陳佳潤
(福建江夏學院 福建福州 350108)
目前很多新型的建筑技術(shù)已經(jīng)在建筑工程中得到了廣泛應用,這些技術(shù)不僅保障了建筑施工的質(zhì)量,也推動了建筑行業(yè)的進一步發(fā)展。對于土木工程建筑施工而言,大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是必不可少的環(huán)節(jié),因此,需要合理控制施工流程,科學選擇施工技術(shù),降低裂縫出現(xiàn)的概率,有效保障施工質(zhì)量。
在土木工程建筑實際施工過程中,由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)具有面積大、施工費用高、工序結(jié)構(gòu)復雜等特點,因此,在施工過程中需注意以下三點事項:首先,注重混凝土原材料的配比比例,合理控制混凝土澆筑時間,因為混凝土澆筑的時間直接影響著后期裂縫;其次,科學實施養(yǎng)護工序?;炷翝仓堑谝徊?,及時養(yǎng)護是第二步,只有兩個環(huán)節(jié)都未出現(xiàn)問題,混凝土才不會出現(xiàn)裂縫;再次,由于混凝土澆筑會產(chǎn)生內(nèi)外溫差,在施工過程中,要嚴格按照規(guī)范標準進行澆筑,以防混凝土出現(xiàn)裂縫,影響建筑質(zhì)量[1]。
土木工程建筑建設中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工是不可或缺的環(huán)節(jié)之一,其施工質(zhì)量與整個土木工程建筑的質(zhì)量息息相關。由于土木工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)容易受外部環(huán)境的影響而引發(fā)裂縫問題,尤其是潮濕的環(huán)境會加快其裂縫的出現(xiàn),影響建筑的質(zhì)量和安全,嚴重的還會對人們的生命造成威脅。因此,大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工只有選用科學的技術(shù),并掌握技術(shù)要點,這樣才能從根本上保障建筑施工的質(zhì)量,推動城市和建筑行業(yè)的進一步發(fā)展[2]。
大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的特點主要包括以下兩個方面:①大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的面積和澆筑量都比較大,混凝土在澆筑過程中會與水發(fā)生反應而釋放熱量,這便是水化熱,水化熱會讓混凝土內(nèi)部和外部形成溫度差,如果混凝土內(nèi)部的水化熱溫度超出標準范圍,就會導致混凝土出現(xiàn)收縮裂縫。如果外界的溫度和水化熱產(chǎn)生溫度值偏差過大,所引起的裂縫問題也會隨之增加。所以,水化熱所釋放的熱量問題應引起技術(shù)人員的重視;②在進行土木工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工時,要尤其重視混凝土澆筑環(huán)節(jié),需不間斷的完成所有澆筑工序,因為,如果期間間斷澆筑,便會引發(fā)后期裂縫問題。同時,科學選用施工材料,嚴格按照標準調(diào)配混凝土比例,進而降低澆筑過程中產(chǎn)生的水化熱問題[3]。
水泥在混凝土原材料中占據(jù)著非常重要的地位,水泥質(zhì)量與混凝土質(zhì)量是相互相承的,但由于水泥的型號各式各樣,每種型號的水泥都有其各自特性和使用性能,不同型號的水泥自縮能力也千差萬別,有的水泥自縮值偏大,如早強水泥、鋁酸鹽水、泥廢渣水泥等,有的水泥自縮值偏小,如中熱水泥、低熱水泥等。此外,水泥的細度也與自縮速度有很大關系,即細度越細,自縮速度越快。
在混凝土的配制過程中,通常會在水泥中添加廢渣,而廢渣的添加量越多,自縮值也會隨之變大。尤其是廢渣中含有硅灰時,混凝土的自縮值也會增大。另外,自縮值有也減小的情況,即向水泥中添加煤灰,煤灰添加越多,自縮值減少越快。由此可見,不同的摻和物對混凝土的自縮值會產(chǎn)生不同的影響。
外加劑因素主要有減水劑、膨脹劑等,減水劑可以有效增加混凝土的流動性,減水劑性能越高,自縮值就越小,是因為減水劑能降低混凝土表面毛細水的張力,張力減小,自縮值自然也會降低。而膨脹劑尤其是氧化鈣型的膨脹劑能極大降低混凝土的自縮值。
一般情況下,水泥的自縮值大小與溫度變化存在一定的聯(lián)系,當溫度發(fā)生變化,其也會隨之變化。尤其是溫度處于16℃~41℃之間時,混凝土的自縮值和自縮速度都會發(fā)生較大的變化。當減少水灰的比值時,也會增大混凝土的自縮值和自縮速度。另外,在完成混凝土澆筑后,如果沒有及時養(yǎng)護,在外部環(huán)境的影響下也會產(chǎn)生不同程度的自縮。還有就是混凝土中骨料的含量也會影響自縮,而骨料的類型不同,自縮程度也各異,但它們都有一個同理,即骨料含量越高,混凝土的自縮值就越小。
混凝土在澆筑后的8d左右,水泥會因水化熱過程會釋放大量的熱量,通過實踐發(fā)現(xiàn),平均每克水泥釋放的熱量大約在600J左右,如果混凝土需380kg/m3的水泥,那么混凝土釋放的熱量高達18500kJ作用,對于大體積混凝土而言,由于結(jié)構(gòu)厚、截面尺寸大,熱量就會不易擴散,致使混凝土內(nèi)部和外部產(chǎn)生溫度梯度,在混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生壓應力,外部產(chǎn)生拉應力,當混凝土的抗拉強度小于外部拉應力時,就會引發(fā)混凝土裂縫問題。
