现代房屋建筑工程中大体积混凝土施工技术的应用分析 王婷婷

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:王婷婷
[导读] 房屋建筑工程施工结构形式日益变化,对于大体积结构的需求也逐渐增多,大体积混凝土施工技术应用水平不断提高

        淮南建工建筑工程有限公司  安徽省淮南市  232000
        摘要:房屋建筑工程施工结构形式日益变化,对于大体积结构的需求也逐渐增多,大体积混凝土施工技术应用水平不断提高。文章对房屋建筑大体积混凝土施工技术要点进行分析,并探讨施工技术应用措施。
        关键词:房屋建筑;建筑工程;大体积;混凝土


        引言
        现代社会愈发重视城市化建设,我国在城市化建设方面投入大量资金,加快了城市建设发展的速度。高层建筑成为现代建筑的主要类型,施工单位为提升施工质量,开始对大体积混凝土浇筑技术进行调整和优化。但是,在实际应用过程中,大体积混凝土仍然会出现施工裂缝现象。施工单位的技术人员和相关施工人员需要在实践过程中不断地对该技术的应用进行深入的分析,并针对技术应用问题制定优化措施,促进大体积混凝土浇筑技术在城市建筑施工中的发展,不断提高建筑工程质量。
        1大体积混凝土概述
        1.1大体积混凝土的概念
        关于大体积混凝土,就是建筑结构最小的截面积大于等级1m2的混凝土结构,且施工应当规范化、系统化,明确施工工艺要点,从而提高施工效果与质量,减少资源方面的消耗。另一方面,通过研究了解到大体积混凝土施工具备复杂性的特征,在具体应用中结构极易出现温度变形情况,也需要求技术人员对温度进行严控,通常温度应控制在25℃左右,若是温度应力比拉伸力大,则会产生裂纹。特别是施工裂缝,如果不及时处理,会增加维修的难度和成本。大体积混凝土结构因具有表面系数低、内部温度上升快的特点,所以在分析中不能够分离出许多混凝土结构,若是混凝土出现众多裂缝,相关工作人员务必采取一系列应急措施,预防裂缝及大体积施工,确保施工质量。对于大体积混凝土结构,其具备体积大的特点。相比于普通混凝土,开展混凝土施工工作时,水化热很难及时释放。外部空气温度和内部温度较低,温差会导致裂缝。此外,要严控原材料组成与选择使用,对原材料成分进行认真检查,以免大体积混凝土质量下降。
        1.2大体积混凝土的主要特征
        在现阶段的建设工程施工作业中,所谓的大体积混凝土施工指的就是横断面尺寸超过一米的混凝土结构。在实际施工作业开展的过程中,首先要做的就是利用一定的技术手段,使得温度应力降低,并且还要加强混凝土浇筑过程中的散热,使得大体积混凝土浇筑过程中的内外温差问题能够得到有效控制,这样就能够对由于温度变化形成的裂缝进行有效的把控。对于大体积混凝土而言,与一般形式的混凝土施工相比主要有两个特点,分别是:第一,如果是在大型高层建筑或者是大型设备中开展大体积混凝土浇筑作业的话,则对大体积混凝土的施工有着较高的要求,其使用范围相对来说也比较广泛,例如在对高层建筑的箱型结构进行设计时,要保证不会在施工过程中预设施工缝,并且要保证整个浇筑过程的连续性;第二,由于大体积混凝土一次需要浇筑的混凝土体积非常大,在浇筑的过程中由于水泥的水化放热会产生大量的热,这些热量聚集在混凝土的内部难以得到有效的散发,使得混凝土的内外部有着较大的温度差,会形成较大的温度应力,进而会对整个工程的质量带来较大的影响。因此在大体积混凝土施工技术应用的过程中,需要对具体的施工流程有着全面了解和掌握,并且要能够正确使用施工技术,使工程项目的质量和进度得到可靠的保障。
        1.3研究大体积混凝土施工技术的基本意义分析
