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摘要:文章分析了大体积混凝土施工质量问题的原因,从大体积混凝土配合比及材料要求、大体积混凝土对构造设计要求、大体积混凝土的施工的工艺、混凝土的测温监控与养护等五个方面展开探讨,论述建筑工程大体积混凝土施工质量控制措施,供广大工程技术人员参考。
关键词:大体积混凝土;施工质量;控制措施
中图分类号:TV331文献标识码: A
随着我国大型建筑工程迅速发展,对混凝土的质量和要求越来越高。高质量的混凝土是实现大型建筑高性能和高质量的关键。因此,加快对建筑工程大体积混凝土施工质量控制技术研究,对于进一步提高大型建筑工程质量,保证人民生命安全,具有十分重要的意义。
1、大体积混凝土施工存在质量问题的主要原因
根据《GB50496-2009大体积混凝土施工规范》的定义,对大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。而《JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程》则也将大体积混凝土定义为:混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。
实践证明,由于受结构的力学强度和温度变化等多种因素的影响,大体积混凝土相比较于普通混凝土更容易产生施工质量问题,且温度变化产生的附加内力和裂缝往往占据更大的比例。因此,要提高大体积混凝土施工质量,必须首先结合工程实际,从多方面采取措施来解决其温度应力和温度变形裂缝问题。
2、大体积混凝土配合比的基本要求
制备混凝土时,首先应结合工程特点,针对其对混凝土和易性、强度和耐久性的要求,选取合适的原材料并设计各材料的配合比,以保证经济合理性。大体积混凝土在设计配合比时,不光要保证强度,还要使混凝土具有良好的和易性,从而方便施工,减小因施工导致的裂缝。此外还应重点考虑如何大幅降低水化热。
如前所述,混凝土硬化过程中产生的水化热是导致其产生内外温差的主要原因,故应尽量采用具有较低早期水化热的水泥。实践表明,降低熟料中C3A和C3S的含量,效果较好。在混凝土中掺加一定量的矿粉煤灰,一方面可减缓水化热释放速度,另一方面还能使硬化后的混凝土内部更加致密,减小收缩量。大粒径的粗骨料有利于防止裂缝产生,因此在条件允许的条件下应优先选用。与此同时,宜采用级配良好的中砂和中粗砂作为细骨料,从而减少混凝土的用水量和水泥用量,从而降低水化热,减少裂缝。
3、大体积混凝土对原材料的基本要求
大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点:
尽量选用低热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥),减少水化热。但是,水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大,在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象,不仅影响施工速度,同时影响施工质量。混凝土泌水性的大小与用水量有关,用水量多,泌水性大,且与温度高低有关,水完全析出的时间随温度的升高而缩短;此外,还与水泥的成分和细度有关。所以,在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种,并应在混凝土中掺入减水剂。在施工中,应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处,用振捣器振实后,再继续浇筑上一层混凝土。
在条件许可的情况下,应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期可产生一定的预压应力,而在水化后期预压应力可部分抵消温度需变应力,减少混凝土内的拉应力,提高混凝土的抗裂能力。
适当掺加粉煤灰。混凝土掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱骨料反应,减少新拌混凝土的泌水等。
选择级配良好的骨料。细骨料宜采用中粗砂,细度模数控制在2.8~3.0之间,因为使用中砂比用细砂可减少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,杜绝使用海砂;粗骨料在可泵送情况下,选用粒径5~20mm连续级配石子,以减少混凝土收缩变形。
可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150mm~300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量,降低了水化热,而且石块本身也吸收了热量,使水化热能进一步降低.对控制裂缝有一定好处。
适当选用高效减水剂和引气剂,这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。
4、大体积混凝土对构造设计的基本要求
在结构形式上追求合理的设计,达到减少工程数量,降低水化热的目的。比如,根据结构受力特点,在设计时采用挖空非关键受力部分混凝土体积,或者利用土方压重方案,来避免混凝土结构体积过大的问题。
合理掺加微膨胀剂,使其在一定的约束条件下,形成一定的预压力以补偿混凝土内部温度收缩产生的拉应力,以此来避免混凝土裂缝的产生。
5、大体积混凝土的施工主要技术
控制混凝土入模温度在25℃以下。在保证水泥库通风良好的同时,对生产中的碎石要洒水降温,搅拌用水也要预先降温,使混凝土人模温度控制在25以下,对预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。
