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【摘 要】 在现代的建筑工程中混凝土经常出现裂缝的现象,这些裂缝的存在使混凝土失去了原有的整体性和耐久性,从而严重影响了建筑工程的质量。本文通过对我负责施工的中山市谢秀芳厂房A、E工程的基础底板大体积混凝土施工过程中的质量管理出现的问题进行分析和研究,提出我之浅见并提出控制的措施,以期对提高大体积混凝土的施工质量有一定的帮助。
【关键词】 大体积混凝土;施工质量;存在问题;控制措施
1 工程概况
本工程为中山市谢秀芳厂房A、E工程,位于中山市民众镇沙仔村;属于框架结构;地上5层;建筑高度:23.95m/17.7m;标准层层高:4.5m;总建筑面积:12486m2;总工期:260天。基础底板采用现浇混凝土板,混凝土设计强度等级为C30,采用泵送混凝土,要求一次连续浇筑。
2 大体积混凝土在施工过程中存在的问题
由于大体积混凝土的截面面积相对较大,所以在施工过程中要严格控制混凝土裂缝问题。现如今我国在大体积混凝土的施工过程中主要存在的问题下面几点:
2.1泌水现象的存在
因为在施工过程中选择的浇筑方式是分层分段浇筑,所以就使得上下浇筑层之间相隔的时间比较长,这就容易在混凝土的分层之间产生泌水层,从而使得混凝土的粘结力不能达到预期的效果。
2.2出现施工冷缝
混凝土一般采用分层分段浇筑的手段,而大体积混凝土需要浇筑的量相对来讲更大。在施工过程中,在混凝土的初凝之前没有进行前后分层的浇筑,或者遇到一些其他因素的影响,例如停水停电恶劣的气候环境等,不能对混凝土进行连续浇筑,从而致出现冷缝现象。
3 混凝土裂缝产生的原因
3.1出现干燥收缩裂缝
混凝土浇筑之后本身存在水分,在其硬化后,水分会由于物理原因从表面开始逐渐蒸发,直至内部水分也蒸发完全,从而使得混凝土干燥收缩。受到混凝土本身或者外界因素的影响,有时混凝土本身的抗拉强度小于收缩导致的形变,从而混凝土就会出现由于干燥收缩造成的裂缝现象,这会对混凝土的耐久力和承载能力造成严重影响。
3.2出现温度裂缝
由于物理原因,在对水泥进行水化的施工过程中,会释放出大量的热量,具体变现为,如果使用350-550kg/m3的水泥,则生产出的混凝土每立方米会释放17500~27500kJ的热量,直接导致混凝土内部的温度大幅度的升高。
例如,如果施工队伍浇筑混凝土的温度是28摄氏度,那么其内部温度将一般来讲会升高35摄氏度左右,也就是会达到65摄氏度左右。
如果缺少必要的降温措施或者选择更高的浇筑温度,那么其内部温度将会更高。经过对实际生产的研究,混凝土内部温度一般在浇筑之后的3-5天达到极值。由于散热条件的不同,混凝土内外温度也不同,一般来讲混凝土中心的温度大于表面温度,从而温度梯度会形成于混凝土中,产生温度应力,如果混凝土的抗拉强度小于这种温度梯度造成的应力,那么就会使混凝土产生温度裂缝。
3.3水泥水热化影响
水泥在水化过程中产生了大量的热量,因而使混凝土内部的温度升高,当混凝土内部与表面温差过大时,就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比,温差越大,温度应力越大,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生裂缝。
4 提高大体积混凝土施工质量的具体措施
4.1前期材料准备方面
首先在选用水泥时,相關人员应该注意要选取水化热较低的水泥,这样的水泥不仅强度相对较高,而且可以降低水化热对于混凝土的影响,从而使混凝土的抗裂能力得到一定的提高。
其二,是选用粗骨料方面应注意的问题。对于碎石的选取,具有热膨胀系数低强度高含泥量低特点的是首先考虑的,这样不仅可以减少受物理因素影响而导致的混凝土的收缩,还可以一定程度上降低水泥的使用量。
