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大体积混凝土施工技术在房屋建筑工程的应用王奕鹏

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第9期作者：王奕鹏

[导读] 摘要：为了保证建筑行业的稳定发展，在建筑工程施工中施工技术的使用与管理对于整个工程的质量具有很大的影响，为了保证建筑工程的施工效果需要合理的使用施工技术，尤其是混凝土施工技术。

        北京市昌平房地产开发有限责任公司北京 102200
        摘要：为了保证建筑行业的稳定发展，在建筑工程施工中施工技术的使用与管理对于整个工程的质量具有很大的影响，为了保证建筑工程的施工效果需要合理的使用施工技术，尤其是混凝土施工技术。但是这一施工环境的混凝土施工与其他工程不同，建筑工程大体积混凝土施工技术的应用中由于材料的属性特点，会出现水化热的问题，这一问题严重的会导致混凝土质量出现严重的缺陷，从而导致工程的施工质量与使用效果受到影响。导致混凝土出现不均匀的温度变形，这些因素都会造成温度的变化，因此对混凝土质量产生严重的影响。
        关键词：大体积混凝土；房屋建筑；施工技术
        引言
        在房屋建筑施工中使用最为广泛的建筑材料就是混凝土，其质量的优劣直接决定房屋的质量与安全。随着我国科技的进步，建筑土建工程施工的规模在进一步扩大，施工中不断出现各种新的施工材料与施工技术，这些施工材料与施工技术的使用可以有效地促进混凝土建设的整体质量，同时还有效地促进了混凝土施工技术的快速发展。但是，在具体建设过程中，还存在各种各样的问题，这些问题不仅会影响混凝土的施工质量，严重情况下还会威胁到人们的生命安全，所以，必须加强对混凝土施工过程中施工技术问题的研究，并且采取相应的措施进行处理。
        1 大体积混凝土及其特点
        关于大体积混凝土的定义在世界范围内各个国家都有不同的界定，我国《大体积混凝土施工标准》（GB 50496—2018）中规定，对混凝土结构物的实体最小几何尺寸超过1m大体量混凝土，或预计会因为混凝土中胶凝材料水化而引发温度变化以及收缩导致有害裂缝产生的混凝土，都应该参照大体积混凝土施工规范进行设计、施工和验收。大体积混凝土最主要的特点是水泥的使用量巨大，而且断面多，结构表面很容易产生裂缝等。这是因为水泥在水化之后会释放出大量的水化热，促使混凝土产生相对较大的温度应力和收缩应力。一旦应力超过了混凝土自身的承受极限就会形成表面开裂，而裂缝的出现就会导致混凝土整体的耐久性和防水抗渗能力受到影响。因此，在大体积混凝土浇筑施工中要掌握相关技术要点避免出现有害裂缝。
        2 大体积混凝土技术常见质量问题
        2.1 模板变形
        在大体积混凝土施工中，振捣是主要的环节，但在此环节中振捣力度过大，或者模板一侧压力过大，会严重冲击模板，模板支撑能力不足，会导致模板变形。因此，应用大体积混凝土技术过程中，需选择高质模板，分析其受力情况，选择型号、质量等各项标准达标的模板。
        2.2 孔洞问题
        导致混凝土出现孔洞问题的原因有很多，主要是在施工过程中钢筋使用比较密集的位置，以及需要预留孔洞和埋设件的地方，在进行混凝土下料操作的时候出现搁住现象，同时又没有对其进行充分的捣实处理，然后就继续进行混凝土的浇筑工作，所以很容易导致其下方出现孔洞。此外，因为混凝土在搅拌的时候不符合标准，导致混凝土出现离析的情况，砂浆分离以及跑浆等问题严重也会增加混凝土孔洞问题的出现。
        2.3 裂缝
