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摘要:现阶段,我国的建筑工程建设有了很大进展,对大体积混凝土的应用也越来越广泛。混凝土的施工质量对建筑结构的安全有至关重要的作用,本文分析了大体积混凝土在施工中常见的质量控制要点,并在此基础上总结了相应的控制方法。
关键词:大体积混凝土;施工;质量控制
引言
混凝土是由砂石、水泥、水共同混合而成的一种建筑应用材料,但是此种材料往往会受到外界自然环境的影响,而出现变形或者表面出现蜂窝裂缝的现象,正是由于这种现象的存在,使得混凝土表现出一定的非均质的特点,如果在具体施工过程中没有给予足够的重视,对于混凝土的预应力进行一定的增加,那么将会对整个混凝土结构产生一定的影响,为后期投入使用容易埋下一定的安全隐患。
1大体积混凝土概念
对于现场建筑的混凝土结构而言,其尺寸往往很大,考虑到水泥水化热不容易消散,同时受到外部气候影响,所以,这种混凝土结构温差变化较大,进而使得收缩裂缝时有发生,为规避收缩裂缝的产生可以采用一些相应措施,相关构造即为大体积混凝土。由于大体积混凝土的断面面积不同,所以,零件强度与配筋数量存在差别。
2大体积混凝土温度裂缝的形成原因
混凝土开裂的直接原因为温度变形受到约束,待浇筑完混凝土之后,在水化凝结过程中,水泥将会有大量水化热散发出现,从而提升混凝土温度,致使体积膨胀,最终导致温度大幅提升。在浇筑完混凝土后的 3 ~5 d 水泥的水化热将集中在该阶段完成,这个环节混凝土变形模量很小,属于塑性阶段。内部水泥的水化热将被混凝土大量吸收,在基岩部位体积不断膨胀,但又因基岩约束,将产生一定压应力。因混凝土是热的不良导体,温度下降至指定值时所需时间较长,在此过程中混凝土的变形模量将大幅增长。因降温收缩,又受基岩约束,混凝土极易产生拉应力,且较大。相比同龄期混凝土的极限抗拉强度,若此拉应力过大,超过此值,则会产生基础裂缝。除此之外,因内外温差较大,同样会产生表面裂缝,若养护不到位,则表面裂缝将进一步发展,并演变为深层裂缝。
3由温度所产生的预应力简要分析
第一,在前期阶段。当对混凝土进行浇筑施工,一直到整个的水晶结构基本放热完成,大约持续时间在一个月左右的时间。在这个阶段主要表现出以下两大特征。首先,水泥和水的有效作用之下将会产生大量的水化热。其次,混凝土具体的弹性量变会发生一个变化。由于这一变化的产生,将会在混凝土体内形成大量的预应力。第二,在具体的中期阶段。此阶段主要是发生在水化热完全消失,一直到混凝土进入到冷却阶段。在这个阶段当中温度所产生的预应力主要是由于混凝土的冷却和温度所产生的温差造成,这个阶段所产生的力将会同前期所产生的力进行一定的结合,这样将会对整个弹性变量产生巨大的变化。第三,在具体的后期阶段。在混凝土完全冷却之后将会进入到最后的转移时期,在这个阶段所产生的预应力主要是来源于外界。
4大体积混凝土温度裂缝的防控措施
4.1大体积混凝土材料的配料比进行严格控制
对于混凝土来讲,材料的配比直接影响着材料性能的发挥,因此对混凝土材料配比进行把控可以很好的提高混凝土的性能,实现提高工程质量的目的。可以通过反复的材料配比实验来进行测试,直至确定最终合适的配比方案,然后在混凝土进行材料配比时直接按照方案进行执行。在施工过程中,使用混凝土的好坏也会影响裂缝的出现。
除了对于施工过程中所使用的混凝土在进行配合比上要进行严格掌控之外,还要保证混凝土要进行充分的搅拌,搅拌时间上也要做到充分,搅拌效果上要是达到均匀颜色大致相同,这样才能使混凝土的性能达到最佳。例如某市电校培训中的大楼的建设,该大楼是一个 7 层建筑,剪刀墙结构框架。在施工过程中,采用筏板基础,对于混凝土的设计强度等级 C40,抗渗等级 P12,基础厚度 1.2 m~1.8 m,局部 3.0 m,平面尺寸 45 m×33 m, 该建筑属于大体积混凝土施工,该工程在 6 月中下旬进行基础混凝土施工,所处的实际环境气温较高。在进行大体积混凝土配料比设定时,对当时环境的温度对其进行考虑,进行如下的配比。水泥:选择冀东水泥厂 P.O42.5 水泥。具有中低水化热低碱、水泥中发热量和发热速度最快的 C3A 含量在 7%以下等优点。砂:选择质地坚硬、级配良好的凌海地产 B 类低碱活性天然中、粗砂。石:选择凌海灰山粒径 10 mm~20 mm 的低碱连续级配机碎石,空隙率较小, 含泥量低于 1%, 针状和片状颗粒含量低于 10%。外加剂:2%的泵送剂。
4.2改善施工质量
不同的浇筑方式对混凝土性能影响大,尤其对于大体积混凝土,采用一次性浇筑时温度裂缝更容易产生,因此,可以用分层次浇筑取代。在混凝土初凝前实现二次振捣不仅可以提高混凝土与钢筋的粘合情况,而且有利于减少由于混凝土沉降而产生的内部应力。混凝土二次振捣的时间相当重要,通常选在第一次振捣尚未恢复的状态。混凝土搅拌时水分和石子发生接触,随着混凝土的逐渐成型,水分将会慢慢地向接触面移动,最终在石子表面形成一层水膜。水膜的产生会降低粘合效果,进而降低混凝土的力学性能。因此,对于大体积混凝土应当采用更加先进的搅拌工艺,避免水分向接触面聚集,从而提高混凝土抗拉能力。出机温度对于控制混凝土裂缝同样重要,对于大体积混凝土而言,其中包含物质较多,但是石子的比热容是最低的,而水的比热容最大。因此,石子和水对混凝土离开机器的温度影响最为显著。为合理控制出机温度,可以避免阳光直射,进而降低石子温度,必要时可以用凉水对石子进行冲洗。
4.3 提高大体积混凝土的养护控制技术
一般在建筑施工过程中,往往会忽视掉混凝土的养护控制环节。但事实上混凝土的养护控制技术可以很好的对裂缝进行防控和有效解决。在实际施工过程中,由于忽视了养护控制技术的应用,直接增加了裂缝出现的可能,使建筑工程的质量大打折扣。所以建筑工程施工者要高度重视混凝土养护控制技术的应用,使其为建筑工程的质量进行保驾护航。养护控制工作是大体积混凝土施工的后续工作,主要是对温度、湿度进行有效的控制,以此减少裂缝出现的可能。因为养护技术是对温度进行的有效控制,其主要控制的就是大体积的混凝土的内部温度,这样可以减少内外的温度差,降低由于温度所带来的裂缝问题。但如果在养护过程中已经发生了裂缝,养护工作人员要根据实际情况进行分析,并制定出相应的解决方案,这样在问题出现时及时有效地进行控制,可以将其对工程质量的影响降到最低。
结语
综上所述,大体积混凝土施工温度及裂缝控制技术是保证结构安全的重要方式。由于大型基础裂缝的原因是复杂的,综合性的,因此,要尽可能地结合工程实际,采取多种切实可行的技术措施对其加以控制,从而提高工程质量,降低施工成本。事实证明,大体积混凝土的水化热不可避免,但是只要措施合理,是可控的,危害结构安全的温度裂缝也是可以控制的。
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