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【摘 要】 大体积混凝土施工技术水平高低直接影响着水利工程的整体质量,因此,探讨水利工程大体积混凝土施工技术,不仅有助于提高水利企业的施工技术水平,确保水利工程质量,还能促进为过水利工程建设的可持续发展。本文对水利工程大体积混凝土施工技术进行了探讨。
【关键词】 水利工程;大体积;混凝土;施工技术
在水利工程项目建设施工过程中,大体积混凝土施工作为混凝土工程的重要内容,对于水利工程的施工质量也具有重要的影响作用。因此,必须优化大体积混凝土施工技术,控制大体积混凝土裂缝的发生发展。同时,应该不断借助新的施工工艺与施工材料,并完善大体积混凝土施工质量验收环节,以进一步提高大体积混凝土结构施工质量,确保水利工程施工质量的可靠。
一、大体积混凝土出现裂缝的原因
1、水化热作用下出现的温度应力
所谓大体积的混凝土,其体积以及面积较大,尺寸也相对大很多,这就会造成这种大体积的混凝土在散热上受到影响,水泥在水化的时候需要排放大了的热了,大体积的就会出现散热性能较差的情况,这样就会导致温度应力的出现,混凝土内部的温度就会偏高,这样内外部出现温度差异,如果温差悬殊,必然会出现裂缝的问题。有研究以及试验数据说明,如果温差在25℃的时候,混凝土便会出现不同程度的裂缝。
2、混凝土的自身特性
混凝土具备收缩的性能,这也是出现裂缝的诱因之一。在浇筑工作完成之后,混凝土内部的水分会迅速的蒸发,水分的蒸发会引起混凝土的变形收缩。特别是对于大体积的混凝土来讲,变形的幅度就会相对更大,内部应力左右就会相应更大,那么裂缝就更容易出现与产生。
3、混凝土内部约束条件影响
混凝土的变形收缩同时与混凝土的内部约束力有明显且直接的关系。如果混凝土的内部稳固性与约束力够强的话,那么就不会产生过大的应力,这样就很难出现裂缝的问题,内部约束条件不足的时候才会导致应力过大,出现裂缝。
4、外界气温变化
大体积混凝土在施工期间,外界气温的变化对混凝土的开裂有重大影响。混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者的叠加。外界温度越高,混凝土的浇筑温度也越高。外界温度下降,尤其是骤降,大大增加外层混凝土与其内部的温度梯度,产生温差应力,造成大体积混凝土出现裂缝。因此控制混凝土表面温度与外界气温温差,也是防止裂缝的重要一环。
二、水利工程大体积混凝土的施工技术
1、混凝土配合比设计优化
(1)正确选择大体积混凝土原材料。水泥是组成混凝土的重要原材料之一,因而必须选用最合理的水泥。由于大体积混凝土受水泥水化热影响大,所以就应选择水化热低的水泥,例如低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等,以此确保选择的水泥水化热适用于大体积混凝土施工要求。
(2)大体积混凝土配合比设计。进行混凝土配合比设计时,应进行多方面的综合考虑,例如混凝土水化热、施工和易性、稳定性等相关标准要求,而后以充分符合这些标准要求为目标进行混凝土配合比设计。具体能表现在以下几方面:第一,降低混凝土水化热的情况下,同时确保混凝土结构强度等级符合要求;第二,以确保混凝土施工和易性为前提,尽量采取有效的措施,例如减少用砂量等,以此降低混凝土发生的变形机率;第三,适当降低混凝土用水量,合理控制混凝土缓凝时间。
(3)大体积混凝土生产与运输。大体积混凝土的生产必须严格按照相关规范标准进行,进行沪宁图试验与检测,以此保证混凝土的水化热、收缩、强度、坍落度等性能指标符合施工要求。运输大体积混凝土时,应采用专用的运输车进行运输,例如具有防雨、防风等功能的混凝土搅拌运输车。大体积混凝土在运输时应保持搅拌状态,以此避免混凝土出现离析情况。若是大体积混凝土运输至浇筑现场后发现无法满足施工要求,必须停止使用,从而避免对水利工程质量产生影响。
