王小兵

(寧夏躍尚元工程應(yīng)用有限公司，寧夏 銀川 750200)

0 引 言

混凝土澆筑是建筑市場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目施工中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，無論是房建工程，或是市政道路工程，此步驟都是不可忽略的。但在開展與此方面相關(guān)的工作時(shí)發(fā)現(xiàn)，大部分工程都會(huì)由于前期準(zhǔn)備工作不到位，出現(xiàn)澆筑溫度不合理的問題，相關(guān)此方面的問題，不僅會(huì)造成混凝土固結(jié)后出現(xiàn)裂縫，還會(huì)對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量造成較大的影響。為解決混凝土裂縫問題，下述將以某建設(shè)項(xiàng)目為例，進(jìn)行混凝土澆筑施工標(biāo)準(zhǔn)化工藝的具體分析，并以此為參照，設(shè)計(jì)基于溫度層面的裂縫控制技術(shù)，降低由于裂縫造成的結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題。

1 大體積混凝土澆筑

大體積混凝土澆筑作業(yè)是工程項(xiàng)目施工中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，為了降低結(jié)構(gòu)裂縫數(shù)量，提高建筑項(xiàng)目質(zhì)量，下述將進(jìn)行混凝土澆筑施工工藝的詳細(xì)分析。

為確保澆筑施工可以達(dá)到既定效果，應(yīng)在澆筑施工前，做好作業(yè)面的全面清理工作，避免施工現(xiàn)場(chǎng)的雜物對(duì)澆筑施工行為造成干擾，也避免污染物混入澆筑材料中，影響混凝土的綜合性能。在此基礎(chǔ)上，對(duì)澆筑的鋼筋與工程模板進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，通過驗(yàn)收后施工人員即可進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。考慮到此次工程的澆筑量較大，基礎(chǔ)性承臺(tái)結(jié)構(gòu)較為分散，因此，要在澆筑前，做好對(duì)混凝土材料的供應(yīng)設(shè)計(jì)，保證在澆筑施工時(shí)，混凝土材料供應(yīng)的連續(xù)性，避免由于施工行為銜接不當(dāng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)冷縫問題。同時(shí)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的需求，進(jìn)行澆筑面的合理規(guī)劃，根據(jù)澆筑施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土攪拌泵在單位時(shí)間內(nèi)的輸出量，將現(xiàn)場(chǎng)澆筑劃分為三個(gè)區(qū)域，每個(gè)澆筑區(qū)域都對(duì)應(yīng)一個(gè)施工段。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的綜合規(guī)劃與澆筑量的理論計(jì)算，可在澆筑施工時(shí)，使用一個(gè)斜面采用一次到頂?shù)耐埔品绞奖ＷC澆筑工程的連續(xù)性。澆筑時(shí)，當(dāng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的筏板厚度在2～3 m時(shí)，可以采用分層澆筑法，將所有澆筑的混凝土材料使用2臺(tái)或以上布料運(yùn)輸車輛裝載，由此車輛進(jìn)行混凝土材料的并列澆筑，并確保每次澆筑行為都在上次完成澆筑但混凝土未完全固結(jié)前實(shí)施，以此種方式，避免澆筑的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

在澆筑時(shí)，對(duì)混凝土材料進(jìn)行振搗是保證材料具有較高密實(shí)度的主要措施之一，此時(shí)，可根據(jù)澆筑筏板的有效作業(yè)面積，在混凝土攪拌機(jī)中采用斜插或直插的方式，插入3～6根振搗器，并搭設(shè)跳板，由工人在跳板上進(jìn)行振搗操作。振搗操作時(shí)，工作人員需要嚴(yán)格遵循“慢拔快插”的作業(yè)原則，將振搗器的插入點(diǎn)控制在50 cm左右即可。當(dāng)振搗的兩層混凝土出現(xiàn)交接面時(shí)，將振搗器插入下層混凝土5 cm位置，通過此種方式，保證混凝土的結(jié)合。在上述提出的內(nèi)容中，應(yīng)注意所選的混凝土應(yīng)為商用混凝土，振搗器應(yīng)為高頻振搗器，振搗行為的發(fā)生時(shí)間控制在10～30 s范圍內(nèi)，以混凝土材料中無氣泡、泛漿作為完成振搗的標(biāo)準(zhǔn)。

