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摘要:近些年来,随着建筑业的快速发展,高层建筑变得越来越多。混凝土在现代工程建设中占有重要地位,尤其大体积混凝土方面,在高层建筑中得到了充分的应用,因此,必须加强对大体积混凝土的质量控制。
关键词: 大体积;混凝土;施工;质量控制
中图分类号:TV544+.91文献标识码:A文章编号:
前言
我国经济的快速发展、科学技术的不断进步,近年来,大体积混凝土得到了越来越广泛的应用, 但在使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程的质量事故时有发生,如果不采取正确的施工方法和有效的控制措施,一定会影响工程质量,影响工程的使用。而大体积混凝土由于其土量较大,结构比较厚实,在具体的施工过程中技术上要求较高,在对内外温度以及最小断面具有较为严格的规定之外,对其混凝土本身平面尺寸也提出了较大的限制。大体积混凝土在施工过程中所受到的温度力比较大,如果不能采取有限的温度控制措施,极易出现裂缝,导致施工出现质量问题,因此对其进行质量控制具有十分重要的现实意义。
大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
1大体积混凝土质量问题机理分析
大体积混凝土质量问题主要表现为裂缝。产生裂缝是混凝土本身所具有的一种材料特性。混凝土内部的微观裂缝是无害的,也是无法避免的。微观裂缝在结构温差或荷载的作用下,会扩展并逐渐相互串通形成可见的裂缝。因此,裂缝按照产生的原因可分为两种形式:
1.1一种是外部因素作用,如外荷载、基础不均匀沉降等引发的,属于结构性裂缝;
1.2另一种是由结构内部因素,如混凝土收缩变形、内外温差等引起的,屬于变形性裂缝。大体积混凝土产生裂缝的关键因素是后者。就混凝土收缩变形而言,影响混凝土收缩的因素很多,主要与混凝土原材料、配合比及养护条件有关。当大体积混凝土水平表面水分蒸发速度快于泌水到表面的速度时,产生塑性收缩裂缝。就温差引起的裂缝而言,温度裂缝分为两类:一类是表面裂缝,大体积混凝土浇筑后,大量的水化热使混凝土温度上升,由于内部和表面散热条件不同,中心温度高,表面温度低,混凝土表面就会产生裂缝;另一类是贯穿裂缝,大体积混凝土浇筑初期,混凝土处于升温阶段及塑性状,弹性模量很小,变形变化所引起的应力很小,但过了数日,混凝土逐渐降温,这个温差引起的变形加上混凝土多余水分蒸发时所引起的体积收缩变形受到地基和结构边界条件的约束时引起拉应力。
2施工中所采用的工艺控制
虽然原材料上的控制,温度预测和控制等方面的内容是大体积混凝土质量控制的关键性内容,但是在具体的施工过程中所采取的工艺也是质量控制的关键性内容,具体包括混凝土的养护工艺、振实成型、混凝土浇筑、搅拌工艺以及混凝土原材料的配料方面都会对质量控制产生一定的影响。其中混凝土的浇筑是最为重要的一部分,在具体施工之前需要对浇筑次序进行详细的计算,并计算好浇筑前后的时间差,可以在混凝土的内部预先利用冷却管来对温度进行控制,并可以适当的提高浇筑的厚度,这样可以提高混凝土的整体强度。同时在施工中需要对振捣棒的振动频率进行加强,对混凝土和钢筋之间的握裹进行增加,保证混凝土和钢筋之间产生足够的约束力,并增加混凝土的密实性和均匀性。此外,还要对是施工现场实现有效的组织的管理,对各个工种的工作时间合理安排,施工现场应该安排一定的施工设计人员,依据施工的具体情况对施工浇筑配比进行调整和协调,在保证原材料的供应、水泥和骨料、控制砂等材料的含量以及配比度等基础上,对混凝土的收缩量和空隙率进行合理掌握,降低混凝土出现裂缝的几率。
3裂缝的防治措施
3.1后掺少量减水剂的预备措施
混凝土浇筑正值7~8月份高温季节,易造成混凝土坍落度损失加大,降低混凝土工作度方面的要求,加之可能出现的运输途中堵车或施工中出现临时需处理的问题,使浇捣速度减缓,延误了混凝土的入模时间,因时间延长造成混凝土坍落度损失加大,致使不能满足泵送要求,此时应严禁加入生水,而应采取二次掺少量的FDN2I减水剂的后掺法,补偿和恢复混凝土的坍落度损失。在配合比中FDN2I减水剂量为0.8%,一般该减水剂的掺量最高为1%,在后掺减水剂时只考虑在0.2%以内。后掺法比先掺法或同掺法在相同掺量下减水作用显著提高,是能补偿坍落度损失的。但应注意凡后掺减水剂的运输车,应快速搅拌30转或1秒以上。其掺量和搅拌时间由专人负责实施。
