陳希
摘 要:隨著我國經濟的快速發(fā)展,人們的生活水平得到了質的飛躍,對居住環(huán)境的要求也越來越高,因此我國建筑業(yè)也得到了飛速發(fā)展,并取得了矚目的成就。但就目前我國的經濟環(huán)境和市場要求來看,對建筑施工的規(guī)模和技術要求做出了更高的要求,一般我們最常用的就是大體積混凝土,但這也是我們在施工中最容易碰到難題的一個技術。當大體積混凝土處于長期干燥的狀態(tài)時,就會發(fā)生裂縫,對建筑工程的整體質量也會有一定的影響,因此有必要針對大體積混凝土結構進行施工分析。因此本文主要針對大體積混凝土結構的裂縫現象進行闡述和討論其施工技術特點,相關研究理論希望有助于業(yè)界同仁借鑒。
關鍵詞:土木建筑;大體積混凝土;施工技術
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)07-0118-02
1 大體積混凝土概述
1.1 大體積混凝土的概念
關于大體積混凝土的概念,目前國內外并沒有給出明確的概念界定,參照諸多學者對大體積砼的定義,再結合實際的工作經驗,筆者認為對其定義應該為:施工現場需要澆筑的混凝土結構遠大于常規(guī)面積,這個面積往往大到會引起混凝土發(fā)生水泥水熱化現象,因此在施工中需要采取必要的技術措施來有效避免因溫差較大引起的裂縫。所以對于需要上述工藝操作的結構稱之為大體積混凝土。
1.2 大體積混凝土施工流程
根據業(yè)界對土木建筑中大體積混凝土施工的標準,將施工流程總結如下:
施工準備階段→材料選擇(主要材料有水泥、粗骨料、細骨料、粉煤灰、外加劑)→混凝土配合比(包括試配階段、試配確定、粉煤灰配合比確定)→現場準備工作(包括樁基、鋼筋、線路設備、用電及各崗位人員的到位工作)→溫度和溫度應力的計算階段→施工階段→模板安裝(包括大鋼模、大模板)→拌制和運輸混凝土→混凝土澆筑→混凝土的振搗→混凝土的養(yǎng)護。
通過對上述大體積混凝土施工流程的總結可以看出,每個環(huán)節(jié)層層相扣,一個環(huán)節(jié)出現問題都會影響到整個工程的質量,因此我們在考慮優(yōu)化施工技術的時候,要以全角度的眼光去審視施工中存在的問題,并提出解決措施。
2 大體積混凝土容易產生的裂縫的分類及原因
2.1 裂縫的分類
一是微觀裂縫,主要有水泥石裂縫、粘著裂縫、集料裂縫三種,其中前兩種裂縫出現較多,一般我們口中所說的微裂縫,就是默認指的前兩種。微觀裂縫的出現對大體積混凝土的基本性質產生了重要的影響,當結構受到一個較大的拉力,承受力最大部位的微裂縫就會大范圍擴展甚至會貫穿整個結構,造成結構斷裂。
二是宏觀裂縫,對其界定是寬度不小于0.05mm,它的形成我們可以看做是由微裂縫擴展而來的,其影響因素主要有外荷載、變形應力和結構次應力,當應力超過大體積混凝土抗拉強度時,就引起裂縫的形成。根據其成因,我們對宏觀裂縫又分為荷載裂縫、施工裂縫、變形裂縫和堿骨料反應裂縫,根據不同裂縫在混凝土結構中的不同分布,又分為表面裂縫、貫穿裂縫和深層裂縫。
2.2 原因分析
一是自然因素影響,最主要的就是地基變形,這也是大體積混凝土結構產生裂縫的一個最主要原因,當混凝土結構施工完成后,在自然因素和其他不同程度的作用力影響下,地基會出現縱向下沉和橫向位移的作用力現象,使得混凝土結構內部產生巨大應力,當超出承受范圍后,就出現裂縫。
二是技術因素,即便是擁有較完善的施工設計和技術,但也會因為各種人力和非人力因素而造成在具體的施工操作中出現技術漏洞,或是有些操作明顯不符合規(guī)定要求,導致施工質量不穩(wěn)定,容易導致裂縫。
三是鋼筋因素,大體積混凝土結構中,鋼筋發(fā)揮了重要的作用,所以要求具體施工中嚴格按照施工方案操作,這能起到合理保護鋼筋的作用。相反,如果系列保護工作不到位,那鋼筋料在使用中容易出現銹蝕問題,引發(fā)結構裂縫。
總之,土建工程大體積混凝土結構出現裂縫的原因有很多,而且不是單一發(fā)生,經常會碰見多個影響因素交叉作用,讓施工質量面臨很大的隱患,所以只有一一進行分析后,有針對性地提出解決方法。