加强检验、试验、计量等技术管理工作。要加强原材料的检验、试验工作。严格按方案施工,同时还要加强计量监测,并定时检查和做好记录。
提前做好浇筑前的准备工作。除了加强人员及机械等的准备工作以外,还要做好应对恶劣天气影响带来的不利因素的预案。浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、草席等应提前准备好。提前与建设单位联系好施工用电,以保证混凝土振捣及施工期间的电力保障。
浇筑方法。浇筑施工时,既要考虑合理分工,区分工段,又要结合实际,考虑到总体浇筑顺序和混凝土的供应,以及最后阶段的合理减泵实验中宜采用斜面分层薄层浇捣循序推进。在混凝土结构内部采用冷却管通以循环水也能及时释放水化热能。
6、混凝土的测温监控与养护技术
6.1温度监测。
大体积混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温导线。每个测温点均埋设三个导线,分别测混凝土的上中下部温度,导线用颜色区分。混凝土浇筑过程中,应配备专职测温人员,按时按孔测温,不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁,换班时要进行交底。测温工作应连续进行,每测一次,持续测温及混凝土强度达到时间,强度并经技术部门同意后方可停止测温。测温时发现混凝土内部最高温度与部门温度之差达到25℃或温度异常,应及时通知技术部门和项目技术负责人,以便及时采取措施。
6.2养护。
大体积混凝土施工养护工作特别重要,须引起足够重视。混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,先在混凝土表面覆盖二层草席,然后在上面覆一层塑料薄膜。新浇筑的混凝土水化速度比较快,盖上塑料薄膜后可进行保温保养,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝,同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。柱、墙插筋部位是保温的难点,要特别注意盖严,防止造成温差较大,冬季施工时还应防止受冻。停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后,可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉,使混凝土散热。
7、結语
总之,在运用大体积混凝土进行施工时,我们必须采取适当的方法,尽量的减少不必要问题的出现,确保施工的顺利进行,同时要在先前的运用基础之上,不断地进行改进,从根本上解决大体积混凝土在施工中所出现的各种问题,为我国人民提供高水平,高质量的建筑。
参考文献
[1]黎怀剑, 大体积混凝土施工技术在高层建筑底板基础工程中的应用. 广东建材, 2009.
[2]白宗太. 大体积抗渗抗冻混凝土施工技术[J]. 西部探矿工程, 2003.
[3]周玉选,周燕.浅谈大体积混凝土施工的质量控制.甘肃科技,2008.
关键词:大体积混凝土;施工质量;控制措施
中图分类号:TV331文献标识码: A
随着我国大型建筑工程迅速发展,对混凝土的质量和要求越来越高。高质量的混凝土是实现大型建筑高性能和高质量的关键。因此,加快对建筑工程大体积混凝土施工质量控制技术研究,对于进一步提高大型建筑工程质量,保证人民生命安全,具有十分重要的意义。
1、大体积混凝土施工存在质量问题的主要原因
根据《GB50496-2009大体积混凝土施工规范》的定义,对大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。而《JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程》则也将大体积混凝土定义为:混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。
实践证明,由于受结构的力学强度和温度变化等多种因素的影响,大体积混凝土相比较于普通混凝土更容易产生施工质量问题,且温度变化产生的附加内力和裂缝往往占据更大的比例。因此,要提高大体积混凝土施工质量,必须首先结合工程实际,从多方面采取措施来解决其温度应力和温度变形裂缝问题。
2、大体积混凝土配合比的基本要求
制备混凝土时,首先应结合工程特点,针对其对混凝土和易性、强度和耐久性的要求,选取合适的原材料并设计各材料的配合比,以保证经济合理性。大体积混凝土在设计配合比时,不光要保证强度,还要使混凝土具有良好的和易性,从而方便施工,减小因施工导致的裂缝。此外还应重点考虑如何大幅降低水化热。
如前所述,混凝土硬化过程中产生的水化热是导致其产生内外温差的主要原因,故应尽量采用具有较低早期水化热的水泥。实践表明,降低熟料中C3A和C3S的含量,效果较好。在混凝土中掺加一定量的矿粉煤灰,一方面可减缓水化热释放速度,另一方面还能使硬化后的混凝土内部更加致密,减小收缩量。大粒径的粗骨料有利于防止裂缝产生,因此在条件允许的条件下应优先选用。与此同时,宜采用级配良好的中砂和中粗砂作为细骨料,从而减少混凝土的用水量和水泥用量,从而降低水化热,减少裂缝。
3、大体积混凝土对原材料的基本要求
大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点:
