李彥斌+丁妍
摘 要:大體積砼是建筑施工的最基本元素,出現(xiàn)裂縫等問題是十分重要的,本文就大體積砼的特點和施工情況進行分析。
關(guān)鍵詞:大體積砼;開裂;施工技術(shù);控制
一、概念
砼: 預(yù)拌混凝土在一定的時間內(nèi)呈流塑狀態(tài),澆注入模,搗實固化后可以制成各種形狀和大小的構(gòu)筑物或構(gòu)件,其成型后一段時間里水泥與水發(fā)生水化反應(yīng),使混凝土硬化,硬化后的混凝土具有一般石料的性質(zhì),所以混凝土也叫砼,人工石的意思。
對于大體積砼,不是由其絕對截面尺寸的大小決定的,而是由是否會產(chǎn)生水化熱引起的溫度收縮應(yīng)力來定性的,但水化熱的大小又與截面尺寸有關(guān)。
二、大體積砼的特點和產(chǎn)生裂縫的原因
1.特點
①大體積砼的強度級別高,水泥用量大
②體積變化容易受約束會產(chǎn)生拉應(yīng)力
③砼是脆性材料,抗壓能力較高,抗拉能力較低。
2. 產(chǎn)生裂縫的原因
①在大體積砼澆筑的施工階段中,內(nèi)部溫度大大高于外部,形成巨大的溫差,造成內(nèi)漲外縮,使構(gòu)件表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力所以導(dǎo)致開裂。
②大體積砼的體積變化會受約束,即外約束和內(nèi)約束。外約束一般是指基礎(chǔ)或其他外界因素對結(jié)構(gòu)物的約束,水泥水化的后期,散發(fā)熱量大于放熱量,構(gòu)件溫度降低,體積也會跟著收縮,受邊界條件約束,從而產(chǎn)生拉應(yīng)力。內(nèi)約束則由于內(nèi)部水泥水化熱不容易散發(fā),表面比較容易散發(fā),使得內(nèi)部體積膨脹,而表面易于散發(fā),內(nèi)部體積膨脹,表面體積就收縮,產(chǎn)生拉應(yīng)力,造成表面裂縫。
③大體積砼因溫度變形受約束時就會產(chǎn)生拉應(yīng)變(或拉應(yīng)力)很容易超過極限拉伸(或抗拉強度)而產(chǎn)生裂縫。
三、避免大體積砼產(chǎn)生裂縫的施工方法
為了避免大體積砼的內(nèi)外溫差問題,以及產(chǎn)生的裂縫,我們必須采取最科學(xué)的施工方法,具體做法如下:
1.優(yōu)化大體積砼的攪拌
在一般的大體積砼的攪拌過程中,濕潤的石子表面和水分會充分的接觸,在砼逐漸成形或靜置的過程當(dāng)中,水就會向石子和水泥砂漿的界面集中,最后再石子的表面形成一層水膜層。當(dāng)砼硬化后,存在的水膜層就會造成界面的過度層形成疏松多孔化,也就降低了硬化水泥砂漿與石子之間的粘接性,從而成為砼結(jié)構(gòu)中最最薄弱的環(huán)節(jié),對砼的抗壓力和其他物理學(xué)性也造成了不良的影響。如果改進大體積砼的攪拌方式,就能有效的提高砼的極限拉伸力,從而避免砼結(jié)構(gòu)的收縮。
2. 分塊澆筑法
在施工過程中采取分塊澆筑法可以盡量避免大體積砼的內(nèi)外溫差問題。分塊澆筑法包含水平分段澆筑和豎向分層澆筑兩種方式,其中分層澆筑又包含全面分層、分段分層和斜面分層三種方式。在施工項目竣工時間充足且允許的情況下,可以使用分層多次澆筑法,采取薄層澆筑技術(shù),充分散發(fā)砼內(nèi)的水化熱。而在施工的過程中,就要注意每道程序的間歇時間,如果間歇時間太長,就會影響竣工的時間,同時也會使原來的砼對新澆筑砼產(chǎn)生約束力,進而會在上下層的砼結(jié)合面產(chǎn)生不容易看見的裂縫;如果間歇時間太短,也可能造成上層砼的沉降問題,從而更提高砼裂縫的可能性。
3.二次振搗技術(shù)
二次振搗技術(shù),對提高砼的抗裂性具有很重要的作用,對完成澆筑但還沒凝固的砼進行二次振搗工作,就會有效的避免砼由于水平鋼筋下部產(chǎn)生的水分和空隙等,從而提高鋼筋和砼之間的凝聚力,有效的防止裂縫的產(chǎn)生。
