浅谈大体积混凝土施工
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浅析大体积混凝土施工质量问题及对策在现代建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛。
大体积混凝土具有结构厚实、混凝土量大、工程条件复杂等特点。
然而,在其施工过程中,常常会出现一些质量问题,如裂缝、温差过大、泌水等,这些问题如果不加以有效解决,将会严重影响工程的质量和安全。
因此,深入分析大体积混凝土施工质量问题,并提出相应的对策,具有重要的现实意义。
一、大体积混凝土施工质量问题(一)裂缝问题裂缝是大体积混凝土施工中最常见的质量问题之一。
裂缝的产生主要有以下几个原因:1、温度应力大体积混凝土在浇筑后,由于水泥水化反应产生大量的热量,导致混凝土内部温度迅速升高。
而混凝土表面散热较快,形成内外温差。
当温差过大时,混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。
一旦拉应力超过混凝土的抗拉强度,就会产生裂缝。
2、收缩变形混凝土在硬化过程中会发生体积收缩,包括自收缩、干燥收缩和碳化收缩等。
收缩变形受到约束时,也会产生裂缝。
3、约束条件大体积混凝土在施工过程中,受到基础、钢筋、模板等的约束,无法自由变形,从而产生应力导致裂缝。
(二)温差过大问题大体积混凝土由于混凝土量大,水泥水化热积聚在内部不易散发,容易导致混凝土内部与表面、混凝土与环境之间产生较大的温差。
温差过大会引起混凝土温度裂缝,影响混凝土的耐久性和承载能力。
(三)泌水问题大体积混凝土在浇筑过程中,由于水灰比较大、振捣过度等原因,容易出现泌水现象。
泌水会导致混凝土表面形成浮浆层,降低混凝土的强度和耐久性。
二、大体积混凝土施工质量问题的对策(一)优化混凝土配合比1、选用低水化热水泥如粉煤灰水泥、矿渣水泥等,减少水泥水化热的产生。
2、减少水泥用量通过掺入适量的粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料,替代部分水泥,降低混凝土的绝热温升。
3、控制水灰比合理控制水灰比,减少混凝土的收缩和泌水。
4、选用合适的骨料选用级配良好、粒径较大的骨料,降低混凝土的水泥用量和用水量。
(二)控制混凝土浇筑温度1、降低原材料温度在夏季施工时,对骨料进行遮阳、洒水降温,对水泥进行储存降温等。
浅谈房屋建筑工程施工中的大体积混凝土技术大体积混凝土技术是指在房屋建筑工程施工中采用大规模、连续、高强度的混凝土浇筑技术。
这种技术广泛应用于高层建筑、大型工业厂房、桥梁和地下结构等重要工程中,它能够提高工程的质量和效益,减少工期和成本,提高工作安全性,适用于现代化、工程化、大规模施工的需要。
大体积混凝土技术的主要特点包括以下几个方面:1. 设计与施工一体化。
采用大体积混凝土技术需要在设计阶段就将混凝土的用量、质量和浇筑方式等全面考虑进去,确保施工的可行性和效果。
在施工阶段也需要制定详细的工艺流程和施工方案,以确保按照设计要求进行施工。
2. 高强度和耐久性。
大体积混凝土施工要求混凝土的强度达到一定的要求,通常在50MPa以上。
这可以提高建筑物的抗震性和承载能力,确保房屋的安全性。
还需要采用耐久性好的混凝土材料和配比,以延长建筑物的使用寿命。
3. 连续浇筑。
大体积混凝土施工一般采用连续浇筑的方式,即一次性浇筑完整个结构体。
这要求施工过程中需要有足够的人力、材料和设备保障,同时也需要进行合理的组织和协调,以确保浇筑过程的连续性和流畅性。
4. 施工技术先进。
大体积混凝土施工需要采用先进的施工技术和设备,比如压力管道输送混凝土、波浪板、振动器等。
这些技术和设备可以提高混凝土的密实度和均匀性,提高结构的整体性能。
大体积混凝土技术在房屋建筑工程中的应用有很多优势和好处。
它可以大幅度缩短工期,节约人力和材料。
一次性浇筑可以避免浇筑过程中的接头问题,减少浇筑次数和时间。
大体积混凝土施工可以提高建筑物的整体性能,减少裂缝和渗漏的可能性,提高抗震和承载能力。
大体积混凝土施工还可以提高工程的质量和可靠性,减少维修和维护的成本。
大体积混凝土施工也存在一些技术难点和风险。
大体积混凝土的施工过程需要有足够的人力、材料和设备保障,如果出现配套不到位或者设备故障等问题,可能会导致工期延误和工程质量问题。
混凝土的浇筑和养护过程需要精确控制,一旦出现失控的情况,可能会对工程造成严重影响。
综述文章编号:1009-9441(2012)03-0012-03浅谈大体积混凝土施工质量控制□□张晓刚(中铁建设集团有限公司商品混凝土分公司,北京100040)摘要:介绍了大体积混凝土生产和施工中的注意事项,阐释了在大体积混凝土认识和控制上的一些误区,提出了生产和施工中的建议。