        在正常的情况下，建筑中在应用大体积混凝土的时候会出现各种各样的裂缝，其中主要是外墙混凝土裂缝，大约占 80%，另外的裂缝主要是在建筑的地下板结构中。所以在正常的应用中，大体积混凝土裂缝造成的问题是非常严重的，并且一直以来都没有得到妥善的解决。在进行大体积混凝土施工的时候，水泥会出现水化热的现象，导致浇筑内部的温度和温度应力所发生的变化非常大，从而出现裂缝问题。所以，为了避免出现裂缝，应该对混凝土浇筑块体的温升、温度差以及温度下降的速度进行合理的控制，不同类型的裂缝的影响是不相同的，其中外部荷载所引起的裂缝是结构型裂缝，温度应力和混凝土收缩所引起的裂缝是材料型裂缝，混凝土内部和外部水分蒸发所引起的裂缝就是干缩裂缝。
        3 大体积混凝土技术的应用
        3.1 严格控制材料配合比
        混凝土自身质量会影响施工成效，而配合比是影响其质量的关键因素，因此要保证材料配合比合理，具体结合工程建设和混凝土强度要求，对配合比进行合理的计算和严格的试验，最终确定最佳配合比。首先，在水泥遇水之后，会释放大量水化热，因此要控制好其中的水泥用量。其次，在水泥固化过程中，不可避免会出现变形、收缩，可在配制混凝土的过程中适量加入膨胀剂，确保混凝土体积处于稳定状态，减少收缩裂缝的产生。最后，各种原材料所占比例都要合理，配制混凝土过程中可加入适量的砂，采用的砂要优先采用粒径为0.5～0.8mm中粗砂，确保混凝土强度、硬度满足施工要求。
        3.2 模板、钢筋施工
        大体积混凝土自重大，浇筑振捣时冲击力强，因此对大体积混凝土的模板和支架系统有着更高的要求。要求大体积混凝土模板和支架系统在设计时需开展承载力、刚度和稳定性验算，以保证其整体稳固性。严格按照施工方案进行安装和拆卸，在安装和拆卸中采取必要措施保障安全。在浇筑混凝土时必须安排专人看护模板和支架系统，当出现异常情况时及时停止施工，进行整改修复后才能重新开始浇筑。为加强对大体积混凝土的养护，应尽可能延迟拆模时间。大体积混凝土使用的钢筋直径较大、布置密集，应计算好钢筋间距进行排筋绑扎，以免产生局部钢筋过密集，影响混凝土浇筑和振捣。钢筋绑扎完后及时清理场地，对涉及的检验批和隐蔽工程进行三检工作，进而报监理单位复检。

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        3.3 浇筑技术要点
        在原材料搅拌施工作业的时候一般使用自动化的全自动控制设备，因此在进行原材料添加的时候对于各项原材料进行合理的配比，保证将误差控制在合理的范围之内。并且搅拌的时间需要在两分钟以上。搅拌结束之后需要将混凝土运输到施工现场，其运输的质量非常的关键，其时间的控制要严格，不可以超过规定的时间，以防止混凝土出现凝结的问题。另外，在大体积混凝土浇筑施工的过程中，需要注重以下几个方面：第一，要对大体积混凝土浇筑施工的方向与顺序进行合理的规划与应用。在进行浇筑之前，要在平行方向进行混凝土输送泵的安置，其数量也要合理的控制。另外，还要提前对施工工程中心的部位做出合理的施工。这一施工项目结束之后就可以对接下来的工作进行合理的规划，浇筑的时候还要保证浇筑的顺序。浇筑施工的过程中混凝土会出现流淌的情况，并且出现斜坡的情况。因此浇筑的时候就需要采取斜面分层、全面分层、分块分层的浇筑方法施工，可以保证整个浇筑作业顺序的实施，同时保证浇筑裂缝问题的减少。其次，还要对混凝土的表面进行合理的处理，使用振捣施工，通过高频的振捣器做好振捣施工作业，对于振捣的时间与间距都需要合理的规范。
        3.4 混凝土养护要点
        混凝土拌合、浇筑、振捣等操作结束后，进入混凝土养护阶段，在这一阶段，有效运用混凝土养护技术。具体来说，优化混凝土结构，针对质量缺陷及时弥补，同时，规范混凝土养护操作行为，取得裂缝处理的良好效果，促使混凝土养护效果达到标准化要求。混凝土结构养护阶段，妥善把控养护温度及养护湿度，并客观掌握变化因素，将混凝土外表洒水、表面覆盖等基础操作具体落实，避免出现混凝土裂缝现象。此外，适当把控养护周期，一般情况下，采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥拌合的混凝土养护周期不少于7天，火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥拌合的混凝土养护周期不少于14天，对掺用缓凝型外加剂、矿物掺合料和有抗渗要求的混凝土养护周期不得少于14天。需注意的是，要想在短时间内提高混凝土施工效率，应针对养护人员进行系统化培训，以此保证养护操作的规范性，以及拆模程序的合理性，以免混凝土完整性被破坏。浇筑工序之后，在混凝土表面需覆盖好薄膜或者草帘，这些吸水性、保水性能良好的材料可以很好地养护混凝土，使其保持湿润。大体积混凝土具有面积大的特点，因此相对来说养护难度较大。
