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摘要:土木工程中大体积混凝土的应用较为普遍,但混凝土受温度应力的影响容易发生开裂问题,所以必须重视大体积混凝土浇注施工控制。本文阐述了大体积混凝土内涵及特点,并围绕着大体积混凝土,从配合比、浇注、温度测算与养护方面重点研究了施工控制技术。
关键词:土木工程;大体积混凝土;浇注施工;控制技术
1.大体积混凝土的特点
目前,大体积混凝土施工已经应用于建筑业各个领域,大体积混凝土在工程施工过程中的应用过程中,除了体积大、水泥水化热较大等特点外,还具备结构厚实、工程条件复杂、施工技术要求高等特点。在大体积混凝土应用过程中,需要考虑到水泥水化热、体积变形、开裂等问题,增强大体积混凝土施工技术的可控性,以保证施工质量安全稳定。
2.大体积混凝土结构产生裂缝的原因
2.1水泥水化热
水泥水化过程,是一个放热的过程。在施过程中,对于大体积混凝土施工最小断面、平面尺寸、内外温度都有一定的规定。由于体积较大,表面系数偏小,在实际应用过程中,水泥水化过程易出现热集中释放的情况,大体积混凝土内部升温速度快,当存在较大内外温差时,如果没有提前进行温度控制或控制措施不当,造成温度应力过高,混凝土拉力无法承受时则容易产生裂缝,这对于建筑结构、工程质量安全都有着直接的影响。在单位时间内,混凝土释放的水泥水化热主要与水泥材料、用量以及龄期有关,一般在混凝土浇筑厚的第三至第五天其内部温度将达到最高。
2.2外部气温变化
由于水泥水化过程放热,因此对于混凝土的温度控制是非常重要的,施工过程中大体积混凝土内部水化过程延续时间较长,如果外部气温过低或短时间内降低,都可能增加大体积混凝土的内外温差,温度应力不断增加,进而造成混凝土裂缝的出现。温差的存在会引发温度应力的作用,温度应力的大小与温差成正相关。如果外部气温较高,会造成大体积混凝土更难散热,其内部最高温度可能会达到60℃左右,因此外部气温变化也是大体积混凝土裂缝产生的重要影响因素。
2.3混凝土的收缩
混凝土的组成是水和水泥,其中水泥硬化所需的水分仅占全部水分的20%,而内部剩余水分的蒸发过程就是混凝土收缩的过程。混凝土具有较好的吸水能力,收缩后如果再次处于水饱和状态则依然可以进行恢复性膨胀。因此混凝土会由于干湿情况的不同进行体积的变化,这对于混凝土质量稳定是不利的。在先进研究情况下,混凝土收缩情况的主要影响因素包括:水泥品种、配合比、外加剂、掺合料以及养护条件等诸多方面。
2.4施工工艺原因
大体积混凝土施工过程中,对于施工工艺的要求是较高的,对于施工工艺的保障不仅需要施工技术达到要求,还需要施工人员具备相应的专业技术能力水平。目前一部分大体积混凝土裂缝问题的产生,是由于施工工艺不足的情况造成的。
3.大体积混凝土浇注施工控制分析
3.1提升混凝土抗裂性性能
①水泥材料的选择。大体积混凝土施工过程中,水泥品牌种类的选择对于混凝土配置性能有着直接的影响。普通硅酸盐水泥的优点是凝结硬化快,抗冻性好,耐磨,但是其缺点是水化热反应较大、不耐腐蚀、耐热性差。矿渣水泥的优点是保水性好,水化热反应程度较低,但是干缩、渗水、硬度收缩较严重。火山灰水泥前期强度较低,后期强度逐渐增大,这使得其需要较长时间的养护过程,对水的需求量较大,干缩程度大,造价较高。
推荐使用由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰,加适量石膏混合后磨细而成的粉煤灰硅酸盐水泥,其具有水热化底、需水量小、干缩性小、抗裂性好、抗腐蚀能力强的诸多特点,对大体积混凝土施工能够起到很好的防控补偿效果。②控制混凝土材料配比。混凝土材料配比需要进行严格控制,砂浆和其他材料进行配比时,需要在配比时遵循核心技术内容,配比比例需要进行相应的材料比例试验和测试,并比较分析数据结果,使混凝土材料配比率更加科学合理。混凝土材料的配比需要以工程施工要求为基础,在强度方面达到要求,并且保证材料之间的相互融合,避免离析现象的发生。
