大体积混凝土施工控制要点

发表时间:2020/9/29   来源:《科学与技术》2020年5月15期   作者:聂友钊
[导读] 大体积混凝土是指: 混凝土结构实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土
       聂友钊
        安徽水利开发有限公司   安徽省蚌埠市233000


         摘要:大体积混凝土是指: 混凝土结构实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害缝产生的混凝土。具有结构厚、体型大、混凝土数量多、工程条件复杂施工技术要求高,体积较大又就地浇筑、成型、养护的特点。大体积混凝土施工过程中的难点和重点就是控制裂缝的产生。
一、大体积混凝土产生裂缝的原因分析
        大体积混凝土工程施工条件复杂,工程要求质量高,很多因素都可以导致大体积混凝土产生裂缝,但大多数裂缝的产生是因为混凝土与水化合时产生的热量引发的热应力等超出了混凝土最大均匀塑性变形的抗力。因为工程体积很大,在施工中混凝土中的水泥运作出来的热量很难散发,才会导致混凝土内外温度差异变大,使混凝土内外两端受压而产生不同的应力。而混凝土的抗拉强度比较小,在承受的拉应力超出自身抗拉强度时,混凝土表层就会出现裂缝。
大体积混凝土工程应注意事项:大体积混凝土工程施工应符合《大体积混凝土施工规范》(GB 50496)的规定。
二、控制大体积混凝土施工防开裂的相关措施
         
        2.1 混凝土原材料质量控制
(1)优先选用低水化热的矿渣水泥拌制混凝土,
        首先,可以选用水化热较低的水泥。由于温差主要是由水化热产生的,所以为了减小温差就要尽量降低水化热,为了降低水化热,要尽量采取早期水化热低的水泥。由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数,要降低水泥的水化热,主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外,在不影响水泥活性的情况下,要尽量使水泥的细度适当减小,因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。
(2)在保证混凝土设计强度等级前提下,适当降低水灰比,并适当使用外加剂;减少水泥用量;
         由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应,是其活性的来源,可以取代部分水泥,从而减少水泥用量,降低混凝土的热胀;由于粉煤灰颗粒较细,能够参加二次反应的界面相应增加,在混凝土中分散更加均匀;同时,粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构,使混凝土中总的孔隙率降低,孔结构进一步的细化,分布更加合理,使硬化后的混凝土更加致密,相应收缩值也减少。
         加入适量外加剂。大体积混凝土配制可掺入缓凝、减水、微膨胀的外加剂,外加剂应符合现行国家标准和有关环境保护的规定。加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会。减水剂的主要作用是改善混凝土的和易性,降低水灰比,提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量,而水灰比的降低,水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的;缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间,由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大,所以等放热峰值出现时,混凝土强度也增大了,从而减小裂缝出现的机率,二是改善和易性,减少运输过程中的塌落度损失;引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。
        2.2 大体积混凝土的浇筑
         (1)降低混凝土的入模温度,控制混凝土内外的温差;首先,混凝土的拌制过程中,要严格控制原材料计量准确,同时严格控制混凝土出机塌落度;要尽量降低混凝土拌合物出机口温度,拌合物可采取以下两种降温措施:一是送冷风对拌和物进行冷却,二是在粗骨料堆上加冷水、加冰、洒水喷雾、加冰屑拌和预冷骨料一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。


        (2) 大体积混凝土浇筑时,浇筑方案可以选择整体分层连续浇筑施工或推移式连续浇筑施工方式,保证结构的整体性。混凝土浇筑宜从低处开始,沿长边方向自一端向另一端进行。当混凝土供应量有保证时,亦可多点同时浇筑。连续浇筑要求从底层起采用分段分层浇注。
         浇筑时,第一,要注意分层厚度,为了消除层间裂缝,振捣要安排在下层混凝土凝固之前,上层振捣时相邻下层还需插入大约5厘米,一般每层厚度需小于震动棒的四分之五倍。保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密;避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能;尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注。
         第二,为了保证混凝土不离析,混凝土倾落高度较高时可沿溜槽等下落,且漏斗和串筒的距离要小于3米,这是因为考虑到了浇筑速度和摊平混凝土堆的能力。只有控制好振捣和坍落度,才能防止浇铸产生泌水层,硬化后强度减小,破坏结构整密性。砼的泌水处理:大流动性砼在浇筑和振捣中,上涌的泌水和浮浆顺砼坡面流到坑底随砼向前推进,在支模时,应在砼浇筑前进方向两侧模板底部留孔排出泌水和浮浆,少量来不及排出的泌水被砼推至基坑顶端,由顶端模板下部的预留孔排出坑外。当砼坡脚接近尽端模板时,立即改变砼浇筑方向,由尽端往回浇另外在两侧加强砼的浇筑,使最后砼的浇筑形成四面会合,这样泌水和浮浆就在中间形成水潭,用软轴泵及时排除。
第三,由于大体积混凝土表面水泥浆厚度十分大,所以需要做好表面处理,一般在初凝前通过刮平、碾压、打磨等来是裂缝闭合。
(3)及时对混凝土覆盖保温、保湿材料;
     混凝土浇注后,由于内部较表面散热快,会形成内外温差,表面收缩受内部约束产生拉应力,超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。如果此时受到冷空气的袭击,或者过分通风散热,使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生,所以混凝土拆模后,特别是低温季节,应立即采取表面保护,降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体承受外约束廊力的抗裂能力,达到防止或控制温度裂缝的目的。塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土和模板,在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行,当混凝土的表面温度与外部环境最大温差小于20度时,可全部拆除。大体积砼应作好测温工作,应根据测温报告及时调整及实施保温措施。
        做好养护措施。混凝土浇注完毕后,应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润,这样既减少外界高温倒灌,又防止干缩裂缝的发生,促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇注完毕后12~18小时内立即开始养护,保湿养护的持续时间不得少于25d,应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况,保持混凝土表面湿润。在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。保温养护是大体积混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力。同时,在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。
      为消除温度应力,在浇筑混凝土前,基础内部预埋两层直径DN15钢管,钢管布置为水平间距1.5米,垂直间距1.0米,采用管管相连,通入循环水,降低混凝土内部温度。管道出、入口都设置在基础顶面,循环水流出后,可以浇洒在基础表面对混凝土进行保湿、降温。设专人及时测量混凝土内部温度,当混凝土内部温度和环境温度差小于25℃时,可以停止通入循环水。在浇筑混凝土前,管道试通水,保证管道畅通后方能浇筑混凝土。
        三、结语
        在大体积混凝土施工过程中,为实现防止和控制大体积混凝土施工开裂问题的目的,施工单位应该采取有效的施工方法、施工工序和结合多种温度控制措施,达到大体积混凝土质量工艺标准和工程质量要求,为后续的工程施工提供方便,有利于提高总体的工程质量。
















   
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