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大体积混凝土施工技术预防研究

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【摘要】随着社会经济的发展,人们对交通和建筑工程的要求越来越高。大体积混凝土以其自身的牢固性和耐用性成为桥梁和高层建筑的首要材料选择。但随之带来的施工技术应用和后续问题也不容忽视,尤其是裂缝问题。本文结合大体积混凝土施工技术的应用,就裂缝预防措施进行分析和探讨,并提出建议与方法。

【关键词】大体积混凝土; 施工技术; 预防措施; 裂缝控制

1大体积混凝土简述

通常情况下,大体积混凝土是指任何浇筑混凝土中断面最小尺寸大于1米或者一次浇筑量大于1000平方米的混凝土结构,大体积混凝土在施工过程中所浇筑的混凝土数量多、体积大、结构尺寸较大、可容纳钢筋数目较多。大体积混凝土还有密度大、强度高、抗震性能强,经济实用的优点。但是大体积混凝土在施工工程中由水化热所产生的温度问题和混凝土自身的一些列特点影响比较大,会更容易造成大体积混凝土中出现裂缝现象。这就要求,在施工工程中施工单位必须严加管理施工技术,以及采用预防措施来减少大体积混凝土产生裂缝问题,从而影响施工的进程和完善。

2大体积混凝土施工特性

大体积混凝土施工具有以下几个特点:①混凝土结构体量较大,因此浇筑混凝土完工后内外温度差相差很大;②大体积混凝土经常存在有效控制温度应力,应对变形裂缝等问题;③大体积混凝土工程结构比较厚,混凝土的数量较多,施工技术要求严格,施工的条件相对复杂,必须同时满足强度、温度以及整体性的要求。混凝土本身具有收缩特性,大体积混凝土的收缩性比其它小体积混凝土的收缩特性更明显。因此,由于热胀冷缩的原理很容易导致混凝土出现裂缝。在大体积混凝土的施工环境中,由于受到风、阳光等,以及昼夜温差的影响内外温差较大,温度应力就逐渐增大,会导致混凝土出现裂缝现象。

3大体积混凝土裂缝成因及类型分析

3.1裂缝成因分析

混凝土出现裂缝的原因有多种,整体来说包括材料、温度、拉力、环境以及人为因素等。①混凝土属于脆性的复合型材料,是由块状碎石、砂子以及泥浆和水组成的,本身就存在不可见的微观裂缝和可见的宏观裂缝。②水化过程会释放大量的热,整体结构就会受热膨胀,而在冷却硬化过程中又会收缩,两个过程相互影响作用,对混凝土结构产生破坏,最终导致裂缝的出现。水泥在水化过程中要释放出一定的热量,而大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3~5天。③混凝土结构抗拉强度和抗压强度之间存在差异性,抗压强度大于抗拉强度。在温度的影响作用下,混凝土内部和外部产生的张力和收缩力只能由混凝土结构自身承担,这也是造成裂缝的原因之一。④外界气温变化。大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降,会大大增加内外层混凝土温差,这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的;温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60~65℃,并且有较长的延续时间。⑤混凝土的收缩。混凝土中约20的水分是水泥硬化所必须的,而约80的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺(特别是养护条件)等。

3.2裂缝类型分析

根据大体积混凝土裂缝成因分析,总共有四类。①施工性裂缝。因混凝土模板使用不规范,在未完全固定的情况下过早拆除,导致裂缝出现。脱模剂质量不合理或脱模剂涂抹不均匀等。②收缩性裂缝。混凝土因配合比不当出现裂缝。③温度性裂缝。混凝土在水化和硬化过程中内部、外部温度差过大导致。混凝土浇筑后,由于体积过大、厚度过厚,内部散热不及时,而外部散热较快,在内外温差的作用下,产生的内外压力差在超过混凝土的抗压极限后,就产生裂缝。④沉降性裂缝。产生沉降性裂缝的主要原因是混凝土材料在浇捣过程中,泥浆材料上浮,块状材料下沉,在没有及时采取措施的情况下最终出现沉降性裂缝。

4大体积混凝土施工技术预防措施

4.1严把材料关 。大体积混凝土在施工过程中,混凝土的配合设计比要求是十分严格的,首先在选择大型混凝土的材料时要正确、合理。混凝土组合最重要部分之一的水泥选择必须合理。在施工过程中水泥的水化热程度对大型混凝土影响十分大,因此要选择水化热程度适于大体积混凝土的低热度原材料。粗骨料的选择尽量选择碎石,碎石强度较高,避免选择卵石。还需加入适量的辅料,如掺合料和外加剂,可提高混凝土的综合性能,节约水和水泥量,还可以缩减水化热和硬化产生的拉力。

4.2严格控制施工工艺。在大体积混凝土施工前,需要做一定的施工技术准备,确保施工中混凝土的质量。混凝土在搅拌过程中要注意选择搅拌方式,不同的方式产生的混凝土强度是不同的。混凝土在浇筑过程中采用合理的浇筑方式可减少甚至避免出现温差的影响,大体积混凝土应分层多次浇筑,等一层浇筑完工其内部温度释放完成后,再继续下层的浇筑,并且注意层间的接缝需要按照施工裂缝严格处理。在大体积混凝土浇筑时,要对混凝土进行搅拌,以保证混凝土的强度。在顶板的施工上,严格按照要求拆装模板。

4.3严格控制温度。温度控制的好坏直接决定着混凝土裂缝产生的与否。在混凝土浇筑和养护过程中要随时关注温度的变化,是否对混凝土硬化产生影响,并结合实际情况及时采取防范措施,以确保施工过程中不会因为混凝土的温度问题而导致差错。

4.4严格生产与运输。大体积混凝土的生产与运输也是施工技术必须要考虑的问题。在大体积混凝土的生产和运输过程中,相关部门必须按照大体积混凝土在施工中要求的规范性来生产,每一个步骤都要进行相关的检查和测试,从而确保混凝土的各项指标能够达到施工要求。在运输过程中,对于大体积混凝土应该采用特定的运输车进行运输,以防止混凝土由于遇见不同的水热情况而导致的搅拌不匀,风干等情况。为了防止混凝土出现离析情况还应该保持混凝土在运输过程中时刻搅拌。当大体积混凝土到达施工现场,如果无法满足施工要求,必须立刻停止施工,以防止造成工程质量问题。

4.4严格养护措施。由于大体积混凝土自身的存在的特点,所以在施工过程中必须加强对大体积混凝土的养护。例如:用塑料袋或麻袋将大体积混凝土覆盖在浇筑的混凝土上。在对大体积混凝土养护中,采取保温保湿养护。混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25℃,混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25℃。养护时间不应少于14d。工作人员还要不定时的对混凝土的湿度和温度等状态进行检查,已达到混凝土的质量保证。

5结束语

大体积混凝土的施工技术在建筑施工过程中起着十分重要的地位,所以,施工技术预防措施必须引起高度重视,要严格选择材料,按照施工要求和施工工序合理控制混凝土强度,有效控制温度,避免出现裂缝,影响工程质量。

参考文献:

[1]史广斌。大体积混凝土施工技术及应用。工程技术,2013,(34)

[2]桥梁工程大体积混凝土施工技术研究。新材料新装备,2014,(249)