魏超
龙江县建设工程质量安全站, 黑龙江省齐齐哈尔市 161100
摘要:如今,在建筑工程过程中,大体积混凝土施工技术的应用非常普遍。能否保证大体积混凝土工程的施工质量,避免混凝土结构出现裂缝等病害,关系到工程的施工进度和实际效益。结合工程实例,论述了建筑工程中大体积混凝土的施工工艺及裂缝控制措施。
关键词:建筑工程;大体积混凝土;施工质量;裂缝控制
随着高层建筑的日益增多,大体积混凝土工程已经成为建筑工程的重要组成部分。大体积混凝土施工质量的好坏对整个工程的施工质量和施工进度有着重要的影响。裂缝是大体积混凝土工程中常见的质量病害之一。长期以来,如何有效控制裂缝一直是混凝土施工中的难题。为了保证大体积混凝土施工的质量和水平,在实际施工过程中应科学控制各个环节,合理使用各种施工工艺,防止裂缝对大体积混凝土结构性能的破坏。
1工程实例
总建筑面积192369m2,其中地下室46213.61m2,其中高层7栋,多层1栋,低层3栋,地下车库1栋。地下室为电机房、配电房、水泵房、消防水池,筏板基础,混凝土强度C40,抗渗等级S8。结构形式:框架、框架剪力墙、剪力墙。
2大体积混凝土施工及裂缝控制
2.1裂纹原因分析
2.1.1水泥在水化过程中会释放大量热量
大体积混凝土施工中的裂缝通常是由水泥水化热引起的。大体积混凝土施工将使用大量的水泥材料,其截面积相对较大。浇筑混凝土后,水泥会产生大量热量,导致混凝土升温。混凝土导热性能差,散热相对较小,导热性能差,内部水化热无法散发,而外部热量可以快速散发。在升温过程中,混凝土外层的温度始终低于其内部温度。根据热胀冷缩的相关原理,混凝土中心部分的膨胀速度比表层快,而表层与中心颗粒之间存在约束。中部是约束膨胀不开裂,外层是约束收缩。当混凝土表层的拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土表层就会出现裂缝。
2.1.2内部和外部约束的影响
在水泥水化热过程中,混凝土内部温度整体上会偏高,尤其是混凝土核心区温度会呈现很大的上升趋势,其热膨胀效应会一个接一个变大,产生一种中心区的压应力。当拉应力超过混凝土的整体抗拉强度和钢筋的约束作用时,就会产生裂缝。混凝土早期温升过程中,混凝土弹性模量低,导致混凝土拉应力整体松弛。在混凝土的徐变过程中,其内部构件和结构的力学性能也会产生一定的影响,从而导致预应力构件的应力损失。混凝土温度降低后,也会产生一定的拉应力,当接缝应力超过抗拉强度时,会造成混凝土产生竖向裂缝。
2.1.3混凝土收缩变形
混凝土浇筑完成后,在凝结期,由于水泥浆和骨料的内部收缩,产生沉降裂缝和干缩裂缝。同时,随着混凝土不断硬化,大部分水分开始蒸发。失水后,混凝土表面会迅速收缩,但中心区域收缩速度较慢,产生裂缝。养护条件、施工工艺、外加剂、混凝土配合比、水泥用量、水泥品种等因素都会导致混凝土的干燥收缩。
2.2建筑材料的选择
本工程采用矿渣硅酸盐水泥,其特点是水化热低。添加适量的减水剂可以有效改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗性。粗骨料选用砾石,含泥量控制在1%以下,粒径控制在5-25mm范围内,可有效提高混凝土抗压强度,保证混凝土良好的和易性,降低水泥用量。细骨料选用中砂,平均粒径控制在0.5毫米以上,其中55%为人工砂,45%为山砂,含泥量控制在3%以下。
