浅谈大体积混凝土工程施工技术

黄锦汉

摘要:混凝土施工在建筑工程中几乎处处都有,由于多种因素影响,混凝土结构很容易出现裂缝。文章针对大体积混凝土裂缝产生的一些主要原因,阐述了大体积混凝工程土主要的施工技术方法。

关键词:大体积混凝土;裂缝;浇注技术;振捣技术

中图分类号:U416 文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)29-0184-02

随着我国经济的发展,现代大型建筑中尤其是高层建筑等大型工程中时常采用大体积混凝土,大体积混凝土施工难度较大,由于结构截面大,水泥用量多,在混凝土硬化过程中,水泥水化释放的水化热,混凝土层内外产生温度差,使混凝土层结构出现温度变化和收缩,易产生裂缝渗漏,对结构的安全和工程的质量产生影响。在此笔者结合工作中的一些经验,简要分析一些大体积混凝土的施工技术问题。

一、大体积混凝土

目前对于大体积混凝土国际上一般认定s结构断面是在0.8～0.1m作为界限,而日本建筑学会认为大体积混凝土是:“结构断面最小厚度在80cm 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预计超过25℃的混凝土,称为大体积混凝土。”而美国混凝土学会规定:结构断面最小尺寸在80cm以上,同时,水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过25 摄氏度的混凝土,称之为大体积混凝土。”我们从这两种说法中可以看出水化热这个词对于大体积混凝土有重要含义,事实也的确如此,水化热是导致大体积混凝土出现裂缝的主要原因。

二、大体积混凝土的裂缝

(一)温度应力引起的裂缝

目前温度裂缝产生原因主要是:混凝土浇注时散热不均匀,内外有温差,产生温度应力使混凝土出现裂缝;或者是混凝土拆模过程中施工失误,致使混凝土表面温度陡降,形成内外温差产生温度应力,导致混凝土出现裂缝;混凝土在水化热的作用下温度达到最高温度,然后热量会逐渐降到最低,形成了温度差产生温度应力使混凝土出现裂缝,而且最高温度降至到最低温度的时间越短,混凝土出现裂缝的情况就越严重。

(二)干燥收缩引起的裂缝

混凝土表面硬化后,混凝土内部的水分因为外部比较干燥而不断向外扩散,致使混凝土出现裂缝。混凝土外部干燥度越大,内部水分散失得越快,混凝土出现裂缝的情况就越严重。

(三)塑性收缩引起的裂缝

在混凝土水泥成分活性较大,混凝土温度较高时,如果混凝土的泌水明显减少,表面蒸发的水分又得不到补充,这时只要受到些许外力混凝土的表面就会出现不规则的裂缝。

三、大体积混凝土的施工措施

大体积混凝土的浇注,关键是使混凝土能获得良好的密实性和整体性。因此,要避免在浇注时振捣不均匀不密实等情况,在施工前应该根据工程实际情况,确定混凝土的施工进度和浇注顺序,并组织浇注施工班组培训,保证浇注有序、高质地进行,从而保证整体工程的质量。

四、大体积混凝土的施工技术

(一)大体积混凝土的浇注技术

大体积混凝土浇注技术在整个施工环节中属于重中之重,所以浇注的技术实施必须结合混凝土结构、钢筋疏密度、混凝土输送供应等实际情况,选择合适的浇注施工技术,而且在大体积混凝土浇注过程中,要注意混凝土结构的整体性控制,施工时要求既快且好地完成,每一处混凝土在初凝以前就用一层新的混凝土覆盖并捣实。现常用的大体积混凝土的浇注技术措施大体有三种(如下图所示):(1)全面分层浇注,在每一层都从一边向另一边推进实行快速有序的浇注,在第一层在全面浇注完毕后,趁第一层混凝土还未初凝,然后再浇注第二层,以此类推,逐层连续不断浇注直至浇注施工完毕;(2)分段分层浇注,也就是将混凝土结构分成若干段,每段又分为若干层,从底层开始浇注,浇注至一定距离后浇注第二层,一直浇注到顶后第一层的混凝土还未初凝;(3)斜面分层浇注,一次浇注到顶,让混凝土自然流下形成一定斜面,这时混凝土的振捣要从浇注层下端开始,按1/3斜面坡度逐渐上移。

