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大体积混凝土施工质量通病的防治

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  摘    要:近几年,我国面临大量的工程建设。在施工过程中,工程技术人员逐渐优化各类原材料、施工技术和施工方法,使建筑材料更加简单易取,施工技术更加成熟,施工方法更加简单方便。其中大体积混凝土施工技术在我国已日臻成熟,形成了一整套自己的施工理念和施工方法。本文结合笔者多年施工管理经验,重点介绍水运工程中大体积混凝土施工几种常见的质量通病及防治措施,望为今后工作提供借鉴作用。
  关键词:大体积混凝土;质量通病;防治措施;应用
  1  引言
  大体积混凝土在工程建设过程中应用广泛,主要特点就是成型快、结构厚实、体积大,使其承受荷载大,但也存在水泥水化热大、内部受力相对复杂,结构整体性要求高(一般要求整体浇筑,不允许留设施工缝)等问题,导致在工程实践中,大体积混凝土存在其特有的质量通病,就需要有其完善的防治措施,保证工程的整体结构安全。
  2  大體积混凝土定义
  根据相关资料,大体积混凝土定义为:预计因胶凝材料水化热等因素引起混凝土温度变化导致裂缝,或结构断面最小尺寸等于或大于1m的混凝土。
  3  大体积混凝土应用
  随着科学技术和生产的发展,大型市政工程、高层建筑物、水工建筑物的需求日益扩大,大体积混凝土的应用也越来越多。大体积混凝土在现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等,而且一般在水工建筑物里引用较多,类似混凝土重力坝、护岸、码头、防波堤等。
  4  大体积混凝土质量通病及防治措施
  大体积混凝土施工质量通病主要存在以下几点:
  (1)冷缝。大体积混凝土的混凝土浇筑量大,在分层浇筑过程中,下层混凝土达到初凝、混凝土供应量不足或遇到停水、停电及其它恶劣天气等因素的影响,致混凝土不能连续浇筑而出现冷缝。
  防治措施:处理好预控预判工作,严格控制分层浇筑时间,时刻关注混凝土凝固情况,在下层混凝土达到初凝之前进行浇筑,保证料源,合理安排施工现场人机、设备,需制定遇停水、停电及其它恶劣天气等应急处理方案,保证砼浇筑的连续性。
  (2)泌水。上、下浇筑层施工间隔时间较长,产生泌水层,导致混凝土强度降低、脱皮等不良后果。
  防治措施:大体积混凝土浇筑时泌水较多,上涌的泌水和浮浆顺混凝土斜面下流到低洼处,施工过程中应及时将其清除。适当减少混凝土的坍落度,做好分层减水工作。
  (3)混凝土表面水泥浆过厚。因大体积混凝土的浇筑量大,多需分层浇筑,且多数是用泵送,需振捣的面积大,在施工过程中,在混凝土表面的水泥浆会产生过厚现象。
  防治措施:待混凝土浇至施工控制标高时,由于大体积混凝土浇筑时间长及振捣区域大导致表面浮浆较厚,应予以清除,清除后需抹平,防止表面微小裂缝产生,宜采用二次振捣、二次抹面的施工工艺,可有效的控制混凝土表面龟裂。
  (4)裂缝。混凝土在固化过程中释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此而产生的温度和收缩应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素,从而影响构件的整体性、防水性和耐水性,成为结构的隐患。
  防治措施:裂缝主要是由温差和收缩引起,所以为了防止裂缝的产生,就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩,具体措施如下。
  4.1  混凝土原材料质量控制
  合理选择原材料、优化混凝土配合比。按照混凝土设计强度要求合理选择原材料、优化混凝土配合比使混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小。
  大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点:
  (1)大体积混凝土宜采用低水化热、高强度水泥,以降低水泥水化热,提高混凝土的抗裂能力。例如,矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥或中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥尽量选用低热水泥、低热矿渣硅酸盐水泥,不宜使用早强水泥。以减少水化热。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。
  (2)掺用混合材料以减少用水量、节约水泥,降低混凝土的绝热温升,提高混凝土的抗裂能力; 掺用引气剂提高混凝土的抗冻性能,减水剂减缓水化热的发生速率和用水量,进而减少水泥用量;
  (3)宜掺入适量的粉煤灰,主要作用:① 延长混凝土的凝结时间,延缓混凝土水化放热时间,缓解因水泥水化集中放热而大幅升温导致内外温差过大;② 增加早期砼塑性,减少收缩裂缝的产生;③ 降低水泥用量,从而降低混凝土中水泥的水化热,提高混凝土的抗裂性能;④可改善混凝土的和易性,提高混凝土的施工操作性能;⑤ 促进后期强度增长幅度,提高混凝土的密实性和耐久性,降低温度裂缝发生几率。
  (4)选择级配良好的骨料。大体积混凝土中细骨料宜选用中粗砂,且应特别控制砂的含泥量,泥块含量。含泥量增大,不仅降低混凝土的强度,更使混凝土收缩随之增大,易产生裂缝。对于粗骨料,首先应控制其含泥量和石粉含量,控制骨料的碱活性物质含量减少混凝土碱骨料反应引起的裂缝。也可以在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为20kg~30kg大块石。掺加大块石可以减少混凝土总用量,降低水化热,而且石块本身也吸收了热量,进一步降低水化热能,对裂缝控制有一定好处。
  4.2  混凝土拌制及运输控制
  根据现场检测的原材料含水率,调整实际的现场施工配合比。实时对原材料含水率、混凝土含气量及坍落度进行测量,如混凝土出现离析,必须进行2次搅拌。
  4.3  混凝土的振捣及抹面
  混凝土浇筑过程中按要求均匀、连续、分层施工,浇筑混凝土时应,应依次按顺序施工。在抹面时,宜先用木抹子拍实搓匀后用铁抹子按一定的时间间隔多次压抹,以防止表面因不均匀密实和失水而出现过早干缩和不均匀干缩。
  4.4  混凝土养护
  混凝土浇注完毕后应及时养护,养护时间不宜少于14d。养护宜采取覆盖、蓄水、洒水、喷雾和涂刷养护剂等措施,其他还应符合JTS 202—1—2010《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》要求进行养护。大体积混凝土的早期养护措施对其抗裂性能影响显著,在混凝土浇注完后及时有效的养护措施在施工中应引起重视。
  5  总结
  目前,大体积混凝土质量通病及防治措施经过施工并不断总结,施工技术较为成熟。在实际操作中,我们要严格控制每道工序,熟悉各项规范及操作流程,加强现场管理,有效避免大体积混凝土质量通病的发生。
  参考文献:
  [1]  GB 50496—2009.大体积混凝土施工规范[S].
  [2]  JTS 202—1—2010.水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程[S].
  [3]  JTS 202—2011.水运工程混凝土施工规范[S].
  [4] 郭杏林.混凝土工程施工细节详解[M].机械工业出版社.2007(2)
  [5] 林远渭.大体积混凝土施工中的裂纹控制探析[J].建材与装饰,2018(41):21~22.
  [6] 马涛.建筑大体积混凝土施工的裂缝控制方法探究[J].山东工业技术,2019(1):106.
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