在大体积混凝土的浇筑过程中,为了减少水化热对于混凝土的影响,可以在容许程度内掺入2%的石块。此外在下料之前,要水洗和降温处理所有的粗骨料。
其三,不含有机质的砂是首选的细骨料,含泥量最好小于2.5%。其四,混凝土的搅拌用水要选用自来水。为了降低混凝土的入模温度,用于大体积混凝土的用水在用于搅拌之前应该采用一定的手段降低温度。
最后在选用掺合料时,也要注意在保障混凝土强度的基础上减少水化热对于混凝土的影响,适当的掺入粉煤灰可以使大体积混凝土的内部温度降低,从而减少收缩裂缝出现的可能,此外混凝土的可泵性也得到了适当的改善。
4.2大体积混凝土对构造设计的基本要求
对于大体积混凝土的构造设计要科学合理,不仅要达到减少工程施工量的目的,还要注意降低水化热对于混凝土的影响。例如,在设计时考虑结构的受力特点,适当的挖空混凝土中非关键受力的部分,或者,为了避免混凝土的体积过大,可以使用土方压重的方案来达到目的。在混凝土中适当的掺加微膨胀剂,即使受到混凝土本身或者外界因素的影响,也可以使得混凝土产生裂缝的现象得到避免。
4.3凝土的出机温度和浇筑入模温度
混凝土原材料中,砂石与水对出机温度影响最大,在气温较高时,宜在砂石堆场设置简易遮阳棚,必要时可采用向骨料喷水等措施。在输送泵送时采取降温措施,如在水平输送管道上铺草包喷水。冬季施工时,大体积混凝土一般宜在正温搅拌和正温浇筑,并靠自身水化热进行蓄热保温。
4.4混凝土的浇筑
混凝土浇筑顺序的安排,以薄层连续浇筑以利散热,不出现冷缝为原则。常采用的方法有以下几种:
4.4.1全面分层
浇筑混凝土的过程是分层进行的,一般来讲每层的厚度为20-30厘米。对于承台混凝土这样的大体积混凝土的浇筑是在浇筑完一层之后再浇筑上面一层这样进行的;对于梁体混凝土的浇筑,是水平分层在全梁范围内连续浇筑进行的。 在对大体积混凝土进行连续浇筑时,施工过程中可能会因为一些外界因素或者混凝土本身的原因存在间歇,但是环境温度、水泥性能、水灰比等一系列的条件会决定间歇时间的长短。
如果因为一些因素,间歇时间超过了允许的范围,处理方式是作为浇筑中断处理,施工人员要注意施工缝的留置,还要对其进行记录,以保证以后的施工的顺利进行。
4.4.2分段分层
混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程
4.4.3斜面分层
要求斜面坡度不大于1/3,适用于结构艮度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。
上面的一道布置在混凝土卸料处,保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处,确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进,震动器也相应跟上。
4.4.4二次振捣
实践证明,对浇筑后的混凝土进行二次振捣,能排除混凝土因泌水而在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,减小内部微裂,增加混凝土密实度,使混凝土的抗压强度得意提高,从而提高抗裂性。混凝土二次振捣的时间应在混凝土初凝前这段时间内(1~4h左右)进行。
具体到施工当中还应考虑水泥品种、周围温度、掺入外加剂的数量、种类等因素后,再决定二次振捣的时间。应注意的是,在确定二次振捣时间时,既要考虑技术上的合理,又要满足分层浇筑、循环周期的安排,在操作时间上要留有余地,避免由于这些失误而造成“冷接头”等质量问题。
4.5对于混凝土的表面处理
