大體積混凝土結構施工技術分析

魏秀瑛

(湖南高速鐵路職業技術學院,湖南 衡陽 421002)

1 大體積混凝土結構裂縫成因及對策

1.1 大體積混凝土結構裂縫成因

1.1.1 水泥水化熱的影響

水泥水化過程中放出大量的熱,且主要集中在澆筑后的7d左右,一般每克水泥可以放出500J左右的熱量,如果以水泥用量350kg/m3 ～550kg/m3來計算,每立方米混凝土將釋放出17500KJ～27500的熱量,從而使混凝土內部溫度升高(可達70℃左右,甚至更高)尤其對大體積混凝土來講,這種現象更加嚴重 因為混凝土內部和表面的散熱條件不同,故混凝土中心溫度很高,就會形成溫度梯度,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力,當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時混凝土表面就會產生裂縫。

1.1.2 混凝土的收縮

混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發變形,受到外部約束時(支撐條件、鋼筋等),將在混凝土中產生拉應力,使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化,后期主要是混凝土內部自由水分蒸發而引起的干縮變形。

1.1.3 外界氣溫濕度變化的影響

大體積混凝土結構在施工期間,外界氣溫的變化對防止大體積混凝土裂縫的產生起著很大的影響。混凝土內部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系,外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫差梯度。如果外界溫度的下降過快,會造成很大的溫度應力,極其容易引發混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響,外界的濕度降低會加速混凝土的干縮,也會導致混凝土裂縫的產生。

1.2 大體積混凝土結構裂縫對策

1.2.1 控制溫度作用影響

溫度作用力對大體積混凝土結構有較大影響,在溫度控制方面,可以選擇強制性降溫處理方式。比如說在大體積混凝土內部預埋水管道,將冷水注入混凝土內部,實現對混凝土內部溫度的有效控制。另外,還可以通過控制水泥使用量方式實現對裂縫的控制,選擇粉煤灰硅鹽水泥等,在材料攪拌過程中充分釋放混凝土中熱量,實現對混凝土內部溫度的有效控制。另外,還可以同澆筑溫度控制方式,選擇環境溫度較低時間段澆筑,降低混凝土內部溫度應力。

1.2.2 約束力的控制

通過控制建筑外部約束力,能夠使建筑質量得到有效提升。在施工過程中可以設置滑動層,減少地基下沉等對大體積混凝土結構所造成的影響和破壞,可以在大體積混凝土和地基間設置瀝青氈層等方式,減少地基對大體積混凝土的約束力,降低裂縫發生率,還可以通過控制溫度應力方式,降低混凝土受到的約束力。比如說覆蓋法,通過這種方式,保持混凝土內外溫度相一致,降低熱脹冷縮程度,實現對裂縫的有效控制。

2 大體積混凝土結構技術要點

2.1 大體積混凝土結構施工技術要點

首先,做好材料選擇和配比,大體積混凝土結構水泥使用量非常大,施工過程中必須要降低水化熱的影響,同時保證混凝土強度滿足施工要求,水泥選擇時,需要展開相關試驗,明確水化熱效應和強度數值,以此為依據選擇合適的水泥。硅酸鹽水泥使用過程中會發生較大的水化熱反應,但其早期強度高；礦渣水泥水化熱反應相對較低,但是存在有非常大自縮性和滲水性,在工程項目完成施工后,會產生一定的硬度收縮。火山灰砂有著非常高的綜合性能,但是其成本也相對較高,在水泥選擇過程中,需要綜合混凝土成本和強度要求分析考慮,可以選擇粉煤灰水泥,不僅有著足夠的硬度,同時還能夠通過添加膨脹劑方式實現對水灰比的準確控制,降低水化熱反應。在輔料選擇方面,碎石和細砂能夠更好的滿足大體積混凝土施工要求。另外,做好添加劑的選擇,結合具體的功能需要,合理選擇添加劑,與設計強度要求和試驗結果相結合分析考慮,明確材料配比。

2.2 大體積混凝土結構澆筑技術要點

大體積混凝土結構施工中,混凝土澆筑屬于一項關鍵施工環節,直接關系到混凝土結構整體施工質量。施工技術人員、監理人員等需要熟練把握各項技術要點以及施工標準,混凝土澆筑前,做好對模板質量、預埋構件位置和鋼筋數量的檢查,保證這些施工環節符合施工標準,之后展開澆筑施工。另外,還需要注意模板和鋼筋清理,清除表面存在的油污和銹蝕,保證模板表明清潔性。認真封堵模板邊緣孔洞和縫隙等,適當灑水,保持其濕度。在澆筑過程中,還需要利用排水清除等方式將地基表面的淤泥扥雜質清除干凈。混凝土澆筑過程中需要做好澆筑高度的控制,大體積混凝土澆筑高度需要控制在4.0m左右,如果選擇分段澆筑方式,還可以利用溜槽和串筒等使澆筑垂直度得到保證,避免澆筑完成后出現離析等現象。大體積混凝土的澆筑盡量選擇分層澆筑方式,保證每層澆筑厚度一致,結合振搗器設備型號和性能等因素分析考慮,實現對澆筑厚度的有效控制。泵送混凝土澆筑厚度盡量控制在60cm左右,非泵送混凝土澆筑厚度控制在60cm以內。同時還需要注意澆筑時間的控制,不管選擇分層澆筑方式還是推移澆筑方式,都需要保證下一層的施工在上一次初凝前進行。

3 結束語

大體積混凝土結構當前在土木建筑施工中應用越來越廣泛,很大程度上促進了土木建筑施工工藝和施工技術的提升,土木建筑具備有更大的升值空間。大體積混凝土結構施工過程中容易有裂縫情況出現,不僅影響大體積混凝土結構質量,甚至還會產生嚴重的危害和影響,必須要做好裂縫成因的分析,采取相應的技術措施,降低裂縫發生率。土木建筑大體積混凝土施工過程中,為了進一步提高施工質量,取得理想的施工效果,還需要把握好各項技術要點,包含施工技術、澆筑技術、振搗技術和攪拌技術等,通過這種方式,實現對大體積混凝土結構施工質量的綜合性控制,為建筑工程項目的順利有效進行打下良好基礎。