高博
摘要:近年來(lái),隨著建筑高度越來(lái)越高,高層建筑底板厚度越來(lái)越厚,大體積混凝土底板由于應(yīng)力產(chǎn)生裂縫在工程實(shí)踐中屢見(jiàn)不鮮,所以加強(qiáng)大體積混凝土的質(zhì)量控制尤為重要,本文將從原材料、溫度、養(yǎng)護(hù)等方面談?wù)劥篌w積混凝土澆筑的質(zhì)量控制要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;質(zhì)量;控制
如今大型現(xiàn)代化工業(yè)廠房的重型設(shè)備基礎(chǔ)、高層建筑、大型橋梁等越來(lái)越多,大體積混凝土在建筑工程中被廣泛的應(yīng)用,由于其一次性澆筑量大,工程條件復(fù)雜,極易產(chǎn)生溫度裂縫影響混凝土的耐久性,一般在大體積澆筑過(guò)程中都要通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)來(lái)控制溫度裂縫的產(chǎn)生,針對(duì)這種情況。我發(fā)表一些自己的看法。
1、大體積混凝土的質(zhì)量通病
大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)體積大、承受荷載大、水泥水化熱大、內(nèi)部受力相對(duì)復(fù)雜等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在施工上,結(jié)構(gòu)整體性要求高,一般要求整體澆筑,不留施工縫。這些特點(diǎn)的存在,導(dǎo)致在工程實(shí)踐中,大體積混凝土出現(xiàn)其特有的質(zhì)量通病,常有以下幾種類型:
施工冷縫。因大體積混凝土的混凝土澆筑量大,在分層澆筑中,前后分層沒(méi)有控制在混凝土的初凝之前;混凝土供應(yīng)不足或遇到停水、停電及其它惡劣氣候等因素的影響,致使混凝土不能連續(xù)澆筑而出現(xiàn)冷縫。
泌水現(xiàn)象。上、下澆筑層施工間隔時(shí)間較長(zhǎng),各分層之間產(chǎn)生泌水層,它將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低、脫皮、起砂等不良后果。
混凝土表面水泥漿過(guò)厚。因大體積混凝土的量大,且多數(shù)是用泵送,因此在混凝土表面的水泥漿會(huì)產(chǎn)生過(guò)厚現(xiàn)象。
早期溫度裂縫。在混凝土澆筑后由于早期內(nèi)外溫度差過(guò)大(25℃以上)的影響,大體積混凝土?xí)a(chǎn)生兩種溫度裂縫:(1)表面裂縫:大體積混凝土澆筑后水泥的水化熱量大,由于體積大,水化熱聚集在內(nèi)部不易散發(fā),混凝土內(nèi)部溫度顯著升高,而表面散熱較快,這樣形成較大的內(nèi)外溫差,內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力,表面產(chǎn)生拉應(yīng)力,而砼的早期抗拉強(qiáng)度很低,因而出現(xiàn)裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大,離開(kāi)表面就很快減弱,因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生,表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。(2)貫穿性裂縫:由于結(jié)構(gòu)溫差較大,受到外界的約束而引起的。當(dāng)大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時(shí),又沒(méi)有采取特殊措施降低、放松或取消約束,或根本無(wú)法消除約束時(shí)易導(dǎo)致拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度而在約束接觸處產(chǎn)生裂縫,甚至?xí)灤┱麄€(gè)表面產(chǎn)生貫穿性裂縫。
2、混凝土配合比設(shè)計(jì)要求
對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要要求是:既要保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度,又要大幅度降低水化熱;既要使混凝土具有良好的和易性,又要降低水泥和水的用量。所以,施工中應(yīng)選擇合適水泥,減少水泥用量,摻外加劑,控制水灰比。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,混凝土中摻加水泥用量4%的復(fù)合液,具有防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑4種外加劑的功能,溶液中的糖鈣能提高混凝土的和易性,使用水量減少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝延長(zhǎng)到5h左右。嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和含泥量,選用10~40mm連續(xù)級(jí)配碎石,優(yōu)選混凝土施工配合比,根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度及泵送混凝土坍落度的要求,經(jīng)試配優(yōu)選。
3、原材料質(zhì)量控制
大體積混凝土所選用的原材料應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
盡量選用低熱水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥),減少水化熱。但是,水化熱低的礦渣水泥的析水性比其他水泥大,在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象,不僅影響施工速度,同時(shí)影響施工質(zhì)量?;炷撩谒缘拇笮∨c用水量有關(guān),用水量多,泌水性大,且與溫度高低有關(guān),水完全析出的時(shí)間隨溫度的升高而縮短;此外,還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以,在選用礦渣水泥時(shí)應(yīng)盡量選擇泌水性的品種,并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑。在施工中,應(yīng)及時(shí)排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處,用振搗器振實(shí)后,再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。