(二)混凝土的振捣

混凝土在硬化过程会受多种因素影响易出现裂缝,为了做到防止和消除影响,应尽量降低混凝土的水灰比,减少用水,但这样往往会减少混凝土的强度,而且混凝土在拌制过后再浇注进入模板,这时的混凝土里含有一定的空洞和气泡,为了提高混凝土的强度,但又要考虑到为了减少温度应力的影响要通过材料的配比来减少水化热,这就要求从物理方法的方向来加强混凝土的强度和密实度。通常施工方法是在浇注时进行强力振捣,这样也可避免浇注过程中的跑浆,而由于施工中受多种因素影响,只能用泵送商品混凝土,加上泵送混凝土坍落度较大,水灰比达不到要求,为此要采用混凝土二次振捣技术,以保证混凝土的抗渗质量、几次振捣对加强混凝仁的密实度和提高强度都有明显的效果、二次振捣可使坍落度已经消失的混凝土拌合物重新振捣液化,消除粗骨料、水平钢筋及预理件下面的积水和周围的水膜,使这些水分与周围的砂浆再次搅拌均匀,同时,振捣中也会将未水化的呈团状的水泥颗粒打散,使其充分水化。这样既提高了混凝土的强度,又防止了因水分蒸发而形成的渗水通道,减少了孔隙和气泡,提高了混凝土的密实度,混凝土振捣时布置三道振捣,第一道设在混凝土的坡角,第二道设在混凝土的坡中间,第三道设在混凝土的坡顶。每道设2台振捣器,三道振捣相互配合,确保振捣覆盖整个坡面。使用振捣棒振捣,振捣棒插入下层混凝土中的深度>50mm,振捣棒移动的间距以400mm左右为宜,振捣棒要快插慢拔,以混凝土面泛浆为宜。混凝土表面要用刮杠刮平,再撒5mm～25mm碎石,用木抹拍实抹平。

(三)材料的选用

大体积混凝土的温差裂缝主要是由水化热引起,所以要尽量选用水化热低的水泥,具体可以采用中热硅酸盐水泥等水化热较低的水泥。且可以在水泥中可以添加一定比例的粉煤灰,既降低水化热,又可使混凝土变得细密从而提高密实度;在混凝土中加入缓凝剂延缓混凝土的放热峰值的出现时间,混凝土中掺入减水剂降低用水量且提高了混凝土的强度,从而减少水泥用量,相应地减少水热化,选用颗粒粒径大的粗骨料和级配良好的细骨料,降低了水泥砂浆量、水泥用量,从而降低水热化、减少含泥量,有效地抑制混凝土裂缝的出现。此外,对于要求较高的大体积混凝土工程在拌制水泥的时候可以选用冷水或加冰屑和已经冷处理过的骨料与水泥拌制,以降低混凝土浇注时的温度,改善混凝土浇注后出现裂缝的情况。

(四)大体积混凝土的养护

混凝土浇注捣实以后会逐渐硬化,在此过程中不及时地进行浇注养护,混凝土在凝结过程中内外温差过大,或者内外水分差别大导致水分蒸发过快,都会使混凝土出现裂缝。因此要切实做好浇注养护工作,大体积混凝土养护方法分别有表向蓄热保温和适度湿润养护:在压平了的混凝土表面上洒适量的水,再覆盖双层的麻袋用于蓄水,然后再浇水湿润麻袋,麻袋在环境温度较低时要铺置严密,防止混凝土暴露散热,但是中午气温较高时可以揭开以适当散热,要点是做到减少混凝土的表面热扩散和延长混凝土的敞热时间;混凝土初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,也可以在周围砌挡水板蓄水进行养护。

此外,需对大体积混凝土预埋测温管,设立专业人员进行测温,防止大体积混凝土内部的温度变化过大,导致混凝土出现裂缝。同时做好混凝土温度检查工作,通过对混凝土的温度变化情况的控制,及时处理意外出现的温度变化,将混凝土出现裂缝的情况降到最小。

五、结语

随着我国经济的快速发展,大体积混凝土在现代建筑中被频繁使用,但现在的超大建筑工程的整体要求性也越来越高,这是对大体积混凝土施工技术的严峻考验,在现有的建筑设备情况下,依据科学的大体积混凝土施工技术,做好混凝土的裂缝控制,是提高混凝土结构性能的主要办法,本文浅谈了笔者的一些经验,希望能对大体积混凝土的施工起到一些积极的作用。

参考文献

[1]江正荣.建筑施工工程师手册[M].中国建筑工业出版社,2002.

[2]祖青山.建筑施工技术[M].中国环节科学出版社,1997.