3.2温度应力控制的技术
①外部温度控制。在混凝土浇筑过程中,需要注意外部温度的影响,炎热的夏季,混凝土浇筑温度的急剧上升会产生温度应力,从而造成混凝土稳定性的变化。因此在浇筑时,要注意外部温度,选择适宜的天气情况,进行混凝土作业。②做好混凝土用量的控制工作。混凝土水泥水化现象较为常见,在大体积混凝土浇筑过程中,需要把握水泥用量情况,通过合理的计划安排,实现混凝土作业的连续性,避免由于混凝土施工进度较慢,造成混凝土堆积等待。③外部约束力的控制。土木工程施工时,为了能够减缓地基、滑动层之间的约束力,需要合理设计滑动层,设置砂垫层、沥青垫等措施,以保证混凝土韧性,合理控制大体积混凝土裂缝的产生。在浇筑之前,要确认好浇筑方案,可以根据实际要求以及温度应力情况,选择符合的浇筑方式,分段浇筑、整体浇筑是当前普遍的两种方式。浇筑过程中,要对浇筑工作进行区域划分,循序渐进的进行浇筑,一次性浇筑到顶,保持浇筑坡度。振捣过程中可以在混凝土卸点、混凝土坡脚处进行分别振捣,以保证上部和下部混凝土振捣密实。混凝土浇筑过程中是呈现扇形流动方式,连续浇筑过程中需要注意在坡面作为移位浇筑点。浇筑结束后要对混凝土初凝区域进行二次振捣,保证混凝土密实,有效排除积水情况,提升防水性、美观性的同时防止表面裂缝出现。大体积混凝土浇筑可以选择在夜间进行,夜晚温度差距较小,可以防止温差造成混凝土性质不稳定情况,影响浇筑质量。④内部约束力的控制。温度是造成大体积混凝土结构内部约束力的关键因素,因此需要注重对温度的控制,重视温度应力的影响。大体积混凝土温差变化较大的时间是浇筑结束后的72小时内,因此在此时间段内,要积极进行混凝土养护工作,实行现场值班的管理制度,对混凝土情况进行周期性测量,对测量过程进行详细记录,保证养护措施的跟进与及时。具体在大体积混凝土养护过程中,主要是为了保证混凝土的湿度、温度情况处于适宜状态,控制内外温度差在允许范围内,这样才能够保证混凝土强度的有序增强,有效防治裂缝产生。养护过程中,应做到“勤保湿、缓降温”。大体积混凝土在夏季和冬季的养护措施由于气温的不同而不同。夏季施工由于气温较高,一般采用蓄水或流水保护形式,而冬季则适宜采用麻袋覆盖、碘钨灯照射的养护形式。希望要根据混凝土材料以及添加剂的不同选择适宜的养护时间。养护过程中要根据混凝土实际情况进行方案的选择和调整。
3.3大体积混凝土施工的验收
大体积混凝土施工验收主要是通过外观质量、内在质量、几何尺寸等方面进行质量的确认。大体积混凝土施工结束后,通过检查外观是否存在裂缝、麻面、蜂窝、露筋、错位、空洞等缺陷,判断施工质量情况,如有以上情况需要进行返工或加固,以避免影响后续施工质量造成其他问题。内在质量的验收是非常关键的,需要检阅施工记录、原材料化验单、混凝土检测报告单,通过综合评定,保证混凝土的强度符合设计及规范要求。还需要进行几何尺寸的测量,保证混凝土结构符合建设项目功能要求。各方面验收合格,方可交付使用。
结束语
大体积混凝土质量的保证,需要专业施工技术的支持和保障,分析存在裂缝的成因和有效处理措施,关注水泥水化热情况,对外部温度情况、混凝土收缩、施工工艺等影响因素进行重点分析,研究改进措施,从提升大体积混凝土性能、外部温度控制、施工验收等做起,把握细节,做到大体积混凝土施工全过程动态管理,才能够更好的实现工程质量的保证。施工人员在进行大体积混凝土施工质量控制时,也要明白为什么要进行防裂措施和温度控制,以为今后的施工技术提升,为土木工程质量稳定安全提供技术保障。
参考文献:
[1]GB50496-2018,大体积混凝土施工标准[S].
[2]韩斗善.建筑工程大体积混凝土施工技术要点探究[J].住宅与房地产,2019(36).