摘要:随着我国国民经济的快速发展,人们的生活水平得到很大的提升,人们对建筑的要求越来越高,建筑工程规模的扩大促进了大体积混凝土结构施工技术的进步,它作为一项综合性的施工技术,要根据施工现场的自然环境和人文地理情况来进行施工。可是在具体的施工过程中,大体积混凝土结构施工技术比较复杂,要求相对较较高。本文结合了大体积混凝土特点,对房屋建筑工程中大体积混凝土技术应用做出探讨。
关键词:房屋建筑工程;大体积混凝土;施工技术
房屋建筑工程项目在人们需求不断提升的基础上得以不断的改善与发展,尤其体现在建筑体积与高度的变化上,大体积混凝土结构是一种能够适应更加复杂、庞大建筑的结构形式,将其应用在房屋建筑工程中,需要业主方提高重视。大体积混凝土技术在房屋施工中应用广泛,现代房屋建筑新方式也对大型混凝土施工技术提出了更高的要求,只有在进行大体积混凝土施工过程中精细作业,才能够保障房屋的施工质量。
1 大体积混凝土结构的施工技术简述
1.1 定义。
在现代的建筑工程中混凝土是比较常见的施工材料,混凝土施工作为建筑施工的基础有着不可替代的作用。建筑物不是由单一的混凝土结构组成。通常是将各种结构组合在一起才能建成正常使用的建筑物。对于大体积混凝土通常是指不小于1米的混凝土结构,或者在建筑施工中由于混凝土胶凝材料水而出现裂缝的混凝土。
1.2特点
大体积混凝土,其主要是指一些混凝土实际体积大于一米的结构物质,或是一些受到混凝土凝胶材料水化作用因素影响,导致温度出现变化或是受到收缩作用而出现的有害裂缝混凝土,其均为称之为大体积混凝土。就这种大体积混凝土来说,其具有一定的结构特点,主要表现为结构厚实、混凝土量大、施工过程中,其所面临的环境条件较为复杂,对施工技术的要求甚高,而且其所对应的水泥水化热都相对较大。在这种情况基础上,大体积混凝土均容易出现温度变形,而且其对应的最小断面和内外温度都具有一定的规定,需要在实际施工过程中,对其平面尺寸进行限制。一但存在其平面尺寸过大的问题,就会使其约束作用得以增加,从而增大温度力,在其达到混凝土所能承受的拉力极限时,就会导致裂缝问题的出现。
2 房屋建筑大体积混凝土结构裂缝问题
在建筑工程施工中普遍存在混凝土结构裂缝问题,这也是当前建筑施工中急需解决的问题,在混凝土结构设计中目前大多是根据混凝土密度大小及裂缝宽度来决定工程使用标准。由于混凝土的组成成分较多,是一种连续均匀的弹性体,具有较高的抗压强度和良好的耐火性能等,混凝土的抗拉强度低,在受拉时混凝土容易产生变形,进而出现裂缝。因此在大体积混凝土结构施工中应重视混凝土裂缝问题。而混凝土裂缝问题产生原因较多,是由多方面因素影响下所产生的,以下就对大体积混凝土结构裂缝问题产生原因进行分析。
2.1 水泥水化热影响
根据以往的工程实践研究与分析发现,在水泥水化释放中会产生较大的水化热热量,且混凝土内部在短时间内无法散失这种热量,导致热量集聚,使混凝土温度应力与浇筑的温度产生较大改变,从而产生裂缝。据实验结果发现,在水泥水化中产生水化热值在200~400kJ/kg之间,所产生热量会导致混凝土内部温度快速达到30~40℃,如在混凝土浇筑中其自身产生热量,则在大体积混凝土结构内部温度高达70~80℃左右。由于普通混凝土的导热能力一般,在其含水量饱和状态下,导热系数为5~6kJ/m·h·℃,其热扩散率在0.01~0.005m2/h左右。