大體積混凝土施工技術

大體積混凝土施工技術

新型混凝土材料與材料隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國的建筑業(yè)也取得了輝煌的成就。其中,混凝土結構設計理論與設計已經(jīng)處于世界領先的水平。同時,也開發(fā)出了一批新型建筑材料,出現(xiàn)了一大批的高層、超高層工業(yè)或民用建筑。因此,大體積混凝土也越來越多的被應用到各種各樣的實際工程之中。一、大體積混凝土施工技術特點大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1m以上,施工時必須采取相應的技術措施妥善處理水化熱引起的混凝土內(nèi)外溫度差,合理解決溫度應力并控制裂縫開展的混凝土結構。其施工特點是:整體性要求比較高,要求連續(xù)澆筑;結構的體量較大,澆筑混凝土后形成較大的內(nèi)外溫差和溫度應力。大體積混凝土工程結構較厚,體形較大、鋼筋較密,混凝土數(shù)量較多,施工條件較為復雜,施工技術要求高,必須同時滿足強度、剛度、整體性和耐久性要求。另外,還存在如何控制和防止溫度應力,變形裂縫產(chǎn)生等問題。隨著大體積混凝土施工技術不斷地提高,高質(zhì)量的施工技術也成為社會發(fā)展的必然要求。隨著生產(chǎn)技術和生產(chǎn)力的不斷提高,建設領域的逐漸擴大,大體積混凝土逐漸應用于大型鋼筋混凝土結構。但是,由于混凝土內(nèi)部蓄熱量大,溫度應力增大,使得混凝土裂縫的控制問題成為設計及施工中的一個急需解決的重大問題。二、混凝土裂縫的形成裂縫是指固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象,在學術上屬于結構材料強度理論范疇,是一種人們可以接受的材料特征。建筑結構的裂縫是不可避免的,如對建筑物抗裂要求過高,必將付出巨大的代價,科學的研究是將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)。因此,建筑物的裂縫控制是指將裂縫的預測、預防和處理工作。根據(jù)有關資料,混凝土早期裂縫80%左右由施工因素造成的,15%左右因混凝土材料方面的原因造成,5%左右因設計不當造成。按照日本混凝土工程協(xié)會編寫的《混凝土工程裂縫調(diào)查及補強加固技術規(guī)程》,混凝土裂縫的產(chǎn)生主要與材料、施工、設計、使用環(huán)境等有關。因此,混凝土產(chǎn)生裂縫原因主要有以下幾點:(一)混凝土結構的徐變(1)混凝土的體積穩(wěn)定性混凝土的體積穩(wěn)定性是指混凝土在抵抗物理、化學作用下產(chǎn)生變形的能力。體積穩(wěn)定性不好致使混凝土的抗?jié)B性性能降低,溶液性的物質(zhì)滲透到混凝土中,造成混凝土的耐久性能下降。(2)混凝土的收縮收縮是混凝土本身所固有的一種重要特性。在沒有負載的情況下,混凝土的開裂往往由于收縮變形而導致。(3)混凝土的徐變在任意荷載作用下,混凝土結構除了發(fā)生彈性變形外,還產(chǎn)生一種隨時間緩慢增加的非彈性變形,稱為“徐變變形”。徐變能降低大體積混凝土結構的溫度應力,減少收縮裂縫,但結構的徐變也有不利的一面,比如徐變會不斷加大結構的變形。在預應力混凝土結構中,徐變會還會引起預應力的損失等,所以應綜合考慮徐變的影響。(4)混凝土所用材料的影響(1)水泥和水混凝土結構開裂主要是由于本身收縮受到約束而產(chǎn)生的拉應力超過其抗拉強度?；炷廉a(chǎn)生的收縮值及強度值因水泥種類、水泥用量拌制不同而不同。水泥的細度問題是需要我們特別關注的,水泥的細度越細,混凝土越容易開裂。(2)砂、石骨料混凝土骨料的含泥量越高越容易開裂。這是由于骨料表面所帶的泥份妨礙了骨料與水泥漿之間的咬合粘結,弱化了界面結構,因而降低了混凝土的抗拉強度。(3)外加劑和摻合料試驗表明摻化學外加劑的混凝土干縮值較大。使用一般化學外加劑比使用促凝性AE減水劑的干縮值低?；炷恋某跗诟煽s值在使用外加劑的情況下較大,不摻外加劑比使用促凝性AE減水劑混凝土的干縮值低?；炷翐郊优蛎泟r養(yǎng)護的要求更高。在早期養(yǎng)護不好時,膨脹混凝土更容易發(fā)生裂縫。(二)結構的約束與約束在實際工程中,可以通過理論計算來控制裂縫;通常采用構造設計來對變形作用引起的裂縫加以控制。結構計算時,要先假定結構物的受力體系有關參數(shù),而常規(guī)的計算模型與很多結構物的實際工作狀態(tài)與有一定的差別,使得內(nèi)力計算的結果與實際結果相差很大,這些未考慮到的可能內(nèi)力一般會引起結構裂縫。對于約束條件的影響。結構在變形變化時,會受到一定的抑制而阻礙其自由變形,該抑制即稱為“約束”。