        伴随着国内社会经济水平的不断发展,城市化建设的速度越来越快,在这样的前提基础下,城市的规模也在这一流程下不断扩大,人口的基数也不断加大,房屋建设已经逐渐成为了社会经济发展的核心组成部分。不论对于房屋建设人员,还是对于房屋结构来讲,我们都需要面对房屋建设的质量与规模等问题。在此之后,在房屋建设过程中,大体积混凝土施工是整项建设中的重中之重,大体积混凝土施工技术在房屋稳定,和一些特定的性能上,发挥着极为重要的决定性作用。举个简单的案例加以说明:某些房屋建筑工程项目中,因为施工团队没有把握相应的施工要点,所以常常会导致房屋在建设完成后,出现明显的震动、渗水等问题,该工程团队在分析问题之后,最终将问题集中到了大体积混凝土技术的要点上,从而重新展开技术的应用与检测,最终使得存在的问题得到较为理想的解决。通过这一案例的分析,我们也就能够了解到,注重大体积混凝土施工技术的要点,那么才能真正的提升房屋建筑工程项目的施工质量。
        2大体积混凝土出现质量问题的分析
        2.1裂缝分析
        大体积混凝土裂缝成因除了水化热因素,还主要还包括外部约束力作用、外界的温度影响和混凝土的自缩等因素。外部约束力作用指的是大体积混凝土浇筑时是整体浇筑,会产生显著的约束力而导致结构出现裂缝;外界温度影响指的是混凝土浇筑后未采取保温措施和外部环境发生急剧性变化,使混凝土内部和外部形成温差而出现裂缝;混凝土的自收缩即是由胶凝材料水化反应导致体积缩小,弹性模量迅速增长,使混凝土结构出现裂缝。
        2.2混凝土泌水现象分析
        混凝土在运输、泵送、振捣的过程中出现粗骨料下沉,水分上浮的现象称作混凝土的泌水。混凝土的水灰比越大和外加剂掺量过多都易出现混凝土的泌水现象。混凝土的泌水现象一般出现在大体积混凝土浇筑后2h左右,出现在大体积混凝土施工分层和分段浇筑的位置。混凝土的泌水现象会对混凝土表面及内部结构造成严重危害,对混凝土的强度、抗渗性和耐久性产生不利影响。
        2.3原材料质量及现场管理问题
        在工程施工中,原材料的作用不可谓不大,其质量的高低直接决定建筑物的质量,部分施工单位对原材料质量问题并未给予一定的重视,购进的原材料或多或少存在一些质量问题,无法满足标准要求,最终导致工程质量不达标。而现代社会的发展使得建筑施工工艺不断完善,不断创新,因此对大体积混凝土施工技术的要求也不断提高。然而实际施工中,施工现场经常出现不按规范操作,材料质量不符合标准、整体规划衔接不畅、个别人员施工行为不规范等行为,使得大体积混凝土质量下降。针对这些问题,在开展大体积混凝土施工作业时,管理人员需提高现场管控力度,科学合理地指导和指挥各项施工工艺,保障大体积混凝土结构质量。
        2.4混凝土的运输问题
        运输环节对混凝土质量造成直接影响,具体一点来说混凝土通过长距离的运输,受到运输问题的制约会造成混凝土功能与性能发生变化。另外,运输过程中天气温度的变化也可能导致混凝土的变化。
        3房屋建筑工程中大体积混凝土施工技术要点
        3.1大体积混凝土的配合比设计
        科学合理的混凝土配合比是确保大体积混凝土质量的关键。这包括对水泥用量、混合物、掺合料、外加剂和砂骨料的特定选择。首先,从水泥投加量的决定开始适当减少水泥投加量的话,水热化会有效地减少,需要得到设计者的许可,根据抗压强度进行两个月的试配。一般情况下,水泥的用量由数十组试配决定。在这个过程中,根据选择的防裂缝措施和当前的设计条件,计算混凝土水化热的最大温差,并估计最大温度收缩应力。根据科学计算,如果在混凝土抗压强度的容许范围内,可以实行选择的防裂对策,在裂缝的情况下起到重要的预防作用。改善施工操作,调整混凝土的入模温度、提高抗压强度、降低混凝土内外温差、混凝土拌合物的性能,使最终保障应力不超过容许范围。第二,在减少水泥用量的原则下,掺加较多的1级粉煤灰掺合料来提高混凝土的可塑性。第三,平均粒径超过0.5mm,在通过0.315mm的沙子之间采用细度模数为2.5~3中砂,通过0.315mm筛孔的砂要高于15%,含泥量应高于3%,同时具有良好的级配。