通常情況下，在完成對(duì)混凝土的澆筑施工后的10～12 h之間，需要進(jìn)行大體積混凝土的保溫與養(yǎng)護(hù)。在完成澆筑施工的作業(yè)面上覆蓋一個(gè)厚度為30 mm的薄膜，在薄膜上覆蓋一個(gè)擠塑板，使用大型灑水車進(jìn)行間歇式灑水，通過此種方式，進(jìn)行混凝土澆筑成果的養(yǎng)護(hù)。

完成對(duì)大體積混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)后，由此工程項(xiàng)目的建設(shè)單位、業(yè)主單位、監(jiān)理單位，對(duì)澆筑施工成果進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收與檢驗(yàn)，使用專業(yè)的儀器設(shè)備進(jìn)行混凝土坍落度與溫度的檢測(cè)，完成檢測(cè)且施工成果通過驗(yàn)收后，即可認(rèn)為完成對(duì)大體積混凝土的澆筑施工。

2 溫度裂縫施工控制技術(shù)

2.1 設(shè)定溫控指標(biāo)

針對(duì)大體積混凝土建設(shè)項(xiàng)目，為了確保在施工中以及后期建筑使用時(shí)不會(huì)受到周圍溫度變化影響而產(chǎn)生裂縫，針對(duì)其控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。首先，針對(duì)溫控指標(biāo)進(jìn)行設(shè)定[1]。為了能夠避免降雨季節(jié)對(duì)混凝土澆筑的影響，盡可能選擇在晴朗或陰天天氣進(jìn)行澆筑。在澆筑的過程中，控制混凝土材料的入模溫度。在施工條件允許的情況下，盡可能選擇在5月下旬～6月上旬開始施工，并將混凝土澆筑的養(yǎng)護(hù)時(shí)間設(shè)定在6月或7月。在這一施工時(shí)期夜間大氣平均溫度通常在8～11 ℃范圍內(nèi)，而白天大氣平均溫度通常在18～22 ℃范圍內(nèi)[2]。在具體開展混凝土澆筑施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格澆注體的表面與大氣溫差之間不應(yīng)超過18 ℃。由于存在晝夜溫差較大的問題，因此在確定溫控指標(biāo)時(shí)，需要充分考慮施工周圍的環(huán)境條件對(duì)溫度裂縫施工控制的不利影響，并按照下述內(nèi)容對(duì)夜間大氣溫度進(jìn)行計(jì)算：

大體積混凝土澆筑施工中，其降溫速率不得超過1.5 ℃/d，為了能夠確保施工工期，規(guī)定大體積混凝土的拆模天數(shù)應(yīng)當(dāng)控制在15 d以內(nèi)[3]。同時(shí)，在施工過程中，對(duì)大體積混凝土表面最高溫度進(jìn)行設(shè)置，可按照如下公式計(jì)算得出：

T=N*(t1-t2)+t3

(1)

上述公式中T為澆筑物表面最高允許溫度數(shù)值；N為溫度應(yīng)力大?。籺1為澆筑物表面溫度與大氣溫差之間的差值；t2為澆注體的溫度變化速率；t3為拆模階段澆筑物表面的最高溫度數(shù)值。按照上述公式，計(jì)算得出施工過程中混凝土表面溫度的上限，在實(shí)際施工中，嚴(yán)格按照這一標(biāo)準(zhǔn)開展?jié)仓褪┕すぷ鳌?/p>

2.2 預(yù)冷拌和水與骨料、混凝土原料優(yōu)選

在明確溫度裂縫施工控制的溫控指標(biāo)后，針對(duì)大體積混凝土澆筑的材料進(jìn)行選擇。由于當(dāng)前大部分混凝土澆筑施工所使用的混凝土材料為商品級(jí)，而在對(duì)原材料進(jìn)行拌和時(shí)通常是在拌和站當(dāng)中完成的，因此確定其具體拌和流程如圖1所示。