        4 温度监测与控制
        大体积混凝土施工技术的要点是控制有害裂缝的产生，而产生有害裂缝的主要原因是混凝土内部温度过高、里表温差过大等因素引起，因此必须加强对大体积混凝土温度的监测与控制。大体积混凝土在施工前应拟定好温度监测方案，确定监测点数量和位置。通过在混凝土内预埋温度传感器的方式，可以实时、准确监测到混凝土各个点位具体时刻的温度数值。根据监测到的温度数值可采取减小混凝土的里表温差或减缓混凝土降温速率等措施，预防混凝土产生温度裂缝。对大体积混凝土温度的控制还包括：选用水化热低的硅酸盐水泥、掺入适量外加剂、降低混凝土入模温度等措施。还可以在混凝土内预埋冷却管，采用水循环冷却系统对混凝土内部进行降温，降低混凝土温升峰值，减小水化热引起的温差。采用水循环冷却系统降温时，应控制好降温速率，不应大于 2℃/d。
        5房屋建筑工程中的大体积混凝土施工质量控制分析
        5.1原材料质量控制分析。主要表现为：第一、合理选择水泥、沙及碎石等原材料。水泥的用量要满足经济指标和水化热的需求。因此在选择水泥时，要合理选择水泥的标号和品种，尽量采用水化热低的，如中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥等。第二、从改善砼的和易性出发，可以掺入粉煤灰等优质掺合料和膨胀剂等外加剂。但是，粉煤灰不宜掺入过多，要根据工程要求进行适量添加。第三、选择结构紧密、清洁度好、含泥量低、强度合适的优质骨料。第四、适当配置钢筋构造，提高砼的抗裂性。
        5.2加强后期保养。大体积混凝土的后期保养工作主要体现在温度的监控上。由于砼内、外部温差超过25℃就需要采取内部控温措施;而外表与环境温差超过25℃时需要外表保温措施。所以内部降温一般采取内埋循环水管进行导热;外部保温可以采取覆盖薄膜、麻袋等方法减少水热化的流散。
        6 实例分析
        某项目地下室结构为超大型混凝土结构。为了避免混凝土结构出现裂缝，在施工过程中采用了无缝施工技术，保证了施工效果。在混凝土结构施工中，采用降低水灰比的方法，确定配合比设计，以保证无缝施工技术的应用效果。对于底板混凝土，采用强度型号为C30P8的防水混凝土，其中底板水灰比选定为0.47，同时掺入0.6 kg/m3的聚丙烯纤维，混凝土的坍落度指标为180-200mm。为提高技术应用的效率，减少用水量和混凝土收缩，合理控制施工质量。混凝土浇筑采用“倾斜分层，薄层浇筑，连续推进，一次就位”的方式。在边坡顶部分别设置振动棒，保证混凝土的振动密实，无渗漏振动。在混凝土初凝前，进行第二次振动操作。第二次振动的间隔时间为40~60 min，在混凝土中适当延长缓凝剂，时间控制为1.5~2.5 h。
        结束语
        大体积混凝土施工常常涉及多个单位、多个班组共同协作完成，且施工时有连续性和长时间的要求，因此须事先制定好施工全过程的组织计划和工艺技术方案。选取优质的原材料，采用科学合理的配合比，组织技术力量过硬的施工队伍，对施工过程中各个环节严格把关，才能保证大体积混凝土的质量。因此，需要根据项目施工实际，探索混凝土施工技术应用的有效路径，这对混凝土施工技术大范围推广有促进意义。
        参考文献
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