在浇筑完成后,留在大体积混凝土表面的水泥浆相对来讲比较厚,所以在完成之后的3~4h将混凝土表面用长刮尺刮平,在混凝土初凝之前在混凝土表面进行碾压,这样的碾压要进行两遍才能保证后续工作的进行,为了防止表面出现龟裂现象,还要将其用抹子抹平压实,在这些工作完成之后要按照施工中的规定进行覆盖养护,从而保证混凝土的质量。
4.6对于混凝土的测温监控
在对于大体积混凝土进行浇筑时,施工单位要派遣专业的人员进行配合,预先埋下测温导线。一般情况下在浇筑之前,要对混凝土进行上中下三个部分进行温度的监测,所以选用三种颜色的导线设置在同一个测温点,从而使得混凝土的上中下的温度都得到监测。
在浇筑的过程中,施工单位要给工程配备责任感较高的专业测温人员,对于混凝土严格按规定进行温度监测,严禁出现弄虚作假的现象。监测人员要将测温记录填写完整整洁,换班时还要将记录进行交底,单位也要将记录进行备份,不仅可以避免因记录丢失影响工程施工的现象出现,还能为以后的工作提供数据参考。在测温过程中一旦发现温度异常,或者温差相差大于25摄氏度以上,要及时的向技术部门或者有关负责人反映,从而便于采取措施应对反常现象。
4.7混凝土的养护技术
对于大体积混凝土来讲养护工作至关重要,施工单位要予以高度的重视。由于新浇筑的混凝土水化速度相对较快,为了避免混凝土表面出现因为脱水而造成的干缩裂缝的现象,在其表面盖上塑料薄膜可以对其进行有效地保护和保养。
在冬季进行施工时,还要注意混凝土的防冻养护,对混凝土进行保温处理。对于停止测温的混凝土的部位,在得到相关技术人员和管理人员的批准之后,逐层掀掉保温层和塑料薄膜,使混凝土能够得到良好的散热。
5 结束语
综上所述,现代建设工程中使用大体积混凝土技术很常见,所以在施工过程中要严格控制施工规范,提高施工质量,不断地改善施工工艺。对于施工过程中存在的问题,要及时采取解决措施,避免温度裂缝、施工裂缝等问题的出现。从而保证大型建筑工程的施工质量,为人民的生命安全提供有效地保障,促进我国经济的快速发展。
参考文献:
[1]钢筋混凝土结构设计规范[S].
[2]吕强.大體积混凝土施工质量管理[J].中外企业家,2013,(36):78-79.
[3]张福军.大体积混凝土裂缝原因及处理技术措施[J].科技咨询导报,2009,(11)
【关键词】 大体积混凝土;施工质量;存在问题;控制措施
1 工程概况
本工程为中山市谢秀芳厂房A、E工程,位于中山市民众镇沙仔村;属于框架结构;地上5层;建筑高度:23.95m/17.7m;标准层层高:4.5m;总建筑面积:12486m2;总工期:260天。基础底板采用现浇混凝土板,混凝土设计强度等级为C30,采用泵送混凝土,要求一次连续浇筑。
2 大体积混凝土在施工过程中存在的问题
由于大体积混凝土的截面面积相对较大,所以在施工过程中要严格控制混凝土裂缝问题。现如今我国在大体积混凝土的施工过程中主要存在的问题下面几点:
2.1泌水现象的存在
因为在施工过程中选择的浇筑方式是分层分段浇筑,所以就使得上下浇筑层之间相隔的时间比较长,这就容易在混凝土的分层之间产生泌水层,从而使得混凝土的粘结力不能达到预期的效果。
2.2出现施工冷缝
混凝土一般采用分层分段浇筑的手段,而大体积混凝土需要浇筑的量相对来讲更大。在施工过程中,在混凝土的初凝之前没有进行前后分层的浇筑,或者遇到一些其他因素的影响,例如停水停电恶劣的气候环境等,不能对混凝土进行连续浇筑,从而致出现冷缝现象。
3 混凝土裂缝产生的原因
3.1出现干燥收缩裂缝
混凝土浇筑之后本身存在水分,在其硬化后,水分会由于物理原因从表面开始逐渐蒸发,直至内部水分也蒸发完全,从而使得混凝土干燥收缩。受到混凝土本身或者外界因素的影响,有时混凝土本身的抗拉强度小于收缩导致的形变,从而混凝土就会出现由于干燥收缩造成的裂缝现象,这会对混凝土的耐久力和承载能力造成严重影响。
3.2出现温度裂缝
