淺析大體積混凝土施工技術

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摘要：隨著科技的發(fā)展，越來越多的建筑工程選用大體積混凝土施工。而大體積混凝土與普通鋼筋混凝土相比，具有結構厚、鋼筋密、體形大、施工條件復雜等特點，為了確保施工安全和施工質量，必需要掌握好大體積混凝土的施工技術要求。本文根據(jù)筆者多年施工經(jīng)驗對大體積混凝土施工進行探討。 

關鍵詞：大體積混凝土；施工技術；分析研究；  前言  在民用建筑結構中，一般現(xiàn)澆的連續(xù)墻式結構，地下構筑物及設備基礎等是容易由溫度收縮應力引起的裂縫的結構，通稱為大體積混凝土結構，隨著水泥水化反應的減慢及混凝土的不斷散熱，大體積混凝土由升溫階段漸過渡到降溫階段，溫度降低，體積收縮，由于混凝土內部熱量是通過表面向外散發(fā)的，降溫階段，混凝土表面溫度與中心溫度仍然存在差值，如果過大，同升溫階段一樣產(chǎn)生表面裂縫，我們看成是結構內部的非均勻降溫差將導致表面裂縫。總的降溫過程，混凝土體積收縮，同時，考慮到邊界條件和地基的約束，整體屬于約束收縮。同時，混凝土齡期增長，強度增大，彈性模量增高，徐變影響減少，因此，混凝土齡期增長，強度增大，彈性模量增高，徐變影響減少，因此，降溫收縮產(chǎn)生的拉應力較大，除了抵消升溫時產(chǎn)生的壓應力外，在混凝土中形成了較高的拉應力，一旦超過混凝土當時齡期的抗拉強度，就引起大體積混凝土的貫穿性裂縫，即結構與外部的均勻降溫差導致貫穿性裂縫。  一、澆筑大體積混凝土材料的選配  如果用水化熱較高的水泥澆注大體積混凝土，混凝土的內外溫差會很大，溫差大了就會引起裂縫，所以必需選用水化熱低的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。細骨料宜采用中粗砂，可減少水泥水化熱和混凝土收縮。粗骨料宜采用連續(xù)級配，含泥量不大于1%。提高混凝土和易性和抗壓強度，同時可以減少用水量，從而減少水泥水化熱，防止產(chǎn)生溫度裂縫。在混凝土中摻加緩凝劑、減水劑等外加劑和粉煤灰、礦渣粉等摻合料，可以改善混凝土的性能，減少用水量和水泥用量，延長緩凝時間，提高混凝土的抗?jié)B能力。減水劑可降低水化熱峰值，對混凝土收縮有補償功能，可提高混凝土的抗裂性。粉煤灰取代水泥的最大限量為25%，粉煤灰對減低水化熱、改善混凝土和易性有利，但會降低早期極限抗拉值，對混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量最好控制在10%以內。  二、控制大體積混凝土配合比  在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用低砂率、低坍落度、低水比，摻高效減水劑和高性能引氣劑，高粉煤灰摻量的設計準則，生產(chǎn)出高強、高韌性、中彈、低熱抗裂混凝土。按照國家相關技術要求進行混凝土配合比的設計，坍落度再滿足泵送的條件下盡量選擇小值，以減少收縮變形。粉煤灰采用外摻法時僅在砂料中扣除同體積的砂量，不減少配合比中的水泥用量，按配合比要求計算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。  三、控制混凝土入模溫度  入模溫度應控制在25度以下。如果氣溫較高，相應的措施有：在砂石堆場設置簡易遮陽棚，必要時可采用向碎石灑水降溫；在攪拌筒上搭設遮陽棚蓋；在水平輸送管道上鋪草包噴水；保證水泥庫通風良好，自來水可預先放入地下水池或水箱降溫。  四、大體積混凝土的澆筑方法  在施工時選用分層澆注的方法有利于水泥水化熱的散發(fā)，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層混凝土初凝前覆蓋、搗實并結合緊密，避免出現(xiàn)縱向施工縫，注意振搗密實且停留時間不能過長，以免降低兩次澆注混凝土的粘結。分層澆筑一般有三種方法，即全面分層法、分段分層法和斜面分層法。在澆筑施工時，根據(jù)結構大小、鋼筋疏密、混凝土供應情況以及水化熱等因素對這三種方法進行選擇。待第一層完全澆筑完畢后，才回頭澆筑第二層，如此按層逐次連續(xù)澆筑，直到完工，即為全面分層澆筑法。全面分層法適用于平面尺寸不是很大的結構，施工時宜從短邊開始，沿長邊推進。必要時也可以分成兩段進行施工，從中間向兩端或者從兩端向中間同時進行混凝土澆筑施工。分段分層澆筑法是分段逐次連續(xù)分層澆筑的，即從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初凝，又可以從第二段依次分層澆筑。