大体积混凝土配合比优化设计及裂缝控制技术探讨

发表时间:2021/4/8   来源:《城镇建设》2020年第34期   作者:赵静静
[导读] 建筑工程混凝土施工不可少的环节为大体积混凝土施工,而实际施工期间,

        赵静静
        临沂中联混凝土有限公司,山东 临沂 276000
        摘要:建筑工程混凝土施工不可少的环节为大体积混凝土施工,而实际施工期间,存在不少因素:水泥水化热、温差等会影响着大体积混凝土施工,就容易出现混凝土施工裂缝问题,减低混凝土结构的可靠性和稳定性,建筑施工的整体质量得以提升,使建筑工程的良性发展。
        关键词:大体积混凝土;配合比;优化设计;裂缝;控制技术
        前言
        为保证大体积混凝土工程顺利完工,广大资深设计人员应充分重视大体积混凝土配合比设计和裂缝控制。结合工程总体施工要求和标准,合理优化大体积混凝土配合比设计,积极采用各种裂缝控制技术,防止出现裂缝。从而保证大体积混凝土工程能够高效地完成。
        1 大体积混凝土配比优化设计
        1.1 优化混凝土配合比设计的基本原则
        由于大体积混凝土的特殊性,水化热温升幅度不能作为参考标准。同时,28维抗压强度不能像普通混凝土一样作为单一的参考基础。由于大体积混凝土结构复杂,不仅需要考虑短时间内水化热引起的温度应力矛盾,同时还需要认识到结构的耐久性和完整性。因此,在实际的设计中,我们必须坚持诚信的原则。目前,我国提出的较为科学的大体积混凝土配合比设计方法是综合考虑混凝土的耐久性、绝热温升、工作性等性能,最终计算其总效率系数。系数越大,混凝土的性能越好。根据实际研究,可能影响混凝土综合性能的因素有水泥类型、外加剂、粗集料类型、水泥用量、粉煤灰用量、水胶比等。所以,搅拌站在开展大体积混凝土配比设计工作的时候,必须严格坚持下列原则:首先,应适当调整粗骨料的颗粒级配以及骨料粒径大小,以实现混凝土自身抗裂性能的提升,按照混凝土结构的泵管直径以及最小断面特征,尽量采用粒径较大的粗骨料。比如,在本工程中,选用粒径为5~25mm与选用5~31.5mm的连续级配碎石混凝土相比,前者应比后者增加用水量6~8kg/m3,并同时增加水泥用量15kg每立方米,因此,采用粒径较大的粗骨料最终达到降低水化热、收缩及泌水等现象的发生几率。其次,应在符合混凝土强度标准的基础上,最大限度减少胶凝材料,当胶凝材料的用量保持稳定时,应尽量利用混合材料来代替水泥。最后,应利用科学的方法来说减小水胶比,水胶比应尽量控制在0.5以内,这样才能有效确保大体积混凝土的综合性能。
        1.2 骨料的选取
        在骨料的选择上,宜以低泥量、低热膨胀系数的骨料为优先对象,注意骨料的连续级配。采用这种方法有两个原因。第一,集料本身的强度远远超过水泥胶体的强度;第二,选用连续级配集料可以提高水泥胶体的强度,从而增加集料在混凝土中的空间比例,进而减少水泥用量,间接降低水化热。在本工程的大体积混凝土浇筑过程中,必须尤其注重对骨料的选取,严格控制好粗骨料和细骨料所占比例,这样才能确保混凝土的配比设计质量。
        1.3 水泥的选取
        为了保证大体积混凝土的最高内部温度在一个合理的范围内,必须优先使用水化热低的水泥,大大减少水泥用量,同时加入必要的混凝土掺合料,以延迟混凝土的最终凝结时间。根据本工程的实际情况,可选择矿渣水泥作为最主要的水泥类型,但同时必须考虑到矿渣水泥水具有的收缩量偏高等特征,除此之外,必须注重对水泥总量的控制,必要的话可增加粉煤灰的添加量,从而使混凝土的和易性、强度等满足设计标准。在混凝土的凝结时间方面,考虑到混凝土初凝以前不会因内部热量而出现温度应力,所以可适当拖延初凝时间,一般情况下,应将其控制在12小时以上。
        1.4 外加剂和配合比的确定
        总结过去的实践经验,搅拌站在设计大体积混凝土配合比时,应适当加入一定量的矿物掺合料,注意水胶比的合理确定。这样可以降低水泥消耗,减少水化热,在一定程度上减小混凝土硬化过程中的收缩拉应力,从而减小混凝土的抗腐蚀作用,提高混凝土的渗透性。