随着混凝土尺寸与厚度增加,在混凝土内部所集聚热量散失时间就会越长,如果混凝构件尺寸厚度为2m,则混凝土中心部位达到绝热状态,混凝土内部温度在75℃左右,在受热情况下导致混凝土体积产生热膨胀,在混凝土降温过程中混凝土体积会产生收缩,在受到地基或其他结构因素影响下,混凝土体积收缩受到限制,使混凝土内部所产生的温度收缩应力较大,混凝土抗拉强度就会相应降低,对混凝土解耦股耐久性及抗渗性等产生严重影响。同时,混凝土表面温度低,散热快,混凝土内部温度高,散热慢,在混凝土表面与内部之间温差大,收缩值大,使混凝土表面容易产生裂缝。
2.2 外界气温影响
在房屋建筑施工中大体积混凝土结构裂缝还受到施工环境的影响,在施工中由于外界气温条件发生变化,从而影响到混凝土水化热,如果外界温度较高,在混凝土浇筑时温度也较高,混凝土绝热温升提高;如外界温度较低,尤其是在温度突然降低的情况下,混凝土表面温度会快速下降,但由于混凝土自身不良导体特性,混凝土内部温度仍然较高,在混凝土表面会出现温度梯度,对混凝土急剧收缩产生严重的限制,使混凝土徐变性能不能得到充分发挥,进而产生温度应力,使混凝土表面出现开裂。而混凝土内部温度则主要是受到混凝土结构物散热降温、混凝土浇筑温度、水泥水化热绝热温升等因素影响,混凝土内部温度高,外部温度低,从而产生温度应力,使混凝土出现变形,随着温差的增加,其变形就会越大,从而产生裂缝。
2.3 混凝土收缩变形
混凝土收缩变形主要分为三种情况,一是塑性收缩,在混凝土水分蒸发时导致混凝土内部出现微观裂缝,混凝土凝结时大部分水分会蒸发,在水分蒸发过程中在水化作用下导致混凝土体积变形,通常大部分混凝土产生收缩变形,膨胀变形情况较少。
而混凝土从浇筑到终凝需要4~13h,在此期间会产生强烈的水泥水化反应,导致水分快速蒸发,从而产生失水性收缩,水泥浆和骨料会产生不均匀沉缩变形,而这种变形通常是混凝土塑性阶段变形,即塑性收缩,在混凝土表面无规则表面裂缝,对于一些养护不到位混凝土来说,在15h后会出现大量不规则裂缝,裂缝宽度通常为1~2mm,沿着钢筋分布。第二种是硬化收缩。在混凝土水泥水华期间会产生化学反应与物理反应,在水泥浆水化形成水化物体积要远远小于水泥浆自身大小,水泥浆水化郭传给你中会产生微小收缩,即为硬化收缩,这种收缩情况一般是自发产生的,和混凝土外界温度变化无联系,随着水泥浆硬化,就会产生自生收缩的现象,在充分时间内收缩变形,这种收缩通常不会产生危害性裂缝。第三种是干缩裂缝,当外界温度湿度低于100%时就会产生混凝土干缩裂缝,在混凝土表面水分蒸发后,产生干燥收缩,而这一现象产生主要原因是水泥石所造成,在水泥水化中所需水量为W/C=0.23,在实际施工中,为确保混凝土流动性,水灰比通常控制在0.5左右。如混凝土水泥颗粒不能完全水化,在水化中消耗水分减少,经硬化混凝土产生大量自由水分,并分布在毛细孔与气孔空隙内部,随着时间推移,水分逐渐向空气蒸发,空隙中水分减少,降低了毛细孔内的水位,使睡眠曲率增加。在混凝土表面张力作用下,水泥内部压力低于外部压力,产生负压,使混凝土产生收缩,当混凝土收缩中受到阻碍则会开裂。
3 房屋建筑工程大体积混凝土施工技术
3.1 大体积混凝土配合比设计