3.2地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施
在墙板混凝土配合比设计试配,确定设计配合比阶段,采取了降低水灰比的措施。底板与墙板同为C30P12,而底板的水灰比为0.47。而墙板的水灰比为0.41,混凝土的坍落度指标底板为18~20厘米,墙板坍落度指标控制在14~16厘米。采取该措施的目的在于减少用水量、降低混凝土的收缩。在混凝土浇筑阶段,采用二次振捣的工艺,即在混凝土初凝前进行二次振捣。避免混凝土因沉降收缩而引起的裂缝。
3.3地下室顶板的混凝土浇筑的控制
按照地下室超大型长无缝混凝土的施工方案,地下室顶板的浇筑顺序是,浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后,进行地下室顶板的混凝土浇筑。在顶板的浇筑过程中,主要是要控制好早期裂缝的产生。从混凝土收缩裂缝的形成时间看,裂缝往往发生在混凝土初凝到终凝这段时间内。在施工方案讨论过程中,将顶板二次或三次搓平、抹压,特别是初凝抹压作为控制早期收缩裂缝的一项重要控制措施,这对于弥合部分早期裂缝是不可缺少的工艺。
3.4地下室混凝土的养护
地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。按照养护制度,在混凝土抹压后,能上人时,即铺上麻袋片或草席,用水浇湿保养。混凝土硬化3~4小时后,底板与顶板均筑堰蓄水3~5厘米进行养护,墙板采取不间断淋水保温,采用这些养护方法不得少于14天,墙板侧模的拆除也不少于7天。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。
3.5细部处理
3.5.1外墙与边柱的配筋率不同,收缩差也不同,其连接处应插入1~1.5米Φ10@200锚入柱内20厘米的水平增强钢筋,防止因应力集中发生纵向裂缝。
3.5.2由于底板配筋为双向Φ25锚入基础梁一、二排主筋之间,使底板与柱节点处板面混凝土保护层过大,可在柱边1米范围铺Φ8@200双向钢筋网片,防止板面出现裂缝。
3.5.3所有外墙对拉螺杆突出部分都要割掉,用ZY掺量为10%的1:2水泥砂浆封堵;所有穿外墙管道按要求作防水处理。
大体积混凝土采用无缝施工技术已经在多个工程施工中进行了尝试,经过严格按照制定的施工方案进行施工,所有已建或在建工程至今都未发现裂缝,但作为一项新的技术措施还需要进行不断的探索。
3.6混凝土的泌水处理
由于大体积混凝土厚度较大,在浇筑过程中表面会产生较厚的一层浮浆,如果不及时处理,浮浆硬化后,混凝土表面将会形成一层强度较低的水泥板,严重影响混凝土的质量,根据浇筑面宽度,配备四台污水泵,将这层浮浆抽至基坑周边,浮浆可通过砖胎膜背面回填的黄砂渗入盲沟,再流入集水坑。
3.7混凝土的养护
地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。按照养护制度,在混凝土抹压后,能上人时即铺上麻袋片或草席,用水浇湿保养,混凝土硬化3~4小时后,底板与顶板均筑堰蓄水3~5厘米进行养护,墙板采取不间断淋水保温,采用这些养护方法不得少于14天,墙板侧模的拆除也不少于7天。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。
3.8混凝土的抗渗处理
3.8.1混凝土先在实验室进行抗渗试配,通过掺加WG-Ⅱ高效防水剂以及粉煤灰,使其抗渗等级达到0.8MPa。
3.8.2施工中加强振捣工作,实行二次振捣。混凝土入模后先沿浇筑斜面振捣,使混凝土向前推进,混凝土浇筑完一段后,对已浇筑的混凝土再一次进行振捣,防止混凝土漏振或振捣不充分。
3.8.3混凝土初凝之前,再用平板振捣器对其上层混凝土进行振捣,进一步提高表层混凝土的密实度。
4结语
由于大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、混凝土方量大、承受的荷载大,在工业建筑中得到了广泛的应用。在大体积混凝土工程施工过程中,为了保证混凝土施工质量,在确保原材料和施工配合比符合要求的情况下,从施工前测算、施工过程温度控制及养护等各方面,采取有效技术措施,进行全面的质量控制,从而减少温度裂缝的产生,确保大体积混凝土的质量。
参考文献:
[1]田晓朋.大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施.科学之友,2010年
[2]刘广春.大体积混凝土结构裂缝控制措施.中国新技术新产品,2010年