圖1 預(yù)冷拌和水與骨料流程示意圖

按照?qǐng)D1所示的流程完成對(duì)混凝土的拌和，并在拌和后對(duì)材料性能進(jìn)行檢測(cè)，在進(jìn)行混凝土入模時(shí)應(yīng)當(dāng)將其溫度控制在12～15 ℃。

在完成對(duì)上述材料的拌和后，為了進(jìn)一步提高溫度裂縫施工控制效果，針對(duì)混凝土原材料進(jìn)行優(yōu)化選擇[4]。在對(duì)水泥材料選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際大體積混凝土澆筑施工情況和條件，選擇細(xì)度超過300，比表面積為320 m2/kg，氯離子含量為0.014%，堿含量為0.56%的水泥材料。在對(duì)粗骨料進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用顆粒級(jí)配在5～20范圍內(nèi)的碎石[5]。同時(shí)，材料的含泥量應(yīng)當(dāng)小于0.2%，泥塊含量為0%。在對(duì)細(xì)骨料進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇顆粒級(jí)為Ⅱ的細(xì)骨料，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)超過2.3，含泥量應(yīng)小于2%，表觀密度應(yīng)在2 500～2 550 kg/m3范圍內(nèi)，空隙率應(yīng)小于50%。圖2為粗骨料和細(xì)骨料對(duì)比圖在完成對(duì)上述原材料的選擇后，還需要對(duì)外加劑進(jìn)行選擇，可選用聚羧酸高性能減水劑作為外加劑，減水率應(yīng)當(dāng)在25%～30%范圍內(nèi)，壓力泌水率應(yīng)當(dāng)在50%～55%范圍內(nèi)[6]。除此之外，抗?jié)B混凝土還應(yīng)當(dāng)具備以下幾點(diǎn)要求：第一，添加的粉煤灰材料級(jí)別應(yīng)當(dāng)在2級(jí)以上，并且添加量不得超過20%。第二，針對(duì)水泥材料的用量應(yīng)當(dāng)將其控制在220 kg/m3以上。第三，若在進(jìn)行拌和的過程中含有包含活性成分的摻和原材料，則應(yīng)當(dāng)將水泥材料的用量控制在280 kg/m3以上。綜合上述論述，以標(biāo)號(hào)C40為例，設(shè)定水膠比0.35，砂率42%，容重2 430 kg。確定大體積混凝土澆筑過程中溫度裂縫施工的混凝土配合比見表1。

圖2 粗骨料和細(xì)骨料對(duì)比圖

表1 溫度裂縫施工中混凝土配合比

2.3 基于三摻技術(shù)的混凝土施工裂縫控制

在進(jìn)行對(duì)大體積混凝土的施工裂縫控制時(shí)，引入三摻技術(shù)，在完成對(duì)施工原材料的選擇后，應(yīng)用三摻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)其拌制，并將其應(yīng)用到對(duì)溫度裂縫的控制當(dāng)中。三摻技術(shù)是指將粉煤灰、膨脹劑以及混凝土外加劑綜合在一起，通過各個(gè)材料的性能相互配合，達(dá)到補(bǔ)償混凝土使用中收縮能力的效果，同時(shí)也能夠在極大程度上降低溫度裂縫施工控制的成本[7]。在應(yīng)用三摻技術(shù)時(shí)，第一步需要將水泥水化熱降低，并減小水化熱在頂點(diǎn)時(shí)的數(shù)值，進(jìn)而起到降低水化熱最高溫度的效果。第二步，將膨脹劑添加到混凝土材料當(dāng)中，并形成預(yù)壓應(yīng)力，利用其完成對(duì)混凝土中心溫度的降低處理，確保溫度裂縫控制效果。第三步，向材料當(dāng)中添加粉煤灰，用其填補(bǔ)澆筑時(shí)產(chǎn)生的孔隙結(jié)構(gòu)，從而提升澆注體的整體抗壓性能[8]。第四步，將選用的膨脹劑材料添加到混凝土施工材料當(dāng)中，并通過反應(yīng)生成鈣礬石，該結(jié)構(gòu)的毛細(xì)孔更小，因此能夠進(jìn)一步降低混凝土的空隙率，從而提高混凝土材料的防水性能。