科学合理的混凝土配合比也是保障施工质量的关键所在,混凝土的配合比包括水泥用量、掺合料、外加剂和沙骨料等材料的配比。对水泥进行选择,需要从其质量稳定性进行入手,从而保证其能够将混凝土的抗裂性能进行改善和增强,并选择 C3A 含量较低的材料。细骨料也是大体积混凝土施工中的重要内容,其选择应该选择级配较好的中砂,应选用缓凝性的高效减水剂。对大体积混凝土展开配合比设计工作,需要保证其能够符合实际的工程需要,加强其稳定性,抗渗性和耐久性等,并能够从大体积混凝土施工工艺的特性进行出发,保证配合比的合理性和有效性,能够将混凝土的绝热温升值原则进行严格遵守。
3.2 大体积混凝土搅拌浇筑
大体积混凝土施工技术在建筑中的应用要遵循严格的混凝土搅拌时间与投放量。大体积混凝土工程的施工宜采用分层连续浇筑施工。也就是说只有上一层浇筑成功后才能够进行下一层的浇筑,同时也要在上一层初凝时进行下一层的施工。浇筑过程需要保证分层、分段。这需要结合实际的施工情况进行开展,在其对应的横截面面积小于200m 时,则其分段处理需要将其保证在两段以内,并且每段所对应的混凝土厚度需要进行严格控制,使其为1.5-2.0m 之间。在进行分段浇筑的工作过程中,其所对应的竖向施工缝需要进行模板设置。
3.3 大体积混凝土质量检测
大体积混凝土施工质量控制包括振捣方式、浇筑方式、泌水处理和表面处理四方面。振捣处理过程中利用振捣棒在混凝土坡脚、坡中、坡顶进行振捣,再用刮刀将表面刮平,最后利用碎石覆盖。混凝土浇筑要要注重分层浇筑 ;为防止混凝土的泌水,首先就是水泥的选取,适当增加水泥用量,提高混凝土的砂率,减少用水量。振捣时控制时间,一般以振捣后表面不泛泡为宜。减水剂掺加时要做相融实验,避免出现减水率过高造成泌水。混凝土的表面处理是为了提升混凝土的表面密度进行的混凝土的刮抹工作。在振捣最上一层混凝土时,控制振捣时间,注意避免表层产生太厚的浮浆层 ;在浇捣后必须及时用2m 长括尺将多余浮浆层刮除,将混凝土表面扩拍平整。
3.4 养护技术要点
在混凝土浇筑完成并确保混凝土基本成型后,应对混凝土进行及时的养护。首先要进行的养护操作为测温,可在混凝土内部埋设测温线,并进行连续测量,做好温度记录,并将大体积混凝土的测温曲线绘制出来,为控制混凝土结构温差提供参考。鉴于混凝土浇筑刚完成时,结构内外温差较大,此时需要加强温度监测,而随着内外温差的缩小,可以适当的减少观测次数。在获得大体积混凝土测温数据的基础上,可以有针对性的制定出混凝土的养护方案。对大体积混凝土进行养护,主要应把握以下两个要点:一是要加强外部保温工作。此时,施工人员可以采用浇水覆盖棉被、草帘等措施对混凝土结构进行保温处理;二是要针对混凝土内部的水化热,进行热量控制,要尽快的使混凝土结构内部的水化热散失掉。施工人员可以将冷却水管埋设在大体积混凝土内部,形成水循环系统,将混凝土结构内部的热量带走。保温措施的消除,应参照混凝土结构的温差,即表面温度与中心温度之间的温差,若温差≤20℃,则可以将保温模具等移除。
4 结语
房屋建筑过程中,大型混凝土施工作业的好坏对于房屋质量有着很大的影响。施工过程中处理不好的话会造成不必要的人力物力等资源浪费,所以在施工过程中我们应注意大
体积混凝土施工质量,从而确保房屋建筑的安全性和施工质量。
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