4.砼運輸
砼的運輸能力應(yīng)該滿足施工需要,使?jié)仓ぷ鞑婚g斷,保持均勻性,不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。否則,要對砼拌合物進行二次快速攪拌。嚴(yán)禁在運輸過程中向砼拌合物加水。
四、大體積砼的施工工藝
為了錯開拌合物內(nèi)各層的水化時刻,分散混凝土的放熱峰值,就要分塊分層澆筑混凝土。一般情況下在第一層混凝土還沒開始凝固時就澆注上一層。振搗上一層的時候,為了消除兩層之間的縫隙,建議振動棒插入下一層50-100MM,且振搗的時間不宜過長,從而防止石子下沉而造成混凝土結(jié)構(gòu)的不均勻。當(dāng)澆注完畢在混凝土初凝之前,要粗抹面一次,是混凝土接近終凝時,應(yīng)用木模第二次抹光,從而消除混凝土表面的龜裂裂紋。另外還要采取措施控制澆注溫度,必要時可以預(yù)埋冷卻水管,用循環(huán)水進行人工導(dǎo)熱,從而降低混凝土的內(nèi)部溫度。五、提高大體積砼施工質(zhì)量的途徑
1.加強對溫度的控制
① 為了控制由溫差導(dǎo)致的裂縫,澆灌工作就要選擇在一天氣溫最低的時間進行,并優(yōu)先選擇水化熱較低的水泥,確保大體積砼強度等級的前提下進行澆灌。
② 注意控制砼入模的溫度,必要時可以采取加冰塊來冷卻材料。
2.提高對原材料的控制
加強石子中最大粒徑及其粗細的集料級配,為了確保砼的緊密填充,如果石子的粒徑過大,那砂漿的收縮度就會大于砼的收縮度,拆模后就很有可能在鋼筋下方造成裂縫。另外砂石料的含泥量也要嚴(yán)格控制,如果超過規(guī)定,就會降低大體積砼的抗拉力并增加砼的收縮力,從而產(chǎn)生裂縫,影響工程質(zhì)量。
水泥的選擇也很重要,不同品牌、類型的水泥配置出的砼性能也不完全相同,所以要嚴(yán)格控制選材和配合比,減少水泥和水的用量。
3.適當(dāng)?shù)恼{(diào)整鋼筋配置
通過調(diào)整鋼筋的配置,可以增設(shè)溫度的傳遞分布筋,從而將大體積砼內(nèi)部的熱量及時傳遞出來,防止內(nèi)部熱量增高。在鋼筋的配置設(shè)計上,一般采用配筋率不改變的前提下,上下皮配筋錯位的分布方式,使鋼筋的直徑減小,鋼筋之間的間距縮短,從而減少了砼的收縮程度,上下搭接的方式使中間的熱量迅速散發(fā)出去,減少裂縫發(fā)生的幾率。
4. 通過在澆筑混凝土的模具內(nèi)敷設(shè)一定數(shù)量的細鋼管為導(dǎo)管,在施工澆筑時及養(yǎng)護期作為散熱管道,在導(dǎo)管中循環(huán)冷水,帶走大量的水化熱,是一種很好的降溫措施。
5.注重養(yǎng)護工作
嚴(yán)格控制砼的溫度,避免出現(xiàn)大溫差導(dǎo)致裂縫是對砼結(jié)構(gòu)完工后的最重要的養(yǎng)護。對于大面積的底板面來說,一般采用先一層塑料薄膜后二層草包做保溫保濕養(yǎng)護。選擇合適的施工時間,避開炎熱氣候和太陽的暴曬。養(yǎng)護方面必須根據(jù)混凝土的內(nèi)表溫差和降溫速率,及時調(diào)整養(yǎng)護措施,盡可能的多一些時間來養(yǎng)護,必要時可派幾個人專門進行養(yǎng)護工作,做到輪班值守。拆模后應(yīng)立即回土或在覆蓋保護,同時要預(yù)防氣溫和冷空氣的影響,控制內(nèi)表溫差,防止混凝土早期和中期的裂縫。養(yǎng)護工作不能怠慢,必要時可將養(yǎng)護周期延長至15天左右。
總之,大體積砼的施工技術(shù)比較復(fù)雜,為了保證大體積砼的質(zhì)量,和避免裂縫的產(chǎn)生,從設(shè)計到選材,從運輸?shù)绞┕ひ约笆┕さ沫h(huán)境、氣候溫度、人員配合等多方面的因素都是值得我們?nèi)プ⒁夂透倪M。endprint