大 体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中的应用探析

发表时间:2020/12/14   来源:《建筑实践》2020年25期   作者:谢炜
[导读] 随着我国经济和城市的发展,大型土木工程建筑日益增多
        谢炜
        中交第四公路工程局有限公司,北京100026
        摘要:随着我国经济和城市的发展,大型土木工程建筑日益增多,这些大型建筑中常常使用到大体积混凝土,但大体积混凝土结构施工中常见的问题就是裂缝问题,其施工质量的好坏对房屋的建造质量有着非常大的影响。因此在项目施工中应该重点关注大体积混凝土结构施工技术的应用,保证工程的进度与质量。
        关键词:大体积混凝土;结构施工技术;土木工程建筑;应用
        引言
        混凝土材料是工程建设的基础材料也是核心的材料,对工程建设的质量以及建筑结构的稳定性起到关键性的影响,是建设施工的基础。尤其是大体积混凝土施工技术,在近些年得到了广泛的应用,对工程建设质量的影响已经越来越大,在大体积混凝土施工技术中,一定要将材料的选择重视起来.最常见的问题就是混凝土结构的裂缝问题,对工程结构的稳定性产生很大的影响,因此在现代建筑施工中提升大体积混凝土施工技术的应用水平,有效抑制裂缝的产生,是当前建筑领域需要重点考虑的问题。
        1大体积混凝土结构的定义和特点
        1.1大体积混凝土的定义
        我国《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018中规定:混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中凝胶材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土[1] 。而其他国家的相关规定又有所不同[2]:美国混凝土协会(ACI)规定:任何现浇大体积混凝土,其尺寸达到必须采取措施解决混凝土水化热引起的体积变形问题,从而最大限度地减小开裂,即为大体积混凝土;日本建筑学会(JASSS)规定:混凝土结构截面最小尺寸80cm以上,同时水化热引起的内部最高温度与外界气温之差可能超过25℃的混凝土,即为大体积混凝土。
        1.2大体积混凝土的主要特点
        混凝土本身是一种抗拉强度远低于抗压强度的材料,抗拉强度仅为抗压强度的约十分之一,且拉伸变形能力很差,因此当混凝土结构承受的内力外力的作用大于其抗拉强度时,就会出现裂缝。
        大体积混凝土结构断面很厚,水泥水化热产生的大量热量不易散发出去,从而使混凝土内部温度逐渐升高,而结构表面的混凝土散热条件良好,因此造成大体积混凝土内外部分的温差增大,如不采取相应的措施,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就会产生裂缝。
        大体积混凝土产生裂缝的原因非常复杂,除了水泥水化热以外,混凝的配合比、施工工艺、保温措施、入模温度以及约束条件等,都会对混凝土的裂缝控制一定的影响。
        2大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中的应用
        2.1大体积混凝土结构施工方案的编制
        在实际的施工过程中,方案是指导施工的主要依据,在任何工序开始之前,施工单位的技术人员都应该编制合理的方案交由监理单位审批,并严格的执行方案的内容。以确保在真正施工时出现各种问题,拖延工期,造成损失。混凝土的配比是根据实际的情况进行确定的,所以提早的了解当地的环境十分的重要。要对容易出现裂缝的位置采取措施进行预防。
        2.2混凝土材料优化
        混凝土中产生温度应力的主要原因就是凝胶材料水泥的水化热,因此应选择低热水泥,从材料上控制水泥的水化反应作用,降低结构的内部温度。 骨料选取级配连续、导热较好的骨料,可以在减小水泥用量的情况下使混凝土强度达到标准,从而减小水泥水化热而导致的混凝土内外部分的温差,避免温度应力引起的裂缝产生。另外,合理选择原材料与配合比,根据设计的混凝土强度,在此基础上选择水灰比较低的配合比方案,减少水泥的使用量,以达到较低水化热反应防止混凝土结构产生裂缝的要求。
        