2、浇筑工艺方案
(1)浇筑方法:采用“斜面分层、薄层浇筑、循序退打、一次到底”连续施工的方法。根据划分的3个施工段,底板混凝土浇捣布置三个输送混凝土管道,每个管道控制十多米宽度范围为一区域,每个区域配备一个振捣小组,每个振捣小组由8名振捣工配5条软轴振动器组成,所形成的浇筑带前后略有错位,形成阶梯式分层退打局面,以提高泵送工效,简化混凝土泌水处理,确保上下层混凝土的结合。
(2)振捣:根据混凝土泵送时自然形成的流淌斜坡度,在每条浇筑带前、中、后各布置3道振动器,第1道布置在混凝土卸料点,负责出管混凝土的振捣,使之顺利通过面筋流入底层;第2道设置在混凝土的中间部位,负责斜面混凝土的密实;第3道设置在坡脚及底层钢筋处,因底层钢筋间距较密,负责混凝土流入下层钢筋底部,确保下层钢筋混凝土的振捣密实。振捣工人振捣方向为:下层垂直于浇筑方向自下而上,上层振捣自上而下,严格控制振动棒移动的距离、插入深度、振捣时间,避免各浇筑带交接处的漏振。
(3)泌水处理:由于流动的混凝土在浇筑过程中,上涌的泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌到坑底,故我们采取的措施是在混凝土垫层施工时,使其施工成一定的坡度,使大量的泌水顺垫层坡度流入到周围的集水坑,通过污水泵排放到基坑外,当混凝土的坡脚接近后浇带、顶端模板或底板面标高时,我们要求振捣工人改变混凝土的浇筑方向,即由顶端往回浇筑,与斜坡面形成一个积水潭,用软管及时排除最后的泌水。
(4)表面处理:泵送混凝土由于强度高,表面水泥浆较厚,故在混凝土浇筑后至初凝前,应按初步标高进行拍打振实后用长木尺抹平,赶走表面泌水,初凝后至终凝前,用木蟹打压实,紧跟着用铁抹刀抹光闭合收水裂缝。
3、加强施工中的温度控制
(1)在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温保湿养护,在夏季由于温度较高,要做好浇筑过程中的降温工作,同时要保证降温过程要缓慢,不能骤降,这样会有效的降低温度应力的产生。同时在冬季时要做好保温工作,要采取必要的保暖措施,确保浇筑过程中温度内外温度差过大,引起混凝土裂缝的产生。
(2)采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
(3)加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制。
(4)合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土堆积过大高差。
4、大体积混凝土的养护
为了避免大体积混凝土出现裂缝,养护应该采取保温保湿养护的方式。混凝土的保温养护通常采用塑料薄膜、麻袋、阻燃保温被覆盖在已經浇筑完成的混凝土之上,也可以采取挡风保温棚或遮阳降温棚作为大体积混凝土的保温措施。在混凝土浇筑施工前,在混凝土内部设置温度传感器或者是测温管,及时监测混凝土的内外温差,确保大体积混凝土的里表温差及降温速率满足大体积混凝土对于温控指标的要求,当大体积混凝土的表面温度与环境温差小于30℃时,可以拆除保温养护措施。对于混凝土的保湿养护,通常情况下保湿养生时间不少于两周,在养生的过程中定期的对塑料薄膜或养护剂的完整情况进行检查,确保大体积混凝土的表面处于湿润状态。
总之,大体积混凝土结构是水利施工中关键的施工环节,其施工质量直接关系到整个工程的安全性与整体性。因此作为一名优秀的施工人员,在实际工作中必须要将所有的因素考虑在其中,提出科学合理的施工方案进行施工,这样才能够提高工程的施工质量。
参考文献:
[1]蒋柏荣.水利工程基础大体积混凝土施工技术探析[J].科技创新与应用.2013(15)