        3.2混凝土运输控制
        运输也是导致混凝土质量的关键因素之一,如果运输时间过长可能影响到混凝土质量。大体积混凝土对振捣和搅拌均有要求,会与实际施工地分开,在混凝土搅拌地完成搅拌后运至现场,但必须确保有效运输时间,不能超过规定范围,否则可能面临混凝土报废的问题,如果混凝土报废无法使用,既延误了工期,还会增加施工成本。浇筑前,施工人员需严格检查混凝土,一旦发现有沉降问题则要在工程现场重新搅拌使其恢复原有质量。如果场地环境好可直接在现场制作混凝土,做到现用现拌,确保混凝土质量。但这需要足够大的场地来堆放材料,同时需做好防潮处理,避免混凝土受潮影响质量。如场地较小,就要使用专业运输车运输,此过程要确保车辆性能良好,避免因车辆故障而延误运输。
        3.3浇筑技术
        通过分析其浇筑特点以及应用要点提高其整体的应用质量,其中最重要的一点是混凝土的材料配比。混凝土的材料配比直接关系到混凝土的使用效果,而对混凝土进行预拌之前应分析本次施工地点以及施工的整体效果,确保材料的整体选择,整体配比能满足材料使用需求,同时混凝土的应用效果以及成品材料也应该处在一种均匀的状态中,防止由于材料搅拌的不均匀而导致混凝土的应用效果无法提升等一系列问题。在运输混凝土时也应该确保其运输的效果,最大限度地提高混凝土的使用质量,让工程预能够按照预期完成,降低施工过程中的施工成本。大体积混凝土技术应用前,需要考虑使用该技术时混凝土初凝时间,所有有关混凝土的施工技术都应该按照我国有关大体积混凝土施工技术中的规范要求开展技术使用。适当地添加一定的添加剂能够提高混凝土的整体性能,同时保障混凝土材料的密实程度。所有施工人员应该严格遵守施工现场的各项施工标准,规范施工工序。在混凝土没有凝固前要对混凝土进行抹压以及施工浇筑,并需要选择一个科学且合理的混凝土浇筑方案,按照该地区的实际需求,确保该方案能够落实在整个施工过程中,施工现场的监督人员也应该确保该方案的整体落实效果,提高大体积混凝土技术的应用,防止由于大体积混凝土在实际施工时没有按照施工方案中的内容进行工作,而给混凝土浇筑带来的负面影响。在本次施工结束之后,所有工作人员都应该观察浇筑表面的状况以及浇筑效果,防止由于浇筑温度值过高而导致施工的整体质量受到影响。
        3.4加强振捣养护
        混凝土浇筑施工完成之后,还需要开展混凝土振捣、混凝土抹压以及混凝土养护等工作,只有确保各环节的施工质量,才能保障大体积混凝土的整体施工质量。对钢筋的特性进行分析发现,其可以看作是热的良导体,所以,插筋处会出现明显的温度梯度,容易出现裂缝问题,有必要强化对插筋处的振捣。同时,在混凝土初凝之前,便完成抹压,可以有效消除初期裂缝。此外,在混凝土振捣结束之后,早期开展养护工作,可以使混凝土的力学性能得到有效改善,实现其抗拉能力的提升。混凝土浇筑完成之后,应及时回填。并结合大体积混凝土的实际性能,应用合适的保温保湿措施来进行混凝土养护,以减少裂缝的出现。蓄水法便是一种比较常用的养护方法,混凝土施工中也可以应用蓄水法,在现场通冷却循环水,能够有效解决混凝土结构内部热量大量聚集的现象。也可以应用内散外蓄技术,其是一种综合养护措施,可有效改善混凝土内部升温问题,尤其是在超厚大体积混凝土中,有着理想的应用效果,可有效减少裂缝的出现。
        4房屋建筑工程中大体积混凝土施工技术管理措施
        4.1做好施工前的准备工作
        第一,对钢筋、控制模板、保护层等材料的规格尺寸实行检查,将各类材料的尺寸偏差控制在行业规则范围内。对模板支撑体系的稳固度和模板接缝处理的密实度予以细致检查。第二,督促现场施工人员做好技术交底工作,加大对梁板柱、梁板以及混凝土标号的控制力度,严格控制梁板柱与梁板在整个空间结构体系中的位置关系,以及持续振捣时间。
        4.2恰当选择原料