在條件許可的情況下,應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。因?yàn)檫@種水泥在水化膨脹期可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力,而在水化后期預(yù)壓應(yīng)力可部分抵消溫度需變應(yīng)力,減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力,提高混凝土的抗裂能力。
選擇級(jí)配良好的骨料。細(xì)骨料宜采用中粗砂,細(xì)度模數(shù)控制在2.8~3.0之間,因?yàn)槭褂弥猩氨扔眉?xì)砂可減少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1%以內(nèi),并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物,杜絕使用海砂;粗骨料在可泵送情況下,選用粒徑5~20mm連續(xù)級(jí)配石子,以減少混凝土收縮變形。
適當(dāng)選用高效減水劑和引氣劑,這對(duì)減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、變形、耐久性等性能起著極為重要的作用。
4、施工質(zhì)量控制
4.1加強(qiáng)商品混凝土運(yùn)輸過(guò)程控制
要求混凝土生產(chǎn)廠家每車出廠時(shí)出據(jù)混凝土標(biāo)號(hào)、坍落度、出廠時(shí)間、數(shù)量和到達(dá)地點(diǎn)的發(fā)料單據(jù)。抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,由總包派專人按程序驗(yàn)收,填寫到達(dá)時(shí)間、混凝土坍落度、目前混凝土有無(wú)異常等情況。監(jiān)理人員不定期進(jìn)行抽檢,如混凝土出現(xiàn)離析,必須進(jìn)行次攪拌。
4.2制定混凝土澆注方案
大體積混凝土澆注常采用的方法有以下幾種:全面分層。即在第一層全面澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層。這種方案適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大,施工時(shí)從短邊開(kāi)始,沿長(zhǎng)邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑;分段分層。先從底層開(kāi)始,澆筑至一定距離后澆筑第二層,如此依次向前澆筑其他各層。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少,結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長(zhǎng)度較大的工程;斜面分層。要求斜面的坡度不大于1/3,適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大大超過(guò)厚度3倍的情況?;炷翉臐仓酉露碎_(kāi)始,逐漸上移。
4.3加強(qiáng)振搗,確保混凝土的密實(shí)
為確?;炷恋木鶆蚝兔軐?shí),提高混凝土的抗壓強(qiáng)度,要求操作人員加強(qiáng)混凝土的振搗,插點(diǎn)均勻排列,按順序振實(shí)不得遺漏,振搗期間距宜取300mm,時(shí)間15-30秒為宜,不宜過(guò)振,以表面呈現(xiàn)浮漿,平整和不在沉落為準(zhǔn),為了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙,尚須進(jìn)行二次振搗以提高混凝土與鋼筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫,增加混凝土的密實(shí)度,使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高,從而提高混凝土的抗裂性,一般間隔20-30分鐘進(jìn)行二次復(fù)振,或者是在混凝土經(jīng)振搗后尚能恢復(fù)塑性狀態(tài)的時(shí)間。
4.4泌水處理與表面處理
由于大體積混凝土澆筑時(shí)泌水較多,上涌的泌水和浮漿順混凝土斜面下流到坑底,再到集水井,然后通過(guò)集水井內(nèi)的潛水泵排除基坑外;待混凝土澆至標(biāo)高時(shí),由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚,要求施工方用木蟹抹平,防止表面微小裂縫產(chǎn)生,在初凝前再用鐵搓板壓光,這樣有效的控制混凝土表面龜裂,增加防水抗裂效果。
5、混凝土溫度控制
為了降低混凝土的總溫升,減少內(nèi)外溫差,控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度是一個(gè)很重要的措施。對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子及水的溫度,砂次之,水泥的影響較小。因此,具體施工中可采取加冰拌和,砂石料遮陽(yáng)覆蓋,送管道用草袋包裹灑水降溫等技術(shù)措施。預(yù)埋水管,是降低混凝土澆注溫度的有效措施。冷卻水管大多采用直徑為25mm的薄壁鋼管,按照中心距1.5~3.0m交錯(cuò)排列,水管上下間距一般也為1.5~3.0m,并通過(guò)立管相連接。
大體積混凝土的養(yǎng)護(hù),可根據(jù)工程的具體情況,采用薄膜加草袋或蓄水的養(yǎng)護(hù)方法。在控制內(nèi)外溫差的前提下,應(yīng)盡可能推遲保溫層開(kāi)始覆蓋的時(shí)間。大體積混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)中,應(yīng)對(duì)混凝土的內(nèi)表溫度,頂面及底面溫度,室外溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)養(yǎng)護(hù)措施作出相應(yīng)的調(diào)整,確保溫控指標(biāo)的要求。溫度測(cè)定可采用在每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)上埋設(shè)測(cè)溫片。
參考文獻(xiàn)
[1]田曉朋.大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及其預(yù)防控制措施.科學(xué)之友,2008年7期.