[2]冯洋,王欣,许宏达.水利工程质量管理工作浅析[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(05)
[3]陈彦平.浅谈水利工程大体积混凝土施工技术应用分析[J].科技与企业.2012(23)
【关键词】 水利工程;大体积;混凝土;施工技术
在水利工程项目建设施工过程中,大体积混凝土施工作为混凝土工程的重要内容,对于水利工程的施工质量也具有重要的影响作用。因此,必须优化大体积混凝土施工技术,控制大体积混凝土裂缝的发生发展。同时,应该不断借助新的施工工艺与施工材料,并完善大体积混凝土施工质量验收环节,以进一步提高大体积混凝土结构施工质量,确保水利工程施工质量的可靠。
一、大体积混凝土出现裂缝的原因
1、水化热作用下出现的温度应力
所谓大体积的混凝土,其体积以及面积较大,尺寸也相对大很多,这就会造成这种大体积的混凝土在散热上受到影响,水泥在水化的时候需要排放大了的热了,大体积的就会出现散热性能较差的情况,这样就会导致温度应力的出现,混凝土内部的温度就会偏高,这样内外部出现温度差异,如果温差悬殊,必然会出现裂缝的问题。有研究以及试验数据说明,如果温差在25℃的时候,混凝土便会出现不同程度的裂缝。
2、混凝土的自身特性
混凝土具备收缩的性能,这也是出现裂缝的诱因之一。在浇筑工作完成之后,混凝土内部的水分会迅速的蒸发,水分的蒸发会引起混凝土的变形收缩。特别是对于大体积的混凝土来讲,变形的幅度就会相对更大,内部应力左右就会相应更大,那么裂缝就更容易出现与产生。
3、混凝土内部约束条件影响
混凝土的变形收缩同时与混凝土的内部约束力有明显且直接的关系。如果混凝土的内部稳固性与约束力够强的话,那么就不会产生过大的应力,这样就很难出现裂缝的问题,内部约束条件不足的时候才会导致应力过大,出现裂缝。
4、外界气温变化
大体积混凝土在施工期间,外界气温的变化对混凝土的开裂有重大影响。混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者的叠加。外界温度越高,混凝土的浇筑温度也越高。外界温度下降,尤其是骤降,大大增加外层混凝土与其内部的温度梯度,产生温差应力,造成大体积混凝土出现裂缝。因此控制混凝土表面温度与外界气温温差,也是防止裂缝的重要一环。
二、水利工程大体积混凝土的施工技术
1、混凝土配合比设计优化
(1)正确选择大体积混凝土原材料。水泥是组成混凝土的重要原材料之一,因而必须选用最合理的水泥。由于大体积混凝土受水泥水化热影响大,所以就应选择水化热低的水泥,例如低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等,以此确保选择的水泥水化热适用于大体积混凝土施工要求。
(2)大体积混凝土配合比设计。进行混凝土配合比设计时,应进行多方面的综合考虑,例如混凝土水化热、施工和易性、稳定性等相关标准要求,而后以充分符合这些标准要求为目标进行混凝土配合比设计。具体能表现在以下几方面:第一,降低混凝土水化热的情况下,同时确保混凝土结构强度等级符合要求;第二,以确保混凝土施工和易性为前提,尽量采取有效的措施,例如减少用砂量等,以此降低混凝土发生的变形机率;第三,适当降低混凝土用水量,合理控制混凝土缓凝时间。
(3)大体积混凝土生产与运输。大体积混凝土的生产必须严格按照相关规范标准进行,进行沪宁图试验与检测,以此保证混凝土的水化热、收缩、强度、坍落度等性能指标符合施工要求。运输大体积混凝土时,应采用专用的运输车进行运输,例如具有防雨、防风等功能的混凝土搅拌运输车。大体积混凝土在运输时应保持搅拌状态,以此避免混凝土出现离析情况。若是大体积混凝土运输至浇筑现场后发现无法满足施工要求,必须停止使用,从而避免对水利工程质量产生影响。
2、浇筑工艺方案