关键词:大体积混凝土;水化热;大体积混凝土效应中图分类号:TU755.6文献标识码:A引言在现代的工业与民用建筑中,建筑设计日趋人性化、集约化,注重实用性,结构形式日趋复杂。
特别是最近几年,一些超高层民用建筑的筏式基础混凝土需求量可达1 3万m3,厚度达3m,长度超过100m。
另外,大截面、高强度的框架柱和外墙构件也屡见不鲜。
这就要求我们要不断地、全面地提高对大体积混凝土的认识,以利于施工质量控制。
对于大体积混凝土的定义,美国混凝土学会定义为:“可能由于水化热及随之引起的体积变形问题造成混凝土开裂的任何就地浇注的混凝土”。
日本建筑学会标准为:“结构断面最小尺寸在80cm以上,同时水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过25ħ的混凝土,称之为大体积混凝土”。
在我国,将最小截面尺寸≮1m的混凝土构件,或可能由于混凝土水化热造成的内外温差使混凝土产生温度裂缝的混凝土构件,称为大体积混凝土。
本文将因水泥水化热为主因造成的影响混凝土性能质量的因素暂称为“大体积混凝土效应”,对大体积混凝土定义为:凡可能因大体积混凝土效应造成混凝土缺陷的混凝土构件均视为大体积混凝土。
1大体积混凝土效应1.1温差效应在大体积混凝土施工过程中,由于混凝土中水泥水化过程的化学势是降低的,要释放热量(对于普通硅酸盐水泥,其3d水化热在200 270kJ/kg 不等),而混凝土的保温性能使构件内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多,从而在混凝土的升温阶段和降温过程中产生温度梯度。
一旦温度应力超过混凝土所能承受的变形拉应力极限值时,混凝土就会出现裂缝。
而且这种裂缝有相当一部分属于结构性裂缝。
大体积混凝土施工
一、大体积混凝土裂缝产生原因和机理分析
大体积混凝土由于混凝土浇筑初期,水泥与水发生化学反应过程中释放大量的水化热,使其内部温度急剧上升,导致混凝土内部和表面的温差过大,从而产生温度拉应力;另外,后期混凝土温度下降,收缩被约束时,产生收缩拉应力。
当拉应力大于混凝土本身的抗拉强度时,就会在混凝土表面或内部产生裂缝,影响混凝土的质量。
二、大体积混凝土的定义
大体积混凝土的定义,目前世界各国解释不尽一致,各行业的规定不同,在此采用《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ/T55)术语、符号一节中对大体积混凝土的定义“混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1m或易引起裂缝的混凝土”。
三、大体积混凝土施工
1、混凝土配合比
①水泥品种的选择和用量控制
大体积混凝土应选择中热或低热的水泥,一般来说,矿渣水泥和粉煤灰水泥水化热较低,在满足混凝土强度的条件下,应优先选择。
水泥的用量尽量减少,以降低水泥的水化热。
②骨料的选择
粗骨料:应选择自然连续级配的粗骨料配臵,结合结构物截面最小尺寸、钢筋最小净距和施工工艺,应尽量选择粒径较大、级配良好的石子,根据有关实践,宜选择5~31.5mm 连续级配的石子作为大体积混凝土的粗骨料。
粗骨料各项指标必须经试验检测且满足有关规范和标准,严格控制粗骨料的含泥量不得大于1%。
细骨料:应选用优质的中、粗砂,细度模数宜在2.6~2.9范围内,细骨料各项指标必须经试验检测且满足有关规范和标准,严格控制细骨料的含泥量不得大于2%。
③掺加外加料
大体积混凝土掺加减水剂可以降低混凝土拌合物的用水量,改善混凝土的和易性,提高混凝土表面的抗拉强度,从而阻止混凝土表面裂缝的产生。
目前国内掺加的外加剂一般选用木质素磺酸钙,减水剂的掺量经试验确定。
掺加适量的粉煤灰可以降低水泥用量,提高混凝土的密实性和强度,有利于降低混凝土的水化热,是大体积混凝土常用的掺和料。
掺用的粉煤灰不应低于Ⅱ级,以球状颗粒为佳,掺量经试验确定。
2、混凝土搅拌
混凝土搅拌采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石的工艺,砂浆裹石加料顺序为:先将水和水泥、砂子、掺合料、外加剂搅拌1min后投入石子搅拌至规定时间。
净浆裹石为先
将水和水泥、掺和料、外加剂搅拌1min成水泥浆后,然后投入砂子、石子按规定时间搅拌均匀。
3、混凝土的浇筑
为了降低大体积混凝土的总温升,减小结构物的内外温差,控制混凝土的出机温度和浇筑温度(振捣后50~100mm 深处的温度)非常重要。
①控制骨料的温度
为了降低混凝土的出机温度,最有效的方法就是降低砂、石料的温度。