        2.3约束力控制
        约束力控制是大体积混凝土施工技术的关键。

在重力的作用下,施工的过程中不可避免的会产生一定的地基下沉,或者是不同程度的位移,这些问题会对大体积混凝土结构的施工产生很大的影响,为了避免这些因素对施工的质量造成影响,在施工时可以设置滑动层。滑动层的设置也有一定的技术标准,一般来说设置的位置在混凝土与地基的交界处,可以用沥青毡层或者是砂垫层作为滑动层,滑动层的设置可以有效地降低地基下沉,或者是位移对大体积混凝土结构施工质量的影响,降低裂缝产生的可能性。另外,在施工的过程中还需要重视对温度应力的控制。在实际的施工中可以利用覆盖法,或者是蓄水法对温度应力进行控制,通过这样的处理方式能够有效地降低外部温度变化,对混凝土结构产生的影响,降低因为内外温差过大导致的温度应力。能够保证混凝土内外温度的一致性,防止温度变化引起的混凝土结构形变。
        2.4混凝土温度控制
        在土木施工中,大体积混凝土构件质量控制关键便在于温度,其中,强制降温的方式最为有效,通过预埋循环水管路的方式,借助于循环冷水,加速内部热量排出,混凝土内外温差得到快速控制。还可以从材料入手,考虑到热量的产生来源于水泥水化反应,通过限制水泥用量,也能够减少热量总量,以低热水泥为代表的材料得到较多应用。除了材料本身外,在材料混合搅拌环节,也要合理控制搅拌频率,尽可能的使热量得到散发,并且要保证搅拌的均匀性。大体积混凝土的施工过程,也是温度控制的重要环节,要对混凝土材料温度加以控制,并且要选择适宜温度的天气进行浇筑,还可通过冷却降温的措施,来控制浇筑过程中热量。
        2.5提高大体积混凝土工程的抗拉抗压性能
        首先,对于大体积混凝土的施工过程中,要进行较为合理的配比。配比的过程要参照以往的施工经验并且要与本次施工环境的具体状况相结合。另外,配比的过程对施工人员的技术水平要求比较的高,要选取一些技术水平比较高并且细心谨慎的工作人员为主要负责人。在配比的过程中,可以适当的补充添加一些添加剂去提高大体积混凝土的抗压性能。另外,在施工过程中要配备相应的工作人员做好大体积混凝土的养护工作,这些工作主要包过补充水分和进行覆盖两大方面,这两方面在上文已经具体的进行阐述过。对于大体积混凝土的抗拉性能。在施工过程中要添加一些与纤维有关的补充剂进行提高。
        2.6确保大体积混凝土振捣到位
        通常情况下,混凝土的塌落度为180mm,为此,需将角度特征调整为1:6。在实际浇筑施工过程中,要利用地泵对混凝土进行倒退式浇筑,在保证泵口与软管充分衔接的同时,采用左右交合的方式,确保浇筑施工的正常运行。另外,在混凝土振捣过程中,要确保振捣垂直角度符合要求,如果钢筋配比较大,应当适当倾斜振捣角度,并将振捣高速调整在50cm左右。再者,为避免混凝土结构裂缝问题,需在完成上层混凝土振捣且下层还未初凝时,插入震动棒,并确定插入深度。
        2.7保持混凝土的水分
        提高混凝土的质量首先就要做好混凝土的养护。在养护的过程中,最重要的关键词就是水分。在土木工程施工过程中,要注意水分的维护,最重要的是要确保混凝土工程不要出现类似于早期表面出现失水的现象。当然,在防止混凝土早期失水的同时,要对混凝土早期历史进行水分的补充。如果水分不够。就会出现裂缝的情况,特别是在一些大风天气中。在夏秋季节。非常容易出现温度高或者风大的情况,使混凝土中的水分加速蒸发,加剧裂缝情况的出现。裂缝情况的出现会对建筑工程造成非常严重的现象,所以一定要做好防水补水工作,避免这样的情况发生。
        结语
        大体积混凝土的施工涉及到的工艺流程相对复杂,如果不对其采取标准化的流程控制,则有可能造成后期的质量受到影响。这不仅有可能造成建筑物使用寿命下降,还有可能在施工过程中造成危险。严格的控制施工流程以及施工材料,对每个环节都采取多次检查,确保工艺、质量满足有关的要求。大体积混凝土内外温差大是普遍存在的问题,因此要做好散热措施。与此同时,施工前要充分研究前期的勘察文件,并与设计单位进行沟通,确保大体积混凝土不会对地基造成破坏,减少环境对于其质量的影响。总而言之,由于大体积混凝土的独特性,需要从材料、技术、环境等多个角度进行研究,避免出现裂缝、锈蚀等问题。
        参考文献
        [1]《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018 [S].北京:中国建筑工业出版社,2018.
        [2]刘秉京.混凝土技术[M].北京:人民交通出版社,1995.
        
        
       
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