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摘要:本文分析了建筑工程大体积混凝土施工中常见的裂缝、泌水以及水泥浆过厚等问题,并从优化结构设计、做好施工前的材料以及配合比设计、混凝土温差控制、浇筑施工、振捣施工、表面处理、二次浇筑、后期养护等方面,就相应的施工质量控制策略加以探讨。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;施工质量
随着现代建筑行业的快速发展,大体积混凝土由于其承受荷载力大的优势而被广泛应用。不过大体积混凝土结构也具备水泥水化热大、内部受力较为复杂的特点,相应的施工过程中更易出现各种质量通病和问题,必须在施工实践中采取科学、合理而有效的措施进行质量控制。
一、建筑工程大体积混凝土施工的常见问题分析
(一)裂缝
裂缝是大体积混凝土施工中最常见的病害,并且包含施工裂缝与早期温度裂缝两种,这两种裂缝的形成原因有所差异。其中施工裂缝主要是因为浇筑施工质量不能达到相应规范和标准而导致的,例如分层浇筑施工时在上一层尚未初凝时便开始下一层的浇筑施工;又例如混凝土浇筑过程中受到各方面因素影响而不能保障连续浇筑。而早期温度裂缝的产生则是因为在大体积混凝土浇筑后受到过大的早期内外温差影响,混凝土会产生包括表面裂缝和贯穿性裂缝在内的两类裂缝。其中表面裂缝的产生主要是因为大体积混凝土浇筑后水泥水化产生大量热量,这些热量无法有效外散,导致内外温差较大,并且内外部会分别产生压应力与拉应力,导致混凝土表面出现裂缝。而且出现裂缝后热量散失,温差减小,不会深入混凝土内部。而贯穿性裂缝通常会贯穿混凝土结构整个表面,通常发生于大体积混凝土浇筑于约束地基且没有针对约束采取有效措施进行处理的情况,会使得约束形成的拉应力直接对混凝土造成影响,产生裂缝。
(二)泌水
大体积混凝土结构在进行上下分层浇筑施工时,每层间的施工间隔较长,很容易在分层间形成泌水层。导致混凝土泌水的因素较多,如混凝土水灰比过大而导致水泥凝结硬化时间过长,大量自由水在混凝土结构中出现泌水现象;又如水泥的凝结时间、细度、表面积以及颗粒分布等无法达到施工标准;又如细骨料偏粗或者级配不合理;又如缓凝高效萘系减水剂的分子链短,减水剂减水率高,泌水率大;又如振捣施工导致自由水在压力作用下于拌和物种形成通道并泌出;又如泵送混凝土时混凝土中气泡受压力作用而被破坏,导致泌水增大。大体积混凝土出现泌水现象后,会导致混凝土表面强度、抗风化和抗侵蚀的能力较差,同时也会影响混凝土的致密性、骨料的界面强度以及混凝土与钢筋间的握裹力。
(三)水泥浆过厚
在进行大体积混凝土施工时,由于需要用到大量混凝土,而且通常都是采取泵送方式进行操作,很容易导致混凝土表面水泥浆过厚。在水泥浆过厚的情况下,大体积混凝土结构会出现强度不均的情况,同时也可能引发收缩裂缝。
二、建筑工程大体积混凝土施工的质量控制
(一)优化结构设计
为了加强对大体积混凝土施工的质量控制,有必要在设计阶段就针对性地优化结构设计。在建筑楼层不断增高的当下,大体积混凝土的强度等级也有所提高,相应的水泥用量有所增加,自然会导致混凝土水化热过高,进而在施工时出现巨大的大体积混凝土结构内外部温差。针对这一现象,可以在满足施工要求的前提下合理控制混凝土强度等级,不能在设计时抱有“大体积混凝土结构强度越高越好”的错误观念。另外可以通过利用高强度混凝土减小竖向受力结构截面,或者合理选用混凝土60d或90d的后期强度作为配合比设计、强度评定、工程交工验收的依据,从而适当减少水泥用量。通过构建小直径、小间距的配筋模式,借助钢筋控制裂缝开裂,也能从设计层面减少大体积混凝土裂缝的发生。
(二)做好施工前的材料以及配合比准备
现代建筑施工对施工材料有着极高的质量要求和适用性要求,大体积混凝土施工更是如此,故而需要在施工前根据施工设计优选材料。其中水泥的选择应当以收缩性小、水化热低、水化速度慢等作为优先考虑的因素,在实际施工时通常会选择矿渣硅酸盐水泥和火山灰水泥,兼顾较低的水化热和较高的后期强度。由于大体积混凝土施工的水泥用量较大,故而水化热高是很难有效避免的问题。即便选择水化热偏低的水泥,在用量偏大的情况下这一问题依旧存在,需要通过掺入粉煤灰的方式进一步降低水化热。
