确保建筑工程的安全性、稳定性。混凝土规范所规定的配合比并不一定适合所有的工程,当遇到特殊工程或环境发生变化时,应根据当地的特殊情况进行适当的调整混凝土配合比。
2.3 大体积混凝土具体施工浇筑技术
(1)在建筑工程中对大体积混凝土浇筑时,经常采用的方法有推移式连续浇筑和分层浇筑法。同时,为了在浇筑过程中不产生施工缝,则在混凝土的铺摊时,应根据混凝土和易性以及振捣器的作用深度来确定摊铺厚度;采用泵送混凝土拌合料时,铺摊厚度应控制在600 mm以下,而采用非泵送时,铺摊厚度不应大于400 mm。
(2)由于大体积混凝土的单位体积中的水泥用量较少,需要掺加粉煤灰等,同时在混凝土搅拌时,要适当地延长搅拌时间,应该控制在30 min左右,确保混凝土的搅拌过程中均匀搅拌,保证混凝土拌合物有较好的和易性。
(3)浇筑混凝土拌合料时,要在第一层浇筑的混凝土没有进行初凝的情况下,进行第二层浇筑,随后进行逐层连续的浇筑混凝土,直到浇筑完成。
(4)浇筑完成后,要注意对大体积混凝土的养护工作,通常采用保温法和保湿法两种。在夏季施工时,为了保证混凝土表面有一定的湿润,应对其进行合理的浇水。冬季施工时,要增加保温措施,可以在混凝土表面覆盖塑料膜,或是在表面涂刷保温涂料。在混凝土达到设计强度后,才允许拆模,切勿提前拆模。
(5)对混凝土的质量验收
在大体积混凝土拆模后,要对结构进行质量验收:首先,要对结构的外观和截面尺寸进行检查验收,查看表面是否有裂缝、麻面、露筋、蜂窝等;其次,要对强度进行验收,是否达到设计的抗压强度。
3. 结束语
由本文可以得知,大体积混凝土浇筑施工是一个非常复杂的过程,其对建筑结构的整体工程质量有决定性的作用。我们知道,影响工程质量的因素较多,但如果大体积混凝土浇筑不满足要求,就有可能使工程结构出现问题。因此,为避免建筑施工质量出现问题,必须对大体积混凝土浇筑技术加以控制,保证建筑结构工程的施工质量。
参考文献
[1]罗志涛,陈秀荣,张俞.大体积混凝土浇筑技术及常见问题处理[J].中国水运,2008(1).
[2]唐红,黄孝敏.建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术浅谈[J]. 城市建设理论研究,2012(21).