张斌
上海金鹿建设(集团)有限公司 上海 200000
摘要:大体积混凝土结构在工程建设设计当中很常见,具体的施工结构性能水平,对于建筑工程的整体建设优质性有显著的影响作用。基于此,本文以笔者参与的上海市嘉定区好世商业广场工程为案例,对大体积混凝土施工质量控制策略以及裂缝形成原因、裂缝防控措施进行研究。
关键词:大体积混凝土;施工质量;裂缝控制
引言:对于大体积混凝土施工质量控制,需要根据工程建设的标准要求以及现场施工实际情况进行综合管控,并灵活调整管控策略,抓住管控重点,尤其要对混凝土裂缝的影响因素进行管控,避免裂缝问题的形成。在案例工程中本人作为施工员,主要负责大体积混凝土施工,施工难点为温度应力裂缝的预防,因而对本课题进行研究具有现实意义。
一、案例工程概况
本文研究以本人实践参与的好世商业广场工程项目为例,该项目坐落于上海市嘉定区马陆镇。该工程的建筑总面积值为112179㎡,基地的面积值为38586㎡,包含住宅工程与商业建筑工程、办公用房建筑等结构。建筑工程的筏板基础混凝土数量约22000㎡,混凝土结构的建设强度等级为C30P6,是大体积混凝土施工范围。在实践大体积混凝土施工当中混凝土的水泥结构会产生水化热反应,从而形成温度差造成温度应力裂缝问题的发生,因而就必须在施工前与施工期间做好施工质量综合控制与裂缝防控管理。
二、大体积混凝土施工质量控制策略
(一)施工原材料质量的控制
混凝土原材料的种类比较多,性能特点也具有明显的纷杂性,原材料对混合整体结构质量影响非常直接。如果工程施工当中应用的材料当中有不达标的情况,混凝土施工无法顺利的进行,并且最终形成的大体积混凝土结构性能也与工程设计要求相差很多,并且更容易引发裂缝问题。因而需要在原材料的采购、运输、进场保存与施工应用等环节当中对材料的质量进行全面管控。而且大体积混凝土的水泥水化热比较高,散发效果非常差,混凝土结构的内部温度就非常容易大幅度升高,混凝土内外结构形成明显的温差,温差越大产生的压应力越大,混凝土表面就会承受拉应力,逐渐形成温差应力裂缝。
针对这一问题,本人在案例工程施工期间选择使用的水泥材料为矿渣硅酸盐水泥产品,其水化热水平比较低,并且在混凝土材料施工应用期间,在混合料中加入了U型混凝土膨胀剂对混凝土收缩进行控制。同时,通过膨胀剂的使用让混凝土成品的密度水平提升,抗渗性能显著强化,然后对混凝土原材料的粒径进行适当的扩大,对砂率进行适当的降低至35%-42%范围内,综合作用下混凝土材料的性能得以良好的优化。
(二)混凝土浇筑施工质量控制
混凝土浇筑施工的规范操作以及浇筑质量控制,对于浇筑结构的性能有直接的影响。在浇筑施工之前需要根据设计方案做好准备工作,要对大体积混凝土浇筑技术规范要求进行熟练的掌握,并在浇筑的过程中对温度进行实时、严格的监测与调控管理。在浇筑施工作业期间,施工人员要对浇筑量、均匀性等进行观察,并进行连续浇筑操作,浇筑完成之后也要对结构平整性进行检查。
在案例工程当中针对大体积混凝土浇筑,对温度进行了严格的控制,根据相应的规范要求混凝土浇筑的温度值要小于25℃,才能保证混凝土浇筑结构的稳定性。在施工场地设置了25个测温点,并对每一个测温点进行编号,定期观察温度测量值并进行记录,根据温度记录数值绘制温度随时间推移的变化趋势,发现前期温度快速上升,后期温度缓慢上升,因而在混凝土浇筑前期对应增加浇筑频率,后期降低浇筑频率。当混凝土中心温度小于入模温度时就不继续测温。
(三)混凝土振捣施工质量控制
混凝土振捣施工质量控制,需要对振捣方式、振捣机械设备应用、振捣密实度控制等内容进行重点管控,同时振捣棒位置的规划对于振捣效果也有直接的影响。可以设置多个振捣装置,实现对混凝土振捣的密实度提升和稳定性强化。在案例工程当中,一共设计了4个振捣器,1号振捣器设置在混凝土卸料位置,保证振捣顺畅性,2号振捣器设置在混凝土坡角的位置,对振捣密实度进行保障,并对振捣的频率、深度、间距进行合理的控制,并保证混凝土振捣期间顺畅的流动。3号与4号振捣器是设置在斜坡混凝土流淌的位置,进一步保证密实性实现。
(四)混凝土养护施工质量的控制
混凝土养护施工是在混凝土施工工序完成之后立即进行,养护施工质量的控制需要对养护措施、养护时间、养护设施准备等内容进行重点强化。