        在选择材料的时候,根据施工条件,选择大粒径的中粗砂、有良好级配的石子,不仅可以减少水的消耗量,还可以减少相应的混凝土用量和混凝土的收缩和泌水现象。对于随着凝结硬化而释放大量热量的混凝土裂缝,在大体积混凝土结构中,需要尽可能使用低热或中热的水泥,尽可能减少混凝土中水泥的用量。另外,增加活性细掺料代替水泥,不会损害混凝土的强度和坍塌度。另外,通过适当添加粉煤灰,可以减少水泥的量,减少水化热,但不过量。添加过大的适当减水剂可以有效增加水泥的用量,改善混凝土的流动性,提高混凝土的强度,减少水化热,当然也可以延缓水化热的释放速度。
        4.3优化施工工艺
        在对混凝土进行泵送的时候,必须做到薄层浇筑、有序推进,使混凝土能够经过自然流淌,来实现逐步成型,形成斜坡混凝土。这种方式,可以有效提高混凝土泵送效率,不需要对输送管进行频繁安装、拆卸,且管道冲洗工作量也相对较少。泵送一段时间后,混凝土会形成坡度,在浇筑带前后分别放置1台振动器,进行混凝土振捣。放置在混凝土出料口的振动器,可以对上部混凝土进行有效振捣,并提升其密实性;放置在混凝土坡脚位置的振动器,可以对下部混凝土进行有效振捣,并提升其密实性,且符合底层钢筋分布密集的实际情况。混凝土表面存在一层较厚的水泥浆,因此浇筑完成之后,用铁滚筒在混凝土表面进行多次碾压,切实压实,以预防收缩裂缝的出现,且要在混凝土初凝后之前完成这项工作。
        4.4注重温度方面的控制
        针对原材料的温度控制,比如水泥温度需要得到合理的把握,具体的温度需要控制在60摄氏度,坚决杜绝高于60摄氏度的水泥置入罐中。对于骨料的温度,要确保料场硬化,具有充足的排水沟槽展开降温处理。针对砂、石料的温度控制,应当在施工场地搭建遮阳棚,其目的在于减少阳光所带来的高温度,并且还需要避免低温对材料的影响,运用蛇皮编织布搭建成遮雨棚。还需要特别注意的是,砂、石的堆料高度大于6cm,确保温度控制接近于当月平均气温。另一方面,假如施工工作开展的季节处于夏季,那么还应当在石料遮阳棚顶部架设淋水管,这样能够随时随地的控制好温度的变化。当温度过高影响石料的质量时,这时候则需要通过喷水降温的模式,来使得温度控制在合理范围之内。还需要注意的是,在运用喷水的方式,展开骨料泥土冲涮工作时,此时要进一步的降低含泥量。所以,在拌合混凝土的操作过程中,需要尽可能的使得石子温度降至到合理的范围之内,并且根据专业施工技术团队的研究与测试,石子每降低1摄氏度,混凝土拌合温度也就能够降低0.6摄氏度,从而维持好施工的温度,避免出现不应出现的问题,影响房屋建筑工程项目的质量水平。
        4.5合理控制模具的拆除时间。
        大体积混凝土的模具对于混凝土质量有着较大的影响,而且根据施工经验可以知道大体积混凝土的拆模工作主要需要把控的影响因素就是温度,所以相关施工人员需要对于温度的监控和管理工作引起非常高重视,确保在模具拆除过程中混凝土的温度合理地控制在一个温度范围内,避免出现偏差。大体积混凝土模具的侧面拆卸是非常重要的工序,按照相关规定拆卸完成时内外部温度差要控制在25℃以下。若是温差不能达到标准,相关工作人员应及时采取有效措施,确保温差小于25℃,然后才能继续进行模切工作。
        结语
        综上所述,建筑工程大体积混凝土施工技术的科学把控,是优化工程质量,降低裂缝问题出现几率的重要举措。在施工中应建立完善的监管制度,关注大体积混凝土施工技术要点,并做好相关方面的质量管理措施,以提高大体积混凝土结构的质量安全。
        参考文献:
        [1]张华.建筑工程大体积混凝土施工技术要点研究[J].四川水泥.2020(12).
        [2]朱玉慧.建筑工程中大体积混凝土结构施工技术研究[J].四川水泥.2020(11).
        [3]李胜旺.大体积混凝土施工技术研究[J].施工技术,2020.49(S1):372-376.

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