(1)浇筑方法:采用“斜面分层、薄层浇筑、循序退打、一次到底”连续施工的方法。根据划分的3个施工段,底板混凝土浇捣布置三个输送混凝土管道,每个管道控制十多米宽度范围为一区域,每个区域配备一个振捣小组,每个振捣小组由8名振捣工配5条软轴振动器组成,所形成的浇筑带前后略有错位,形成阶梯式分层退打局面,以提高泵送工效,简化混凝土泌水处理,确保上下层混凝土的结合。
(2)振捣:根据混凝土泵送时自然形成的流淌斜坡度,在每条浇筑带前、中、后各布置3道振动器,第1道布置在混凝土卸料点,负责出管混凝土的振捣,使之顺利通过面筋流入底层;第2道设置在混凝土的中间部位,负责斜面混凝土的密实;第3道设置在坡脚及底层钢筋处,因底层钢筋间距较密,负责混凝土流入下层钢筋底部,确保下层钢筋混凝土的振捣密实。振捣工人振捣方向为:下层垂直于浇筑方向自下而上,上层振捣自上而下,严格控制振动棒移动的距离、插入深度、振捣时间,避免各浇筑带交接处的漏振。
(3)泌水处理:由于流动的混凝土在浇筑过程中,上涌的泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌到坑底,故我们采取的措施是在混凝土垫层施工时,使其施工成一定的坡度,使大量的泌水顺垫层坡度流入到周围的集水坑,通过污水泵排放到基坑外,当混凝土的坡脚接近后浇带、顶端模板或底板面标高时,我们要求振捣工人改变混凝土的浇筑方向,即由顶端往回浇筑,与斜坡面形成一个积水潭,用软管及时排除最后的泌水。
(4)表面处理:泵送混凝土由于强度高,表面水泥浆较厚,故在混凝土浇筑后至初凝前,应按初步标高进行拍打振实后用长木尺抹平,赶走表面泌水,初凝后至终凝前,用木蟹打压实,紧跟着用铁抹刀抹光闭合收水裂缝。
3、加强施工中的温度控制
(1)在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温保湿养护,在夏季由于温度较高,要做好浇筑过程中的降温工作,同时要保证降温过程要缓慢,不能骤降,这样会有效的降低温度应力的产生。同时在冬季时要做好保温工作,要采取必要的保暖措施,确保浇筑过程中温度内外温度差过大,引起混凝土裂缝的产生。
(2)采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
(3)加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制。
(4)合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土堆积过大高差。
4、大体积混凝土的养护
为了避免大体积混凝土出现裂缝,养护应该采取保温保湿养护的方式。混凝土的保温养护通常采用塑料薄膜、麻袋、阻燃保温被覆盖在已經浇筑完成的混凝土之上,也可以采取挡风保温棚或遮阳降温棚作为大体积混凝土的保温措施。在混凝土浇筑施工前,在混凝土内部设置温度传感器或者是测温管,及时监测混凝土的内外温差,确保大体积混凝土的里表温差及降温速率满足大体积混凝土对于温控指标的要求,当大体积混凝土的表面温度与环境温差小于30℃时,可以拆除保温养护措施。对于混凝土的保湿养护,通常情况下保湿养生时间不少于两周,在养生的过程中定期的对塑料薄膜或养护剂的完整情况进行检查,确保大体积混凝土的表面处于湿润状态。
总之,大体积混凝土结构是水利施工中关键的施工环节,其施工质量直接关系到整个工程的安全性与整体性。因此作为一名优秀的施工人员,在实际工作中必须要将所有的因素考虑在其中,提出科学合理的施工方案进行施工,这样才能够提高工程的施工质量。
参考文献:
[1]蒋柏荣.水利工程基础大体积混凝土施工技术探析[J].科技创新与应用.2013(15)
[2]冯洋,王欣,许宏达.水利工程质量管理工作浅析[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(05)
[3]陈彦平.浅谈水利工程大体积混凝土施工技术应用分析[J].科技与企业.2012(23)