結構內(nèi)部各質(zhì)點之間的約束稱為“內(nèi)約束”,不同結構之間的約束稱為“外約束”。三、混凝土大體積施工技術的應用大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是由多種原因造成的,其主要原因是溫度應力引起的應變造成的。要想避免大體積混凝土的質(zhì)量問題也應進行綜合治理。(一)大體積混凝土施工縫的設置原則(1)大體積混凝土基礎的工程設計除應滿足設計規(guī)范及生產(chǎn)工藝的要求外,宜符合下列要求:(1)混凝土設計強度等級宜在C25—C40的范圍內(nèi);(2)配置承受溫度應力及控制溫度裂縫開展的構造鋼筋;(3)當大體積混凝土置于巖石類地基上時,宜在混凝土墊層上設置滑動層;(4)設計中應盡可能減少大體積混凝土外部約束;(5)設計單位提出溫度場和應變的相關測試要求;(6)大塊式基礎及其他筏式、箱體基礎不宜設置永久變形縫及豎向施工縫;(7)大體積混凝土應根據(jù)混凝土澆筑過程中溫度裂縫控制的要求設置水平施工縫。(2)大體積混凝土工程施工前,應驗算澆筑體的溫度、溫度應力及收縮應力,確定施工階段升溫峰值,內(nèi)外溫差及降溫速率的控制指標,制定溫控的技術措施。一般情況下,混凝土入模溫度絕熱溫升值最大值不超過45℃,內(nèi)外溫差不超過30℃,降溫速率為2.0℃/d。(3)大體積混凝土施工前,應掌握近期氣象情況(如高溫、寒潮等)。在冬期施工時,應制定相應措施。(4)大體積混凝土模板宜采用鋼模板、木模板或鋼木混合模板。(二)確定層間開發(fā)縫和施工縫(1)混凝土的澆筑方法可采用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑,不得隨意留施工縫,并符合下列規(guī)定:(1)混凝土的攤鋪厚度應根據(jù)所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定。當采用泵送混凝土時,混凝土的攤鋪厚度不宜大于600mm。當采用非泵送混凝土時,混凝土的攤鋪厚度不宜大于400mm。(2)分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑,其層間的間隔時間應盡量縮短,必須在前層混凝土初凝之前,將其次層混凝土澆筑完畢。層間最長的時間間隔應不大于混凝土的初凝時間?；炷恋某跄龝r間應通過試驗確定。當層間間隔時間超過混凝土的初凝時間時,層面應按施工縫處理。對于工程量較大、澆筑面積也大、一次連續(xù)澆筑層厚度不大(一般不超過3m),且澆筑能力不足時的混凝土工程,宜采用推移式連續(xù)澆筑法。(2)大體積混凝土施工采取分層澆筑混凝土時,水平施工縫的處理應符合下列規(guī)定:(1)清除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝土層及松動的石子,并均勻的露出粗骨料。(2)在上層混凝土澆筑前,應用壓力水沖洗混凝土表面的污物,充分濕潤,但不得有積水。(3)對非泵送及低流動度混凝土,在澆筑上層混凝土時,應采取接漿措施。(3)混凝土的拌制、運輸必須滿足連續(xù)澆筑施工以及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求,并應符合下列規(guī)定:(1)當炎熱季節(jié)澆筑大體積混凝土時,混凝土攪拌場(站)宜對砂、石骨料采取遮陽或降溫措施。(2)當采用自備攪拌站時,攪拌站應盡量靠近混凝土澆筑地點,以縮短水平運輸距離。(3)當采用泵送混凝土施工時,混凝土的運輸宜采用混凝土攪拌運輸車。混凝土攪拌運輸車的數(shù)量應滿足混凝土連續(xù)澆筑的要求。(4)在混凝土澆筑過程中,應及時清除混凝土表面的泌水。在大體積混凝土澆筑過程中,由于混凝土表面泌水現(xiàn)象普遍存在,為保證混凝土的澆筑質(zhì)量,要及時清除混凝土表面泌水。因為泵送混凝土的水灰比一般比較大,泌水現(xiàn)象也比較嚴重,不及時清除,將會降低結構的混凝土質(zhì)量。(三)保溫養(yǎng)護要求(1)在每次混凝土澆筑完畢后,應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養(yǎng)護,并應符合下列規(guī)定:(1)保溫養(yǎng)護措施,應使混凝上澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度滿足溫控指標的要求。(2)保溫養(yǎng)護的持續(xù)時間,應根據(jù)溫度應力加以控制、確定,但不得少于巧天。保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行。(3)保溫養(yǎng)護過