根据施工过程中记录的混凝土相关信息,参考着进行混凝土养护方案的规划,保证养护的全面性与有效性。在案例工程当中,采取的是保温养护方式,应用了塑料薄膜、草包等养护材料。在实际养护期间需要有专门的人员对养护效果进行观察与监测,保证养护技术应用下混凝土结构的质量能够切实得到保障与优化,根据养护的实际情况对养护时间进行管控,通常养护时间至少达到2周,并保证养护环境温度恒定,根据温度情况进行合理的洒水养护。
三、大体积混凝土施工裂缝控制策略
(一)常见施工裂缝问题形成的原因
1.混凝土热性能水平
混凝土材料的状态会受到导热性能与水化热效果的影响,当混凝土混合之后的导热系数小于正常值时,材料的内部热量无法有效的排出,内部温度大幅度提升就容易引发裂缝[1]。在混凝土凝固处理期间,水泥会产生水化反应而生成大量的热量,凝固完成之后内部的热量极大,若是混凝土结构厚度值较大的情况下,养护不到位热量就无法充分排除,从而内外形成温度差,引发温度裂缝。
2.施工外界温度变化
混凝土施工对于温度变化极为敏感,在混凝土施工期间若是外界环境的温度发生较大的变化时必须要采取保温措施,来维持混凝土内外温度的一致性或者尽可能的缩小内外温度差,才能保持混凝土的稳定性。如果混凝土浇筑完成后,外界温度过低,混凝土内外结构接触的温度环境差值变大,那么混凝土表面的热量就会非常快的消散,表面受温度应拉力的影响,结构受力平衡被打破,就会形成裂缝。
3.混凝土收缩
混凝土收缩的问题在混凝土浇筑振捣施工期间容易发生,浇筑期间混凝土表面容易出现气泡、浮浆等,如果没有得到及时的处理,就容易产生收缩。并且在浇筑养护后,拆除时间控制不合理的情况下,混凝土外部裸露在环境中的热量会逐渐消散,养护效果难以达到理想状态,结构侧面就容易产生收缩,收缩应力作用下裂缝就会形成。
4.混凝土浇筑温度控制
混凝土浇筑施工对于温度的适宜性与恒定性的要求非常高,在温度监测时,浇筑期间温度值必须在25℃以下,并且混凝土内部与外部温度的差值不能超过25℃,大体积混凝土浇筑不同阶段的温度差值若是过大的情况下,就极容易引发温度应力裂缝。
(二)混凝土施工裂缝防控
1.对水热化进行控制
水热化是大体积混凝土温度裂缝形成的主要诱发因素,因而就需要采取措施对混凝土的水热化进行控制,可以通过选择本身水热化比较小的混凝土型号进行施工应用。还可以通过专业的实验,对混凝土原材料的混合配比比例设计进行科学规划,对混凝土的导热系数进行计算,通过提高导热系数值,来提升混凝土内部热量排放能力和效率,从而对混凝土内部热量含量进行控制,对裂缝问题进行改善。
2.混凝土保温覆盖技术应用
鉴于混凝土对温度的敏感度较高,可以应用保温覆盖技术来对混凝土的内外温度水平进行控制,防止出现较大的温度差异。如果混凝土施工是在温度较高的夏天进行,可以应用草袋、塑料薄膜在混凝土浇筑完成之后进行密封覆盖处理,在案例工程当中就是采用的这种保温养护方式,对温度裂缝进行有效的防控。在未来大体积混凝土施工期间,可以将覆盖的材料更换为具备环保功能的新材料,既能对温度裂缝进行预防,又发挥了建筑绿色工程理念。
3.预埋冷却水管技术应用
这种防控技术的应用,需要在具体施工之前,利用仿真、模拟技术来构建大体积混凝土水化热反应动态变化,然后对应设计冷却水管线网位置,对管道数量、间距进行合理的规划,冷却水管当中的水温度需控制在40℃的水平,采用循环水流动方式,节约水资源,通过冷水循环帮助混凝土散发水化热,要对冷却水管的温度进行监测,温度差要控制在10以内[2]。
4.循环蓄水控制技术应用
这种控制技术具备环保性功能,是在大体积混凝土结构的基础底板位置,放置循环管道,在混凝土施工热量聚集的时候帮助混凝土散热,并能够对混凝土施工期间的温度进行调控,让温度时刻保持适宜的状态,这是通过降温池装置安置来实现,降温池的循环水资源通常都是利用自然水,实现水资源的节约。
结束语:在建筑工程施工期间,各项施工环节的质量管控与常见问题防控都是非常重要的任务。而在以往实际施工当中混凝土裂缝问题发生的概率非常高,引发裂缝的原因具有多样化的特点。必须要通过优化大体积混凝土施工质量管控与裂缝防控措施,促进施工质效的提升。
参考文献:
[1]王建锋.深水航道潜堤构件混凝土配制和施工研究[J].建筑技术开发,2020,47(21):65-66.
[2]王晓军.混杂纤维大体积混凝土低水化热配合比试验与力学特性[J].混凝土,2021(03):149-152.