由于物理原因,在对水泥进行水化的施工过程中,会释放出大量的热量,具体变现为,如果使用350-550kg/m3的水泥,则生产出的混凝土每立方米会释放17500~27500kJ的热量,直接导致混凝土内部的温度大幅度的升高。
例如,如果施工队伍浇筑混凝土的温度是28摄氏度,那么其内部温度将一般来讲会升高35摄氏度左右,也就是会达到65摄氏度左右。
如果缺少必要的降温措施或者选择更高的浇筑温度,那么其内部温度将会更高。经过对实际生产的研究,混凝土内部温度一般在浇筑之后的3-5天达到极值。由于散热条件的不同,混凝土内外温度也不同,一般来讲混凝土中心的温度大于表面温度,从而温度梯度会形成于混凝土中,产生温度应力,如果混凝土的抗拉强度小于这种温度梯度造成的应力,那么就会使混凝土产生温度裂缝。
3.3水泥水热化影响
水泥在水化过程中产生了大量的热量,因而使混凝土内部的温度升高,当混凝土内部与表面温差过大时,就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比,温差越大,温度应力越大,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生裂缝。
4 提高大体积混凝土施工质量的具体措施
4.1前期材料准备方面
首先在选用水泥时,相關人员应该注意要选取水化热较低的水泥,这样的水泥不仅强度相对较高,而且可以降低水化热对于混凝土的影响,从而使混凝土的抗裂能力得到一定的提高。
其二,是选用粗骨料方面应注意的问题。对于碎石的选取,具有热膨胀系数低强度高含泥量低特点的是首先考虑的,这样不仅可以减少受物理因素影响而导致的混凝土的收缩,还可以一定程度上降低水泥的使用量。
在大体积混凝土的浇筑过程中,为了减少水化热对于混凝土的影响,可以在容许程度内掺入2%的石块。此外在下料之前,要水洗和降温处理所有的粗骨料。
其三,不含有机质的砂是首选的细骨料,含泥量最好小于2.5%。其四,混凝土的搅拌用水要选用自来水。为了降低混凝土的入模温度,用于大体积混凝土的用水在用于搅拌之前应该采用一定的手段降低温度。
最后在选用掺合料时,也要注意在保障混凝土强度的基础上减少水化热对于混凝土的影响,适当的掺入粉煤灰可以使大体积混凝土的内部温度降低,从而减少收缩裂缝出现的可能,此外混凝土的可泵性也得到了适当的改善。
4.2大体积混凝土对构造设计的基本要求
对于大体积混凝土的构造设计要科学合理,不仅要达到减少工程施工量的目的,还要注意降低水化热对于混凝土的影响。例如,在设计时考虑结构的受力特点,适当的挖空混凝土中非关键受力的部分,或者,为了避免混凝土的体积过大,可以使用土方压重的方案来达到目的。在混凝土中适当的掺加微膨胀剂,即使受到混凝土本身或者外界因素的影响,也可以使得混凝土产生裂缝的现象得到避免。
4.3凝土的出机温度和浇筑入模温度
混凝土原材料中,砂石与水对出机温度影响最大,在气温较高时,宜在砂石堆场设置简易遮阳棚,必要时可采用向骨料喷水等措施。在输送泵送时采取降温措施,如在水平输送管道上铺草包喷水。冬季施工时,大体积混凝土一般宜在正温搅拌和正温浇筑,并靠自身水化热进行蓄热保温。
4.4混凝土的浇筑
混凝土浇筑顺序的安排,以薄层连续浇筑以利散热,不出现冷缝为原则。常采用的方法有以下几种:
4.4.1全面分层
浇筑混凝土的过程是分层进行的,一般来讲每层的厚度为20-30厘米。对于承台混凝土这样的大体积混凝土的浇筑是在浇筑完一层之后再浇筑上面一层这样进行的;对于梁体混凝土的浇筑,是水平分层在全梁范围内连续浇筑进行的。 在对大体积混凝土进行连续浇筑时,施工过程中可能会因为一些外界因素或者混凝土本身的原因存在间歇,但是环境温度、水泥性能、水灰比等一系列的条件会决定间歇时间的长短。
