广州市第四建筑工程有限公司
摘要:随着经济的发展,房屋建筑越来越多。人们对于建筑工程质量及使用性能要求也越来越高,在建筑工程施工中普遍面临着质量问题及安全问题,尤其是在房屋建筑工程中,随着高层建筑数量的增加,房屋建筑工程也不断朝着高层化和超高层方向发展,在工程主体结构中广泛采用大体积混凝土结构,而如何提高大体积混凝土质量则是房屋建筑施工中首要考虑的问题。
关键词:房屋建筑;大体积混凝土结构;施工技术
1前言
随着高层建筑规模的扩大,在高层房屋建筑或超高层建筑中都普遍采用大体积混凝土结构。但目前业界对于大体积混凝土定义并无统一规定,美国ACI认为,大体积混凝土浇筑中需要采取一定的控制措施,来解决因水化热导致体积变形问题,减少混凝土开裂。总所周知,高层建筑结构中基础承台是其重点部位,同时也是建筑施工难点,施工技术涉及广泛,涉及到材料学、建筑力学、管理学和土力学等多种学科,具有一定的复杂性和系统性。而高层建筑基础承台的大体积混凝土结构中,施工重点在于对大体积混凝土的浇筑、科学配比、温控与养护等,为了确保大体积混凝土结构施工顺利进行,在具体施工中应根据工程实际情况,建立科学的理论体系。
2大体积混凝土结构特点
(1)混凝土材质自身性质为脆性,从而决定其抗拉强度与拉伸变形能力小,在大体积混凝土结构中自身的断面大,水泥用量多,在混凝土浇筑完成后,水泥熟化会释放大量水化热,但在大体积混凝土内部散热条件有限,使混凝土结构内部温度快速升高,从而在混凝土内部蓄积大量热量,使混凝土内部温度与表层温度超过25℃,这时混凝土体积会产生变化,即产生温度变形。另外混凝土的弹性模量小,徐变大,随着混凝土温度变形,升温产生压应力较小,但混凝土温度在降低的过程中,其弹性模量会随之增加,徐变小,在一定条件下混凝土不能产生自由伸缩,从而导致混凝土拉应力增加,在大体积混凝土底部会产生收缩,产生较大拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度的情况下,使混凝土产生开裂,抗拉强度降低,出现混凝土渗漏。(2)在高层房屋建筑基础工程施工中广泛应用大体积混凝土,对于混凝土强度等级要求较高,在建筑基坑内采用大体积混凝土结构,由于混凝土内部散热慢,内部基础复杂,钢筋直径大,配筋量多,混凝土和变形模量相差大,在混凝土收缩时容易使钢筋表面出现辐射性裂缝。(3)混凝土材料主要是由骨料、水泥石和水分等所组成,因其自身组成成分特性,混凝土是一种非均质材料,当外部温度与湿度等条件的变化下,混凝土发生硬化,使混凝土结构产生不均匀体积变形问题,这种情况通常是由于水泥石收缩大,骨料收缩小,或者是水泥石热膨胀系数大,骨料热膨胀系数小等原因所造成,在体积变形过程中混凝土各个组成成分之间会产生约束应力,从而造成水泥石产生微裂现象。(4)在大体积混凝土结构中产生水化热,从而产生温度应力,在长期内会直接作用于混凝土结构,在大体积混凝土结构上部结构荷载产生应力,从而增加了混凝土拉应力,产生应力裂缝。
3建筑工程中大体积混凝土结构施工技术
在建筑大体积混凝土结构施工中,与普通建筑混凝土结构相比,前者要求比较高。所以,需要采取相应的施工技术开展建筑大体积混凝土结构施工作业,进而在一定程度上提高施工质量。
1)大体积混凝土的配制
与普通混凝土相比,大体积混凝土对原材料的要求比较高,所以施工现场需要对混凝土的原材料严把质量关:
首先,粗骨料侧重连续级配,选择中砂作为细骨料;其次,选用外加剂(缓凝剂、减水剂等),选择掺合料(粉煤灰、矿渣粉等);第三,为了降低单位混凝土的水泥用量,适当增加掺合料、骨料的比例;第四,在选用水泥方面,侧重水泥的水化热低、凝结时间长等特征,例如热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸等。另外,为了降低建筑大体积混凝土的泌水性,需要选用矿渣水泥,同时尽量选择泌水性良好的品种,必要的情况下,可以在混凝土中掺入适量的减水剂,进一步降低混凝土的用水量。在建筑大体积混凝土结构施工中,对于析水要及时排出,在析水处均匀浇筑拌制好的干硬性混凝土,利用振捣器进行振实处理,然后浇筑上一层的混凝土。