在夏季气温较高时,为防止太阳的直接照射,可在砂石料场搭设简易的遮阳装臵,降低砂石表面温度。
其次,还可以采用在混凝土拌和前冷水冲洗粗骨料、在储料仓中通冷风预冷、加冰屑拌合等方法降低混凝土的出机温度。
混凝土的浇筑温度越低,对于降低混凝土内外温差越有利。
至于混凝土浇筑温度的控制,各国、各行业规定不同,现采用『铁路混凝土与砌体工程施工规范』(TB10210-2001)的有关条款规定,浇筑温度控制在28℃以内。
混凝土应在一天中气温较低时浇筑,一般应安排在夜间进行。
②预埋冷却水管
为了降低混凝土内部温度,混凝土浇筑前预埋冷却水管,冷却水管一般采用直径为30~50mm的钢管,冷却水管的
按混凝土结构物尺寸分层错开布臵,冷却水管固定在结构物钢筋上,进出水口设在结构物顶面,冷却水管形成的预留孔可进行压浆处理。
③混凝土的浇筑和振捣
大体积混凝土浇筑根据结构物特点不同,可分为全断面分层浇筑、分段分层浇筑和斜面分层浇筑方法,分层厚度应控制在30cm左右,混凝土应连续浇筑,确保在下层混凝土初凝前完成上层混凝土的浇筑。
大体积混凝土应严格按施工规范要求,加强混凝土的振捣,插入式振动器移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍,且插入下层混凝土内的深度宜为5~10cm,每点振动时间20~30s,以混凝土泛浆不再溢出气泡为准,确保混凝土的密实度。
为了提高混凝土表面抗拉强度,防止混凝土表面出现裂缝,对浇筑后未初凝的混凝土表面进行二次振捣,混凝土二次振捣应严格掌握时间,确保混凝土振捣后尚能恢复到塑性状态。
④表面处理
大体积混凝土(尤其是泵送混凝土工艺)浇筑完成后,表面水泥浆较厚,不仅会引起混凝土的表面收缩开裂,而且会影响混凝土的表面强度。
所以应在混凝土浇筑完成后先初步按设计标高用长刮尺刮平,在初凝前用铁滚筒碾压数遍,
再用木抹子打磨压实,以闭合收水裂缝。
4、混凝土的养护
混凝土浇筑后,应加强混凝土的保湿、保温养护。
对混凝土承台基础表面用草袋全部覆盖,并适当进行洒水。
桥墩或桥台拆模后,用土工布和塑料布包裹严密,并对结构物内部预埋的冷却水管通循环水进行混凝土内部导热,降低混凝土的内外温差。
大体积混凝土也可以采用在混凝土表面蓄存一定深度的水,进行蓄水养护。
冬期气温较低时,除采用结构物内部通循环水降温外,混凝土表面不得洒水,用草包或草垫覆盖严密,并延长混凝土侧模的拆除时间,以起到侧面保温作用。
混凝土冬期养护根据『建筑工程冬期施工规程』(JGJ104-97)有关条款规定,可采用暖棚法、电热毯法以及蒸汽养生进行养护。
5、混凝土的温度监控
大体积混凝土应严格进行控温,加强混凝土表面和内部温度的监测。
混凝土表面和内部的温差应符合设计要求,当设计未提出要求时,应根据『铁路混凝土与砌体工程施工规范』(TB10210-2001)的要求,温差控制在25℃以内。
为了及时摸清大体积混凝土不同深度温度升降的变化
规律,随时监测混凝土内部的温度情况,以采取相应的技术措施,应在混凝土内部不同部位埋设测温元件。
建议大体积混凝土测温采用目前较先进的电子测温仪,混凝土浇筑前将
测温元件埋设在结构物的相应部位,一般按结构的厚度分上、中、下分层埋设,视情况需要可适当加密。
混凝土的测温时间,应在混凝土浇筑完毕12h开始,前5d每隔2h测一次,5d后可延长到4h测一次,10d后可延长到6h测一次。
当混凝土表面温度与大气温度接近,大气温度与混凝土中心温度的温差不大于25℃时,可以解除保温,停止测温工作。
四、其他
大体积混凝土施工中温度裂缝的控制和预防,除以上常用的技术措施外,在一定条件下视情况需要,还可采取以下措施:
1、混凝土表面设构造钢筋
当结构物表面未设计构造钢筋时,可以增加相应的表面钢筋,对提高混凝土结构的抗裂性有很大的作用,配臵的构造钢筋尽可能采用小直径、小间距,全截面进行合理配筋,能有效的提高混凝土的抗裂性。
2、混凝土内部掺加片石
混凝土内部掺加片石是降低混凝土内部的水化热的一种有效途径,设计要求时,可在混凝土内部掺加片石,片石规格不应大于结构最小尺寸的四分之一,并应冲洗干净,其掺入量不超过20%。
石块应顺序交叉均匀分布,每块片石应被混凝土包裹,不得与模板、钢筋接触,片石间净距不得小于
15cm,距混凝土表面不宜小于25cm。
3、利用混凝土的后期强度设计配合比
根据大量的试验资料表明,在混凝土配合比设计中,采用f45、f60或f90替代f28作为混凝土的设计强度,这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少40~70kg左右,混凝土的水化热温升也相应降低4~7℃,利用混凝土后期强度设计配合比在铁路上应用较少,但在其他行业已有很多成功实例,对降低大体积混凝土水化热起到有良好的效果。