与细砂相比,中砂的使用可以有效降低水泥用量和用水量。为了进一步提高混凝土的和易性和抗渗性,本工程在混凝土中掺入二级粉煤灰,掺量控制在水泥用量的10%-30%范围内,也能有效降低水泥用量。本工程设计文件对外加剂没有具体要求。经过讨论,决定使用减水剂,每立方米混凝土加入2公斤减水剂,可以降低水化热峰值,补偿混凝土结构收缩,从而增强混凝土结构的抗裂性。与设计单位沟通后,决定在混凝土中添加块石,总量控制在混凝土体积的25%以下,且无裂缝、洁净、无夹层、坚固。块石的尺寸应控制在150-250毫米范围内,块石的强度等级至少为MU30,块石与模板的距离应控制在150毫米以上,块石顶部的混凝土厚度应控制在100毫米以上。此外,要求商业和搅拌公司做好混凝土的试配工作,严格控制水灰比,尽可能减少用水量。
2.3混凝土施工
基础底板采用综合分层浇筑的施工方法,共有一个自然施工段。混凝土浇筑施工采用一次顶进的方法。根据泵车分配杆长度等因素,合理设置浇注区域,由各区域泵车负责浇注。在实际施工中,首先在一个位置进行浇筑,直到达到设计标高,使混凝土形成扇形,并保持向前流动。进一步的,混凝土在混凝土的斜坡上连续浇筑,下一次混凝土浇筑在前一次混凝土的斜坡上,避免泵管频繁移动,在实际浇筑过程中严格控制间歇时间。每个浇筑带设置两个振动器,第一个振动器设置在混凝土出料口,用于振捣上层混凝土,第二个振动器设置在混凝土斜坡脚下,用于振捣下层混凝土。为避免输送管堵塞,本工程泵管上覆盖湿麻袋,定期喷水散热。同时,合理选择泵管直径和泵压,保证输送管道的合理布置。由于混凝土坍落度大,表面钢筋下部会形成水,表面钢筋上部的混凝土可能出现裂缝。为避免上述问题,本工程采用二次抹压的方法,二次抹压从混凝土预沉后至初凝前进行。
2.4混凝土温度测量
浇筑基础底板混凝土时,应指定专人负责测温管的预埋工作,并在实际操作过程中用钢筋绑扎测温管,确保绑扎牢固,防止测温管移位。同时,根据测温计划,合理布置测温线,并用塑料胶带覆盖测温线,避免测温端受潮。测温由专业人员负责,坚持按时按孔测温,避免弄虚作假或遗漏,做好测温记录,换班时严格交底。在实际测温过程中,如果混凝土结构内外温差异常,或温差超过25℃,要及时通知相关责任人,以便及时查明原因,采取对策。
2.5混凝土养护和拆模
混凝土浇筑施工结束后,及时进行二次抹灰和压实,然后及时覆盖混凝土结构表面。先盖两层草席,再盖一层塑料薄膜。由于混凝土水化快,覆盖塑料薄膜可以避免混凝土结构表面脱水,防止混凝土结构表面出现干缩裂缝。此外,在本工程中,拆模时间和养护时间应适当延长,以尽量减少混凝土结构内外的温差。拆模施工完成后,及时用草垫覆盖混凝土表面,尽量避免拆模后混凝土结构暴露时间。
3结束语
控制裂缝病害是保证大体积混凝土结构施工质量的重要措施。混凝土虽然抗压强度高,但混凝土结构的抗拉强度低。大体积混凝土在受压状态下通常不存在质量缺陷,但在受拉状态下容易产生裂缝病害。混凝土结构一旦出现严重的裂缝问题,就会破坏混凝土的实际性能成果,如抗渗性。如果混凝土结构出现贯通裂缝,也会影响混凝土结构的耐久性和耐候性。因此,在大体积混凝土施工过程中,应合理使用各种施工技术,防止裂缝的产生。摘要:结合工程实例,分析了建筑工程中大体积混凝土的施工工艺和裂缝控制措施,希望本文的内容能为相关工作提供参考。
参考文献:
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