[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,2011年
关键词: 大体积;混凝土;施工;质量控制
中图分类号:TV544+.91文献标识码:A文章编号:
前言
我国经济的快速发展、科学技术的不断进步,近年来,大体积混凝土得到了越来越广泛的应用, 但在使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程的质量事故时有发生,如果不采取正确的施工方法和有效的控制措施,一定会影响工程质量,影响工程的使用。而大体积混凝土由于其土量较大,结构比较厚实,在具体的施工过程中技术上要求较高,在对内外温度以及最小断面具有较为严格的规定之外,对其混凝土本身平面尺寸也提出了较大的限制。大体积混凝土在施工过程中所受到的温度力比较大,如果不能采取有限的温度控制措施,极易出现裂缝,导致施工出现质量问题,因此对其进行质量控制具有十分重要的现实意义。
大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
1大体积混凝土质量问题机理分析
大体积混凝土质量问题主要表现为裂缝。产生裂缝是混凝土本身所具有的一种材料特性。混凝土内部的微观裂缝是无害的,也是无法避免的。微观裂缝在结构温差或荷载的作用下,会扩展并逐渐相互串通形成可见的裂缝。因此,裂缝按照产生的原因可分为两种形式:
1.1一种是外部因素作用,如外荷载、基础不均匀沉降等引发的,属于结构性裂缝;
1.2另一种是由结构内部因素,如混凝土收缩变形、内外温差等引起的,屬于变形性裂缝。大体积混凝土产生裂缝的关键因素是后者。就混凝土收缩变形而言,影响混凝土收缩的因素很多,主要与混凝土原材料、配合比及养护条件有关。当大体积混凝土水平表面水分蒸发速度快于泌水到表面的速度时,产生塑性收缩裂缝。就温差引起的裂缝而言,温度裂缝分为两类:一类是表面裂缝,大体积混凝土浇筑后,大量的水化热使混凝土温度上升,由于内部和表面散热条件不同,中心温度高,表面温度低,混凝土表面就会产生裂缝;另一类是贯穿裂缝,大体积混凝土浇筑初期,混凝土处于升温阶段及塑性状,弹性模量很小,变形变化所引起的应力很小,但过了数日,混凝土逐渐降温,这个温差引起的变形加上混凝土多余水分蒸发时所引起的体积收缩变形受到地基和结构边界条件的约束时引起拉应力。
2施工中所采用的工艺控制
虽然原材料上的控制,温度预测和控制等方面的内容是大体积混凝土质量控制的关键性内容,但是在具体的施工过程中所采取的工艺也是质量控制的关键性内容,具体包括混凝土的养护工艺、振实成型、混凝土浇筑、搅拌工艺以及混凝土原材料的配料方面都会对质量控制产生一定的影响。其中混凝土的浇筑是最为重要的一部分,在具体施工之前需要对浇筑次序进行详细的计算,并计算好浇筑前后的时间差,可以在混凝土的内部预先利用冷却管来对温度进行控制,并可以适当的提高浇筑的厚度,这样可以提高混凝土的整体强度。同时在施工中需要对振捣棒的振动频率进行加强,对混凝土和钢筋之间的握裹进行增加,保证混凝土和钢筋之间产生足够的约束力,并增加混凝土的密实性和均匀性。此外,还要对是施工现场实现有效的组织的管理,对各个工种的工作时间合理安排,施工现场应该安排一定的施工设计人员,依据施工的具体情况对施工浇筑配比进行调整和协调,在保证原材料的供应、水泥和骨料、控制砂等材料的含量以及配比度等基础上,对混凝土的收缩量和空隙率进行合理掌握,降低混凝土出现裂缝的几率。
3裂缝的防治措施
3.1后掺少量减水剂的预备措施
混凝土浇筑正值7~8月份高温季节,易造成混凝土坍落度损失加大,降低混凝土工作度方面的要求,加之可能出现的运输途中堵车或施工中出现临时需处理的问题,使浇捣速度减缓,延误了混凝土的入模时间,因时间延长造成混凝土坍落度损失加大,致使不能满足泵送要求,此时应严禁加入生水,而应采取二次掺少量的FDN2I减水剂的后掺法,补偿和恢复混凝土的坍落度损失。在配合比中FDN2I减水剂量为0.8%,一般该减水剂的掺量最高为1%,在后掺减水剂时只考虑在0.2%以内。后掺法比先掺法或同掺法在相同掺量下减水作用显著提高,是能补偿坍落度损失的。但应注意凡后掺减水剂的运输车,应快速搅拌30转或1秒以上。其掺量和搅拌时间由专人负责实施。
3.2地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施