當采用此法，這種澆筑法適用于單位時間內供應的混凝土較少的工程以及結構物厚度不是很大而面積或者長度較大的工程。斜面分層澆筑法的原則與平面分層基本是一樣的，混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。斜面的角度視混凝土的坍落度而定，一般要小于45度，每層厚度不大于振動棒的有效振搗深度。斜面分層澆筑法適用于結構的長度遠遠超過厚度的情況。  五、大體積混凝土溫度的測量分析研究  根據(jù)設計要求，對大體積混凝土進行溫度檢測  1.以集成溫度傳感器作為感溫元件，埋設前應對感溫元件作環(huán)氧樹脂封閉。  2.應根據(jù)工程項目的平面形狀尺寸、厚度等不同情況，合理、經(jīng)濟地布設測溫點，測繪測溫布置圖，按測溫布置圖進行測溫線的預埋，預埋時測溫管與鋼筋綁扎牢固，以免位移或損壞。測溫線用塑料帶罩好，綁扎牢固，保證測溫端頭不受潮。  3.每次測溫后，應立即匯總整理混凝土內部溫度與溫差數(shù)值，提供給施工指揮部門，以指導現(xiàn)場的施工。  4.測溫時發(fā)現(xiàn)混凝土內外溫差超過25度或溫度異常時，應及時通知技術部門和項目技術負責人，及時采取相應措施。  六、大體積混凝土的養(yǎng)護分析研究  對于控制大體積混凝土的工程質量，養(yǎng)護是十分關鍵的工作。一般在澆注完畢后12~18h內立即開始養(yǎng)護，連續(xù)養(yǎng)護時間不少于28d或設計齡期。養(yǎng)護工作不僅要滿足強度增長的需要，溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。養(yǎng)護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內表溫差，促進混凝土強度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展養(yǎng)護時，應根據(jù)當時氣候條件采取相應的措施，測定澆筑后的混凝土表面和內部溫度，將溫差控制在設計要求的范圍內，當設計無具體要求時，溫差不超過20℃，當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不超過25℃.  1.若在高溫季節(jié)施工，則要在初期采用通制冷水以降低混凝土溫度峰值并保持混凝土表面經(jīng)常濕潤，減少外界高溫的倒罐，防止干縮裂縫的發(fā)生，促進混凝土強度的穩(wěn)定增長。但通水時間不能過長，因為時間過長會造成降溫幅度過大而引起較大的溫度應力。  2.混凝土在實際溫度養(yǎng)護的條件下，強度達到設計強度的75%以上，預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模，拆模后應立即覆蓋保護?；炷敛鹉r，混凝土的溫差不超過20℃。這里的溫差包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。  3.對于體積龐大的混凝土可采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差即在澆注時預先埋設彎管，然后澆注混凝土，澆注完畢后在管內沖如冷水，相隔一定時間后放掉管內的水，再注入新的冷水，如此反復，直到混凝土水化熱基本結束。然后抽掉管子，用相同配合比的水泥填實。  4.當需要保溫時，可在結構物外露的混凝土表面上以及模板外側覆蓋保溫材料。一般可采用先一層塑料簿膜后二層草包作保溫保濕養(yǎng)護。應迭縫。騎馬鋪放。新澆筑的混凝土水化速度比較快。蓋上塑料薄膜后可進行保溫保養(yǎng)。防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。同時可避免草席因吸水受潮而降低保溫性能。在緩慢的散熱過程中。使混凝土獲得必要的強度。以控制混凝土的內外溫差小于20℃表面溫度的控制可采取調整保溫層的厚度。  結語  以上對大體積混凝土的澆筑以及施工養(yǎng)護溫控技術進行了理論和實踐上的初探，由于自身實踐知識相對缺乏，以上見解仍有很大一部分停留在理論層面，但是實踐中的應用效果還是比較好的，具體在施工中還得靠我們多觀察，多比較，遇到問題后認真分析，多總結，結合理論和實踐上的多種應對措施來提高施工質量，使大體積混凝土施工一系列的問題能夠進一步得到解決。  參考文獻：  [1] 趙志縉，趙帆．高層建筑施工（第二版）中國建筑工業(yè)出版社，2009.1  [2]《大體積混凝土溫控與防裂》，彭立海等編。黃河水利出版社.2005.  [3]《大體積混凝土》，水利水電科學研究院結構材料研究所編著，水利電力出版社.