在满足结构设计强度的前提下,为了尽量减少单位用水量,必须加入一定比例的超级塑化剂。其主要作用是提高混凝土的早、晚期强度和工作性。此外,还要注意粉煤灰的用量,粉煤灰的主要作用是降低混凝土的水胶比,促进早期水化热大大降低,大量的实践证明,粉煤灰用量越大,水泥的水化热越低,但粉煤灰用量不宜过多,应掌握水化程度。
        2 大体积混凝土裂缝控制技术
        2.1 合理择选施工操作法
        因工程项目筏板基础特点为厚度<2m,实际面积及混凝土实际浇筑量极大,浇筑能力及施工建设场地严重受限,故择选整体连续推移浇筑方法开展施工操作。确定后浇带留置、调仓间距,需依据其筏板基础底部实际限制条件、施工现场环境、混凝土自身温度应力、厚度等各方面因素综合分析结果,予以合理确定。
        2.2 严格把控施工材料及配比
        要与混凝土搅拌厂保持密切的联系和接触,以理清对混凝土原材料的要求,包括水泥的种类、规格和等级、外加剂的种类、细度和用量、外加剂和粗细集料的要求。混凝土取样检验内容明确,包括工作性试验、强度试验、抗渗性试验、出口温度试验等。大体积混凝土的配置,考虑温控指标的要求,有效引入掺合料,降低水化热,引入膨胀剂,减少混凝土收缩徐变,这些有利于大体积混凝土的温度控制。
        2.3 科学浇筑混凝土
        混凝土的浇筑方法分为分层浇筑或推移式连续浇筑,并且不得随意留施工缝,混凝土摊铺厚度根据是否泵送混凝土确定,泵送混凝土的摊铺厚度宜小于600mm,非泵送宜小于400mm。尽量缩短混凝土层间浇筑时间,确保前层混凝土初凝前完成次层混凝土浇筑,如不能确保,则按施工缝处理。大体积混凝土分层浇筑时还需注意水平施工缝的处理要符合相关规定。在浇筑过程中,还应及时清除混凝土表面泌水。
        2.4 注重后期保温及养护
        根据混凝土温度控制的基本条件,确定混凝土浇筑后期的保温养护措施。从某种程度上说,保温养护是大体积混凝土施工中最重要的环节。通过保温养护操作,可以减少混凝土表面散热,有效地降低内外温差,有效地提高混凝土的水化程度和抗拉强度。从而使混凝土本身约束应力逐渐减小,并且减少了混凝土温度应力的负面影响。
        2.5 做好测温工作
        大体积混凝土,需严格把控降温的速率、内外部最大温度差、出机口及浇筑的温度等。依据实际需求,在该混凝土的体内设置监测点,在各个监测轴线上设置4~6个以上监测点。同时,浇筑体的厚度方向需临近约束底层50~100mm以上范围、顶层、中部50~100mm以下范围,均需设定好测试点。针对于大厚度的,则需对其中部进行测试点加密操作,依据测点实际间距不超过500~600mm范围予以合理设置。测试元件实际选择及设定等,均需符合于工程项目总体要求及相关标准,实时分析温度的监测结果,如温度有超标及其它异常情况出现,必须予以有效处理,以提大体积混凝土的裂缝问题总体控制效果。
        3 结语
        综上所述,大体积混凝土的施工过程中,为了使裂缝得到控制,试验人员应该采取有效的措施,减少裂缝的产生。
        参考文献:
        [1]大体积混凝土温控防裂措施在道桥工程中的应用[J].熊良贵.黑龙江交通科技.2020(04)
        [2]超大体积混凝土配合比设计优化及裂缝控制技术研究[J].贾蓉蓉.山西交通科技.2019(06)
        [3]谈大体积混凝土裂缝控制措施[J].穆洁.工程建设与设计.2019(03)
        [4]大体积混凝土裂缝产生原因及控制措施[J].焦惠云,高亚利.河南建材.2018(02)
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