3 工程應(yīng)用

為證明設(shè)計(jì)的施工技術(shù)可行，選擇某地區(qū)大型工程項(xiàng)目作為研究對(duì)象，開展如下文所示的實(shí)驗(yàn)。

此次所選實(shí)驗(yàn)對(duì)象的基礎(chǔ)工程為大體積混凝土澆筑工程，該項(xiàng)目位于長(zhǎng)春市保稅機(jī)場(chǎng)大路以南位置，建設(shè)項(xiàng)目總面積為25 478.9 m2，該項(xiàng)目的建筑層數(shù)為-1～+28層，其中A與B為該項(xiàng)目中的主體建筑，在進(jìn)行A與B建筑基礎(chǔ)工程中的混凝土澆筑施工時(shí)，兩個(gè)主體建筑的結(jié)構(gòu)形式均屬于鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁體。其中地下室結(jié)構(gòu)的防水板厚度約為450 mm。為確保工程的順利實(shí)施，施工前由實(shí)驗(yàn)參與方進(jìn)行該項(xiàng)目施工場(chǎng)地的綜合分析。項(xiàng)目施工地理位置圖見下圖3：

完成對(duì)項(xiàng)目基礎(chǔ)信息的獲取后，按照本文設(shè)計(jì)的內(nèi)容，進(jìn)行混凝土澆筑施工，施工時(shí)控制外界環(huán)境中的溫度因素。完成澆筑施工后，對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)養(yǎng)護(hù)14天內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫情況進(jìn)行觀察，統(tǒng)計(jì)觀察結(jié)果，將其作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，具體內(nèi)容見表2：

表2 混凝土澆筑施工后養(yǎng)護(hù)周期的裂縫觀察結(jié)果

通過上述表2所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在養(yǎng)護(hù)的14天內(nèi)，混凝土澆筑體上均沒有出現(xiàn)裂縫結(jié)構(gòu)。因此，通過上述實(shí)例應(yīng)用的方式進(jìn)一步證明，本次設(shè)計(jì)的澆筑及溫度裂縫控制技術(shù)在應(yīng)用到具體工程項(xiàng)目當(dāng)中可以起到降低混凝土孔隙率的效果，進(jìn)而提升澆筑成果質(zhì)量，有效解決了混凝土澆筑中的溫度裂縫問題。本文上述提出的控制技術(shù)除了針對(duì)大體積混凝土澆筑項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)對(duì)其裂縫的有效控制外，還可以應(yīng)用到其他混凝土施工項(xiàng)目當(dāng)中，促進(jìn)混凝土材料性能提升，并提升混凝土的應(yīng)用適應(yīng)性。

4 結(jié)束語

為提高混凝土澆筑施工質(zhì)量，開展了此次研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的方法在應(yīng)用中可以起到提升澆筑成果質(zhì)量的作用?？梢哉J(rèn)為此次研究的成果為此工程項(xiàng)目的后續(xù)施工打下了良好的基礎(chǔ)。但要保證該項(xiàng)目后續(xù)工作的順利實(shí)施，還應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目施工的實(shí)際需求，進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)路面100%硬化處理，施工現(xiàn)場(chǎng)兩工區(qū)內(nèi)的施工便道、材料堆場(chǎng)、鋼筋加工區(qū)等場(chǎng)地采用混凝土進(jìn)行硬化，日常由項(xiàng)目部灑水車每天進(jìn)行沖洗，在干燥性條件下進(jìn)行施工，應(yīng)增加地面沖洗頻次防止揚(yáng)塵。機(jī)械設(shè)備在場(chǎng)區(qū)道路行駛時(shí)，不可出現(xiàn)污染施工道路的問題，為后續(xù)工程的順利實(shí)施提供保障。