3.2混凝土浇筑
混凝土浇筑主要有两种浇筑方式,即分层连续浇筑,以及推移式连续浇筑,在选择混凝土浇筑技术时,需要综合分析混凝土的浇注类型、浇筑量等因素,并且按照核心筒墙、柱、梁、板的顺序开展浇筑作业。在浇筑中应明确混凝土摊铺厚度,根据振捣器作用深度与和易性来明确,在泵送混凝土时应确保混凝土摊铺厚度应在600mm以内,在采用非泵送混凝土时,其摊铺厚度控制在400mm内。不论采用哪种混凝土浇筑方式,层间间隔时间应尽量在混凝土初凝前,时间缩短,对次层混凝土进行浇筑,层间最长时间间隔应不超过混凝土初凝时间。在混凝土浇筑中还普遍存在泌水现象,为确保混凝土浇筑质量,应对混凝土表面泌水进行及时清除,通常泵送混凝土水灰比较大,也存在有严重泌水现象,如不及时清除则会对混凝土质量产生影响。在混凝土浇筑完成后,应根据温控技术措施对其进行养护,使混凝土浇筑块体内外温满足温控指标要求,在混凝土养护中应保持表面湿润。
3.3合理运输大体积混凝土
在对混凝土实现科学配制之后,要经过一定运输才能进入模型当中,其运输方式合适与否,以及运输过程是否得到有效控制,对其原材料基本性质能否充分维持有直接影响。所以,施工人员要对混凝土做好运输工作,防止运输当中出现泌水、砂浆流失等问题。另外,施工人员在对混凝土实现运输期间,要尽量缩短运输时间及运输频次,以此对运输成本实现有效控制,同时还可最大程度地维持混凝土性质与质量原状。
3.4振捣
在振捣混凝土时,需人工使用插入式振捣棒捣固,振捣时插入点要交错均匀,振捣棒可以垂直于混凝土面,也可以斜插入混凝土面,倾斜角度控制在40-50°,振捣应以平稳的频率做到快插慢拔。在振捣上一层混凝土时,振捣棒需要下插50cm左右,这样可以将振捣棒插入上层浇筑层中,很好的消除两层间的间隙,使得上两层混凝土达到更好的融合。振捣时振捣棒上下抽动,避免与模板底部与边缘碰触,同时确保振动的充分,防止漏振或者过振问题发生。振动直至混凝土表面无明显下沉、无气泡为宜。最后一层浇筑完成后,在混凝土初凝前,需用平板振动器对表面进行振捣,这样可以有效的防止混凝土因泌水产生干缩裂缝。在振捣过程中尤其注意混凝土的供应,确保供应无间断,可避免冷锋的产生,影响混凝土质量。
3.5养护
对于混凝土构造物来说,通过对其进行养护,可以有效延长其使用期限。养护同样可以延长建筑大体积混凝土结构的使用寿命,例如为水泥的水化反应创造条件,提升混凝土的硬化速度,同时可以提高混凝土构造物的表面效果,避免风吹、日晒的影响,引发混凝土构造物的收缩、裂缝等。
另外,在养护大体积混凝土的过程中,防水养护至关重要。这是因为,混凝土浇筑完成后,如果养护不及时,就会造成混凝土内部水分蒸发快速,使得水泥的水化效果受到影响和制约。实践证明,水分蒸发时,在毛细管网之间形成渗水通道,进一步加剧水泥内部水分蒸发速度。在这种情况下,如果养护及时,混凝土在潮湿(水中)环境中硬化的现象就可以避免,进而在一定程度上阻止混凝土内部游离水的蒸发。当水泥水化反应较为充分时,就会形成堵塞毛细孔隙的物质,进一步遏制水分蒸发,进而提高混凝土的抗渗性。
4结束语
在房屋建筑大体积混凝土施工技术施工中,涉及到的内容较多,其中混凝土结构质量是房屋建筑工程质量的重要基础,其使用年限、裂缝等问题对建筑使用寿命和使用性能具有决定性影响。为确保工程施工质量,需要各个单位之间紧密配合。
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