大体积混凝土在建筑施工中质量控制
如今建筑已由过去预制混凝土时代逐渐过渡到现浇混凝土大范围使用的时代。然而大体积混凝土施工要经过配料、拌制、运输、浇筑、养护、拆模等几个施工过程,这一工艺流程互相联系和影响,无论在哪一个环节出了问题,都会影响到混凝土的最终质量,那么如何控制大体积混凝土施工的质量呢?
标签 大体积混凝土;施工质量;质量控制
1.建筑工程大体积混凝土的特性
大体积混凝土一般指的是最小断面尺寸大于1m以上,同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差已经大到必须采取相应的技术措施妥善处理温度差值。随着高层建筑、高耸构筑物以及大型设备基础大量的出现,大体积混凝土在工程施工中受到广泛使用。近十几年来,由于高层建筑的发展,其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土,具
有以下几个特征:
1.1混凝土设计强度较高,单方水泥用量较多,水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大得多;
1.2结构断面内配筋较多,整体性要求较高;
1.3基础结构大多埋置地下,虽然受外界温度变化的影响较小,但要求抗渗性能较高。
对大体积混凝土的温度控制,目前国内尚无正式规定,过去曾提出内外温差应控制在20°C以内,近年来南方一些地区规定控制在25°C以内。大体积混凝土施工,温度控制在30°C。从国内的施工实践来看,混凝土的温升和温差与表面系数有关,单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上,双面散热在100cm以上,水化热引起的混凝土内外最高温差预计超过25°C的混凝土结构,可按大体积混凝土施工。
2.大体积混凝土质量控制的关键环节
大体积混凝土由于承受巨大荷载,整体性要求高,往往不允许留施工缝,要求一次连续浇筑完毕,采用全面分层,分段分层,或斜面分层浇筑时,同时也可配合二次振捣,增加混凝土的密实度,提高抗裂能力。为使上下两层混凝土在初凝前良好结合,可在下层混凝土面预留沟槽,以加强上下层混凝土的粘结。具体浇筑方法主要有三种:
2.1全面分层浇筑。将结构分成厚度相等的浇筑层,每层皆从一边向另一边
推进浇筑,要求每层混凝土必须在下面一层混凝土初凝前浇筑完毕。采用该方法时,结构的平面尺寸不宜过大,否则混凝土浇筑强度(指单位时间内浇筑混凝土的数量)过大,造成施工困难。
2.2分段、分层浇筑。将结构适当得分成若干段,每段再分成若干层,逐层逐段浇筑,此方法适用于厚度不大而面积或长度较长的结构。
2.3斜面分层浇筑。当结构长度大大超过厚度而混凝土的流动性又较大时,采用斜面分层浇筑,浇筑时混凝土一次浇到顶,让混凝土自然流畅,形成一定的斜面,这时混凝土的振捣应从下端开始,逐步向上,这种方法较适合泵送混凝土工艺。
3.大体积混凝土质量控制的最后环节
大体积混凝土浇筑后水化热量大,由于体积大,水化热聚积在内部不易散发,混凝土内部温度显著升高,形成内外温差较大,在体内产生压应力,而表面产生抗应力,混凝土表面易产生裂纹。因此,后期养护就显得至关重要。
首先,加强混凝土的早期养护,混凝土浇筑完后,裸露部分应及时用吸水能力强的草垫、麻袋、锯末或塑料薄膜覆盖。初期用喷洒方式养护,2天后才能用水管浇水,浇洒次数以保证覆盖物经常保持湿润为宜。
其次,大面积混凝土应适当延长养护时间(30~40天),并设置测温孔加强温度控制,当发现混凝土内部温度与表面温度,或表面温度与环境温度之差超过25°C时,应及时加强保温或延缓拆除保温材料。大面积混凝土也可在混凝土有一定强度,遇水不再脱皮离析时,在四周筑起临时性的小堤,灌水养护,水的高度维持40~60㎜,蒸发后及时补充。如在暑期施工,混凝土浇筑后采用冷水养护降温,或采用覆盖材料养护,但要注意水温和混凝土温度之差不宜超过20°C。冬期施工可利用蓄热法和加热法(消耗多,费用大,一般不采用)进行养护,还可采用保温模板和保温材料防止冷空气侵袭,以免热量散失过快,以达到降低混凝土内外温差的目地。
第三,当混凝土强度达到一定标准时,混凝土表面和棱角不会损坏时,即可拆除不承重的侧模,对于承重的模板则应根据结构的类型、跨度,分别达到规定的强度时,即送到实验室的试块强度达到拆模强度时才可拆除。
再次,为保证混凝土的质量,如拆模后发现有数量不多的小蜂窝麻面或露石,先用钢丝刷或压力水清洗,再用1:2~1:2.5的水泥砂浆填满,抹平,并加强养护;较大蜂窝和露筋,应凿去全部深度内薄弱混凝土和个别突出骨料,用钢丝刷和压力水清洗后,用比原标号高一级的细石混凝土填塞,仔细捣实,加强养护。
4.大体积混凝土施工时的注意事项
4.1优化混凝土配介比
大体积混凝土因其水泥水化热较高,容易使混凝土内外形成较大温差,产生温差应力,因此应该选用水化热较低的水泥,降低水泥水化所产生的热量,控制其温度升高。其次严格控制骨料及砂的含泥量,因为泥会严重影响混凝土的抗拉性能。同时采取搅拌过程中加入缓凝剂、减水剂等外加剂,控制好混凝土的塌落度等措施,延长混凝土凝结时间,降低水化热。
4.2模板工程
大体积砼施工时,模板承受着砼侧压力及振捣砼的振动力,此必须保证模板及其支撑体系的可靠性,防止模板产生过大的变形。对于大体积砼模板,不能完全套用一般常规方法进行配置,而应根据实际受力情况,对模板、立柱、拉杆以及支撑系统的所有构件,都要进行设计计算,并取足够的安全储备。
4.3浇筑与振捣
大体积混凝土浇筑的原则宜采用分段分层作业的方法进行施工,并利用混凝土浇筑面充分散热,振捣工作应随着浇筑面及时展开,振捣机械手要充足,严禁漏振捣。在施工过程中应加入冰块、模板浇水等措施降低混凝土入模温度,并预埋混凝土降热导管,以便养护过程中对混凝土温度进行监控。
4.4养护措施
大体积混凝土的养护关键是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土内外温差,使混凝土强度得到顺利增长的同时,通过温度控制,防止因为温度变形引起的开裂。混凝土的养护时间一般为14~21天,养护过程中,应使混凝土的中心温度与表面温度、混凝土表面温度和室外温度一般 不宜超过20℃,可以采用内部降温法和保温法来进行养护解决。
4.5 合理选用外加剂
大体积混凝土宜选用高效缓凝型减水剂。外加剂的缓凝的作用可使水泥水化放热速率减慢,有利于热量消散,能使混凝土内部温升降低。高效缓凝型减水剂还具有一定的引气作用。混凝土中引入一定量的微小封闭气泡,能有效地减小骨料间的摩阻力,使混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土内部的孔结构得到改善,也有利于提高混凝土的抗渗性和抗冻性指标。高效减水作用能大幅度地减少混凝土用水量,保持水灰比不变,可大幅度减少混凝土中的水泥用量,亦即降低总的水化热。此外,可加入微膨胀剂。它通过水泥水化过程中产生膨胀水化物--水化硫铝酸钙,使混凝土产生适度膨胀。具有填充孔隙,切断连通毛细孔道的应用,从而提高抗渗性能和抗裂缝性能。
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