如果因为一些因素,间歇时间超过了允许的范围,处理方式是作为浇筑中断处理,施工人员要注意施工缝的留置,还要对其进行记录,以保证以后的施工的顺利进行。
4.4.2分段分层
混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程
4.4.3斜面分层
要求斜面坡度不大于1/3,适用于结构艮度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。
上面的一道布置在混凝土卸料处,保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处,确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进,震动器也相应跟上。
4.4.4二次振捣
实践证明,对浇筑后的混凝土进行二次振捣,能排除混凝土因泌水而在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,减小内部微裂,增加混凝土密实度,使混凝土的抗压强度得意提高,从而提高抗裂性。混凝土二次振捣的时间应在混凝土初凝前这段时间内(1~4h左右)进行。
具体到施工当中还应考虑水泥品种、周围温度、掺入外加剂的数量、种类等因素后,再决定二次振捣的时间。应注意的是,在确定二次振捣时间时,既要考虑技术上的合理,又要满足分层浇筑、循环周期的安排,在操作时间上要留有余地,避免由于这些失误而造成“冷接头”等质量问题。
4.5对于混凝土的表面处理
在浇筑完成后,留在大体积混凝土表面的水泥浆相对来讲比较厚,所以在完成之后的3~4h将混凝土表面用长刮尺刮平,在混凝土初凝之前在混凝土表面进行碾压,这样的碾压要进行两遍才能保证后续工作的进行,为了防止表面出现龟裂现象,还要将其用抹子抹平压实,在这些工作完成之后要按照施工中的规定进行覆盖养护,从而保证混凝土的质量。
4.6对于混凝土的测温监控
在对于大体积混凝土进行浇筑时,施工单位要派遣专业的人员进行配合,预先埋下测温导线。一般情况下在浇筑之前,要对混凝土进行上中下三个部分进行温度的监测,所以选用三种颜色的导线设置在同一个测温点,从而使得混凝土的上中下的温度都得到监测。
在浇筑的过程中,施工单位要给工程配备责任感较高的专业测温人员,对于混凝土严格按规定进行温度监测,严禁出现弄虚作假的现象。监测人员要将测温记录填写完整整洁,换班时还要将记录进行交底,单位也要将记录进行备份,不仅可以避免因记录丢失影响工程施工的现象出现,还能为以后的工作提供数据参考。在测温过程中一旦发现温度异常,或者温差相差大于25摄氏度以上,要及时的向技术部门或者有关负责人反映,从而便于采取措施应对反常现象。
4.7混凝土的养护技术
对于大体积混凝土来讲养护工作至关重要,施工单位要予以高度的重视。由于新浇筑的混凝土水化速度相对较快,为了避免混凝土表面出现因为脱水而造成的干缩裂缝的现象,在其表面盖上塑料薄膜可以对其进行有效地保护和保养。
在冬季进行施工时,还要注意混凝土的防冻养护,对混凝土进行保温处理。对于停止测温的混凝土的部位,在得到相关技术人员和管理人员的批准之后,逐层掀掉保温层和塑料薄膜,使混凝土能够得到良好的散热。
5 结束语
综上所述,现代建设工程中使用大体积混凝土技术很常见,所以在施工过程中要严格控制施工规范,提高施工质量,不断地改善施工工艺。对于施工过程中存在的问题,要及时采取解决措施,避免温度裂缝、施工裂缝等问题的出现。从而保证大型建筑工程的施工质量,为人民的生命安全提供有效地保障,促进我国经济的快速发展。
参考文献:
[1]钢筋混凝土结构设计规范[S].
[2]吕强.大體积混凝土施工质量管理[J].中外企业家,2013,(36):78-79.
[3]张福军.大体积混凝土裂缝原因及处理技术措施[J].科技咨询导报,2009,(11)