尽量选用低热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥),减少水化热。但是,水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大,在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象,不仅影响施工速度,同时影响施工质量。混凝土泌水性的大小与用水量有关,用水量多,泌水性大,且与温度高低有关,水完全析出的时间随温度的升高而缩短;此外,还与水泥的成分和细度有关。所以,在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种,并应在混凝土中掺入减水剂。在施工中,应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处,用振捣器振实后,再继续浇筑上一层混凝土。
在条件许可的情况下,应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期可产生一定的预压应力,而在水化后期预压应力可部分抵消温度需变应力,减少混凝土内的拉应力,提高混凝土的抗裂能力。
适当掺加粉煤灰。混凝土掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱骨料反应,减少新拌混凝土的泌水等。
选择级配良好的骨料。细骨料宜采用中粗砂,细度模数控制在2.8~3.0之间,因为使用中砂比用细砂可减少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,杜绝使用海砂;粗骨料在可泵送情况下,选用粒径5~20mm连续级配石子,以减少混凝土收缩变形。
可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150mm~300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量,降低了水化热,而且石块本身也吸收了热量,使水化热能进一步降低.对控制裂缝有一定好处。
适当选用高效减水剂和引气剂,这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。
4、大体积混凝土对构造设计的基本要求
在结构形式上追求合理的设计,达到减少工程数量,降低水化热的目的。比如,根据结构受力特点,在设计时采用挖空非关键受力部分混凝土体积,或者利用土方压重方案,来避免混凝土结构体积过大的问题。
合理掺加微膨胀剂,使其在一定的约束条件下,形成一定的预压力以补偿混凝土内部温度收缩产生的拉应力,以此来避免混凝土裂缝的产生。
5、大体积混凝土的施工主要技术
控制混凝土入模温度在25℃以下。在保证水泥库通风良好的同时,对生产中的碎石要洒水降温,搅拌用水也要预先降温,使混凝土人模温度控制在25以下,对预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。
加强检验、试验、计量等技术管理工作。要加强原材料的检验、试验工作。严格按方案施工,同时还要加强计量监测,并定时检查和做好记录。
提前做好浇筑前的准备工作。除了加强人员及机械等的准备工作以外,还要做好应对恶劣天气影响带来的不利因素的预案。浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、草席等应提前准备好。提前与建设单位联系好施工用电,以保证混凝土振捣及施工期间的电力保障。
浇筑方法。浇筑施工时,既要考虑合理分工,区分工段,又要结合实际,考虑到总体浇筑顺序和混凝土的供应,以及最后阶段的合理减泵实验中宜采用斜面分层薄层浇捣循序推进。在混凝土结构内部采用冷却管通以循环水也能及时释放水化热能。
6、混凝土的测温监控与养护技术
6.1温度监测。
大体积混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温导线。每个测温点均埋设三个导线,分别测混凝土的上中下部温度,导线用颜色区分。混凝土浇筑过程中,应配备专职测温人员,按时按孔测温,不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁,换班时要进行交底。测温工作应连续进行,每测一次,持续测温及混凝土强度达到时间,强度并经技术部门同意后方可停止测温。测温时发现混凝土内部最高温度与部门温度之差达到25℃或温度异常,应及时通知技术部门和项目技术负责人,以便及时采取措施。
6.2养护。
大体积混凝土施工养护工作特别重要,须引起足够重视。混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温,先在混凝土表面覆盖二层草席,然后在上面覆一层塑料薄膜。新浇筑的混凝土水化速度比较快,盖上塑料薄膜后可进行保温保养,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝,同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。柱、墙插筋部位是保温的难点,要特别注意盖严,防止造成温差较大,冬季施工时还应防止受冻。停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后,可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉,使混凝土散热。
7、結语
总之,在运用大体积混凝土进行施工时,我们必须采取适当的方法,尽量的减少不必要问题的出现,确保施工的顺利进行,同时要在先前的运用基础之上,不断地进行改进,从根本上解决大体积混凝土在施工中所出现的各种问题,为我国人民提供高水平,高质量的建筑。
参考文献
[1]黎怀剑, 大体积混凝土施工技术在高层建筑底板基础工程中的应用. 广东建材, 2009.
[2]白宗太. 大体积抗渗抗冻混凝土施工技术[J]. 西部探矿工程, 2003.
[3]周玉选,周燕.浅谈大体积混凝土施工的质量控制.甘肃科技,2008.