土木工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)在進行澆筑施工時,澆筑溫度容易受外部環(huán)境的影響,如果外界溫度波動值較大,就會使混凝土內(nèi)部和外部產(chǎn)生溫差階梯,形成溫度應力,導致混凝土出現(xiàn)裂縫??梢哉f,溫差是造成混凝土出現(xiàn)裂縫問題主要因素。
水泥硬化是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié),水泥在硬化過程中需要大約30%的水分,正常情況下,剩余的水分就會被蒸發(fā)掉,如果水分蒸發(fā)過程出現(xiàn)異常情況,就會產(chǎn)生自縮值,引起混凝土收縮,混凝土的收縮程度與自縮值存在很大的聯(lián)系。而導致混凝土產(chǎn)生自縮值的主要原因是材料,如在使用后期,由廢渣制成的混凝土自縮值會增大,在使用早期,由細材料制成的混凝土的自縮值較大。此外,還有大體積混凝土材料中礦物摻和比例、外加劑,如減水劑和膨脹劑,水灰的比例、骨料的類型及含量都會對混凝土的自縮產(chǎn)生影響。
在進行大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工時,由于其面積大、結(jié)構(gòu)重,而澆筑又需要連續(xù)整體澆筑,此時,地基會對混凝土形成一股外部約束力,進而引發(fā)混凝土裂縫問題。同樣,約束力還有來自混凝土內(nèi)部,即溫度應力產(chǎn)生的約束力,使混凝土出現(xiàn)裂縫。
科學使用施工技術(shù)包括以下三個方面:①合理控制水泥用量。由于水泥是混凝土重要的原材料,但其由于會產(chǎn)生水化熱現(xiàn)象而釋放大量的熱量,導致混凝土內(nèi)外部出現(xiàn)溫差值引發(fā)裂縫,因此,為了減少水泥水化熱放出的熱量,合理控制水泥用量是關鍵。除此之外,還可以根據(jù)實際情
況選擇攪拌技術(shù),充分攪拌混凝土,使其內(nèi)部熱量散發(fā)出來。②合理控制建筑溫度。由于氣溫對混凝土澆筑的溫度影響較大,澆筑溫度的波動會直接影響混凝土的溫度應力。大體積混凝土澆筑應盡量避免在高溫天氣施工,如切實需要在高溫天氣進行澆筑,那么一定要做好原材料的降溫措施,將澆筑溫度合理控制在規(guī)定范圍內(nèi)。③針對特殊情況進行強制降溫,這種方式主要是對埋在混凝土內(nèi)部的水管所采取的降溫措施。
要想提高混凝土的抗裂性能,需要從以下四個方面入手:①科學加入添加劑。在混凝土原料中增加添加劑是控制其自縮值的有效方式之一,目前常用的添加劑有減水劑和膨脹劑,需注意的是,添加劑的摻加需要嚴格按照混凝土外加劑的規(guī)范標準進行,這樣才能確保自縮值在規(guī)定范圍內(nèi),增強其抗裂性;②與時俱進,關注新型混凝土材料。目前新型混凝土材料主要有活性微?;炷痢⒗w維增強混凝土、輕質(zhì)混凝土等,這些新型混凝土都具有抗拉強度高、抗裂性能好的優(yōu)勢;③注重添加配筋合理性。合理添加配筋也是提升混凝土抗裂性能的有效途徑之一;④注重混凝土原材料的調(diào)配比例??茖W配比混凝土原材料是提升其抗裂性的前提和基礎。因此,在進行大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工前,技術(shù)人員應該嚴格按照規(guī)定的比例進行原材料配比,如有條件可以先提前實驗,準確計算各種原料的比例。這樣才能保證混凝土的強度達到施工要求。此外,還需重視混凝土的攪拌工作,均勻攪拌,防止出現(xiàn)離析問題。
減少約束力主要包括兩個方面:即減少內(nèi)部約束力和減少外部約束力。首先,內(nèi)部約束力的減少方法。溫度應力是大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)部約束力的主要原因,溫度應力會隨著內(nèi)部約束力的增加而增大。而產(chǎn)生溫度應力的原因是混凝土內(nèi)外部溫差形成的。所有減少內(nèi)部約束力的有效方式是要合理控制混凝土內(nèi)部溫度,盡量縮小與外部溫差值?;炷羶?nèi)部溫度的控制可以通過采用覆蓋、暖棚等保溫方式。其次,外部約束力的減少方法。在進行大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工時,由于其面積大、結(jié)構(gòu)重,而澆筑又需要連續(xù)整體澆筑,此時,地基會對混凝土形成一股外部約束力,進而引發(fā)混凝土裂縫問題。因此,減少地基對混凝土的約束力是降低外部約束力的解決之道。目前,主要是通過在大體積混凝土與地基接觸面之間設置滑動層,以此減少外部約束力,使混凝土免受裂縫的損壞。
總而言之,土木工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)具有一定的復雜性,其中涉及到很多的施工細節(jié)。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工是土木工程必不可少的環(huán)節(jié),二者在質(zhì)量方面的作用是相互相承的。因此,只有大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量得到了保障,才能提高土木工程建筑的整體質(zhì)量,這就需要科學、有效解決大體積混凝土施工過程中出現(xiàn)的所有問題,為保障土木工程建筑質(zhì)量奠定堅實的基礎。