3 土木建筑工程中優(yōu)化大體積混凝土施工技術的措施
對于大體積混凝土施工技術的優(yōu)化,其實就是對裂縫問題的預防和完善,在我們已知大體積混凝土用到的水泥量較大、水泥水熱化后釋放的熱量也較為集中,造成混凝土內部結構的承熱量和收縮力成倍數增加,最終導致裂縫產生的前提下?,F在可以采用逆向思維來改革大體積混凝土施工技術,具體可以從以下幾個方面入手:
3.1 有效分散水泥水熱化釋放的熱量
在水泥水熱化時,會集中釋放大量的熱量,產生結構內外溫度差造成裂縫的產生,使用的水泥量越大,造成的裂縫就更大。為防止在施工中出現混凝土內外溫度差過大的問題,我們有必要在前期施工準備階段和施工階段進行一些調整,如在前期施工準備階段,要嚴格把控材料的進場,尤其是對混凝土水泥的選用,在成本允許的前提下,盡量選用低水熱化的水泥,比如粉煤灰水泥和火山灰硅酸鹽水泥,做到從材料上降低水泥水熱化的發(fā)生概率。在混凝土的配比上,嚴格按照強度等級進行設計。在混凝土的拌和上,要求澆注坍落度不大于160mm,水泥量范圍控制在240-430kg/m3之間,用水量不大于180 kg/m3,粉煤灰的用量控制在水泥量的40%以內,礦渣粉用量控制在水泥量的50%以內,砂率為40%到45%之間,泌水量不大于10L/m3,水膠比不大于0.50。通過對上述混凝土配合比參數的嚴格把控后,進一步試配確定,如果是泵送混凝土的話還需要額外進行泵送實驗。通過這一系列的舉措,會有效減緩大體積混凝土的水泥水熱化集中產熱現象。
3.2 加強對溫度的全程管控
在施工階段,我們首要解決的問題就是溫度。要加強澆注混凝土時對表面溫度、內部溫度和混凝土濕度的控制,保證混凝土澆筑入模的溫度低于50℃,內外溫度差控制在25℃以下,降溫速度至少達到3℃/d。此外還要做好保溫保濕的工作,幫助提高大體積混凝土內部結構的強度,有效降低內外溫差,放緩收縮力,常見的措施有蓄水養(yǎng)護和澆水養(yǎng)護。另外需要注意的是,混凝土施工要充分考慮天氣的因素,確保能將內外溫差控制在25℃以下。
3.3 完善混凝土澆筑和振搗施工技術
大體積混凝土的澆筑和振搗技術直接影響到項目施工的科學有效性,我們在施工時,應盡量縮短澆筑間隔時間,保證施工不間斷進行,而且要穩(wěn)定施工質量,做到下層能被上層完全覆蓋,才能有效避免裂縫出現。對于振搗技術,按照坡腳振搗、坡中振搗、坡頂振搗的步驟進行,以快插滿撥為原則,以混凝土表面開始泛漿為最佳,在振搗結束后,要用刮杠做刮平處理,最后用抹拍抹平即可。只要嚴格按照上述操作步驟進行,就會最大程度避免裂縫的產生。
3.4 增強混凝土的抗拉強度
如果能有效提升混凝土的抗拉強度,能最大程度避免裂縫的形成,工程上對抗拉材料的選擇非常重視,一般現在采用的都是金屬纖、有機或是無機纖維等都夠增強材料特性。我們在土建工程中,在大體積混凝土結構中可以適當添加這些增抗拉強度材料,能明顯感覺到強度的增加。
3.5 有效控制約束力
有效控制外部的約束力,對提升大體積混凝土結構質量提升有很大的幫助,比如我們在施工中設置滑動層,減少地基下沉和位移對大體積混凝土的破壞作用。具體可以在混凝土和地基中間設立砂墊層,這樣能有效降低地基作用對大體積混凝土的約束,降低裂縫出現的概率。其次對溫度應力有效控制,具體可以用覆蓋法和蓄水法等,都能降低溫度在內部積聚產生應力,進而能維持混凝土的溫度始終穩(wěn)定在一個合理的范圍內,改善內外溫度差,避免發(fā)生熱脹冷縮情況。
4 結語
本文主要分析了土木建筑工程中大體積混凝土結構的施工技術特點,尤其是在大體積混凝土結構使用越來越廣的背景下,確保工程質量和安全問題就顯得更為重要。加上混凝土的質量和施工水平對工程整體有較大影響,所以在具體的施工過程中,需要嚴格按照施工方案設置的標準進行,通知注重對施工人員的業(yè)務培訓,以便有效解決裂縫問題,從根本上提高大體積混凝土結構的施工質量和技術。
參考文獻
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