在墙板混凝土配合比设计试配,确定设计配合比阶段,采取了降低水灰比的措施。底板与墙板同为C30P12,而底板的水灰比为0.47。而墙板的水灰比为0.41,混凝土的坍落度指标底板为18~20厘米,墙板坍落度指标控制在14~16厘米。采取该措施的目的在于减少用水量、降低混凝土的收缩。在混凝土浇筑阶段,采用二次振捣的工艺,即在混凝土初凝前进行二次振捣。避免混凝土因沉降收缩而引起的裂缝。
3.3地下室顶板的混凝土浇筑的控制
按照地下室超大型长无缝混凝土的施工方案,地下室顶板的浇筑顺序是,浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后,进行地下室顶板的混凝土浇筑。在顶板的浇筑过程中,主要是要控制好早期裂缝的产生。从混凝土收缩裂缝的形成时间看,裂缝往往发生在混凝土初凝到终凝这段时间内。在施工方案讨论过程中,将顶板二次或三次搓平、抹压,特别是初凝抹压作为控制早期收缩裂缝的一项重要控制措施,这对于弥合部分早期裂缝是不可缺少的工艺。
3.4地下室混凝土的养护
地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。按照养护制度,在混凝土抹压后,能上人时,即铺上麻袋片或草席,用水浇湿保养。混凝土硬化3~4小时后,底板与顶板均筑堰蓄水3~5厘米进行养护,墙板采取不间断淋水保温,采用这些养护方法不得少于14天,墙板侧模的拆除也不少于7天。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。
3.5细部处理
3.5.1外墙与边柱的配筋率不同,收缩差也不同,其连接处应插入1~1.5米Φ10@200锚入柱内20厘米的水平增强钢筋,防止因应力集中发生纵向裂缝。
3.5.2由于底板配筋为双向Φ25锚入基础梁一、二排主筋之间,使底板与柱节点处板面混凝土保护层过大,可在柱边1米范围铺Φ8@200双向钢筋网片,防止板面出现裂缝。
3.5.3所有外墙对拉螺杆突出部分都要割掉,用ZY掺量为10%的1:2水泥砂浆封堵;所有穿外墙管道按要求作防水处理。
大体积混凝土采用无缝施工技术已经在多个工程施工中进行了尝试,经过严格按照制定的施工方案进行施工,所有已建或在建工程至今都未发现裂缝,但作为一项新的技术措施还需要进行不断的探索。
3.6混凝土的泌水处理
由于大体积混凝土厚度较大,在浇筑过程中表面会产生较厚的一层浮浆,如果不及时处理,浮浆硬化后,混凝土表面将会形成一层强度较低的水泥板,严重影响混凝土的质量,根据浇筑面宽度,配备四台污水泵,将这层浮浆抽至基坑周边,浮浆可通过砖胎膜背面回填的黄砂渗入盲沟,再流入集水坑。
3.7混凝土的养护
地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。按照养护制度,在混凝土抹压后,能上人时即铺上麻袋片或草席,用水浇湿保养,混凝土硬化3~4小时后,底板与顶板均筑堰蓄水3~5厘米进行养护,墙板采取不间断淋水保温,采用这些养护方法不得少于14天,墙板侧模的拆除也不少于7天。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。
3.8混凝土的抗渗处理
3.8.1混凝土先在实验室进行抗渗试配,通过掺加WG-Ⅱ高效防水剂以及粉煤灰,使其抗渗等级达到0.8MPa。
3.8.2施工中加强振捣工作,实行二次振捣。混凝土入模后先沿浇筑斜面振捣,使混凝土向前推进,混凝土浇筑完一段后,对已浇筑的混凝土再一次进行振捣,防止混凝土漏振或振捣不充分。
3.8.3混凝土初凝之前,再用平板振捣器对其上层混凝土进行振捣,进一步提高表层混凝土的密实度。
4结语
由于大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、混凝土方量大、承受的荷载大,在工业建筑中得到了广泛的应用。在大体积混凝土工程施工过程中,为了保证混凝土施工质量,在确保原材料和施工配合比符合要求的情况下,从施工前测算、施工过程温度控制及养护等各方面,采取有效技术措施,进行全面的质量控制,从而减少温度裂缝的产生,确保大体积混凝土的质量。
参考文献:
[1]田晓朋.大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施.科学之友,2010年
[2]刘广春.大体积混凝土结构裂缝控制措施.中国新技术新产品,2010年
[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,2011年