这意味着在施工前需要对粉煤灰用量进行合理分析,在不影响混凝土强度的情况下掺入部分优质粉煤灰以减少大体积混凝土施工中的温度裂缝。混凝土初凝时间得到有效延长的话,一定时间内的水化热也会减少,同样能够降低混凝土温度,故而在准备施工材料时往往也需要准备缓凝剂。而低碱性混凝土膨胀剂的加入,能够在混凝土水化初期产生微膨胀,从而补偿收缩并增加混凝土早期抗拉强度,达到预防施工裂缝的作用。施工前还需要通过试验的方式确定混凝土配合比,在确保混凝土性能满足施工要求的前提下尽量减少对应的单位用水量,同时适量降低砂率、坍落度以及水胶比,并通过掺入减水剂、粉煤灰、高性能引气剂、膨胀剂、缓凝剂等来增强混凝土的强度、韧性、抗拉性,减少混凝土的水化热。
(三)混凝土温差控制
为了减少混泥土温差,在施工时需要通过多种措施加以优化和管理。对混凝土入模温度进行控制,同时严格按照施工配合比掺和混凝土,并在大体积混凝土浇筑施工时采取分层浇筑方式,表面混凝土初凝后和终凝前进行多次压实抹光,能够有效控制温差。在浇筑施工时更是要严格控制浇注温度,既要对水泥、粉煤灰、水等原材料的温度进行测量,也要通过喷淋水、加冰搅拌等方式降低混凝土浇筑温度。另外还可以在施工现场的承台中设置冷却水管,一边浇筑一边通入冷水,进而借助冷水循环来减少水化热。
(四)优化浇筑施工
为了防止底板混凝土出现施工冷缝,在浇筑时可以尝试应用斜坡浇筑技术,即通过“由远至近,薄层浇筑,一次到顶”的方法进行浇筑。应用这种方法进行施工,需要按照混凝土泵送自然形成的坡度对每层混凝土的厚度进行合理设置,并在各个浇筑带的前、中、后位置分别布置振动器,具体布置在混凝土卸料点、混凝土中间部位、坡脚及底层钢筋处。在混凝土浇筑施工快结束时,应当把大体积混凝土结构泌水排集于积水坑内并抽出,以免导致混凝土结构表面水泥浆过厚。
(五)提高振捣质量
在进行振捣时应当加强施工监管,确保不存在漏振情况,这样新泵出的混凝土能够和上一斜层面混凝土有效结合,保障振捣质量。同时还需要对振捣时间、移动距离、振捣深度等进行严格控制,一旦发现不符合施工规范和标准的情况应当及时进行处理。
(六)优化表面处理工序
由于泵送混凝土会导致大体积混凝土结构表面水泥浆过厚,故而在浇筑宁术后需要及时使用长刮尺对表面进行刮平处理。而且在混凝土初凝前需要进行拍压处理,搓成麻面,在进一步做薄水泥浆厚度的同时闭合收水裂缝。
(七)二次浇筑
浇筑后应当对大体积混凝土结构进行定期检查,一旦发现下部混凝土初凝,需要及时对上部预埋的螺栓加以检查和矫正,同时支设相应的基础模板。另外还需要对已经硬化的下部混凝土表面进行清理、凿毛、冲水、清除积水等处理。而在上部混凝土浇筑完成后,同样需要重复之前的操作进行检查,并且需要通过在二次浇筑部位插筋的方式促进新旧混凝土的有效凝结。
(八)后期养护
在大体积混凝土结构浇筑结束后,需要通过保持适宜的温度与湿度来进行养护,防止内外部温差过大,而且需要适当延长养护时间。在混凝土压光收面后,需要立即进行遮盖;而在拆模之后,则需要通过回填土或者遮盖的方式进行保护。在开展养护工作时需要加强测温,尽量确保混凝土结构内外温差不超过25℃。
三、结束语
大体积混凝土施工是现代建筑工程建设施工中极为重要的基础部分,直接影响乃至决定整个建筑的施工安全和质量。为了保障大体积混凝土施工质量,需要对其常见质量通病加以分析,并在实际施工时从各个环节、各个方面采取科学措施进行管理、防护,有效减少病害发生,保障实际施工质量。
参考文献:
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[2]李森. 大体积混凝土施工质量控制要点分析[J]. 房地产导刊, 2018(08):70.
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作者简介:
王一涵(1986年-)),女,甘肃定西人,汉族,工程师,大专学历。