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大體積混凝土施工工學論文
[摘要]近些年,我國經濟實力不斷提高,對基礎設施的投入力度的不斷加大,我國的大型、特大型工程日益增多,大體積混凝土工程也越來越多。本文從大體積混凝土的界定著手,介紹了大體積混凝土施工的施工工藝,闡述了大體積混凝土的施工技術。
[關鍵詞]大體積混凝土 施工工藝 澆筑
一、大體積混凝土的概念
大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1 m以上,施工時必須采取相應的技術措施妥善處理水化熱引起的混凝土內外溫度差,合理解決溫度應力并控制裂縫開展的混凝土結構。其施工特點是:整體性要求比較高,要求連續澆筑;結構的體量較大,澆筑混凝土后形成較大的內外溫差和溫度應力。大體積混凝土工程結構較厚,體形較大、鋼筋較密,混凝土數量較多,施工條件較為復雜,施工技術要求高,必須同時滿足強度、剛度、整體性和耐久性要求。另外,還存在如何控制和防止溫度應力,變形裂縫產生等問題。隨著大體積混凝土施工技術不斷地提高,高質量的施工技術也成為社會發展的必然要求。隨著生產技術和生產力的不斷提高,建設領域的逐漸擴大,大體積混凝土逐漸應用于大型鋼筋混凝土結構。但是,由于混凝土內部蓄熱量大,溫度應力增大,使得混凝土裂縫的控制問題成為設計及施工中的一個急需解決的重大問題。
二、施工準備工作
需要從材料選擇上、技術措施等有關環節做好充分的準備工作,才能保證基礎底板大體積混凝土順利施工。
1.施工材料的選擇
(1)水泥:考慮普通水泥水化熱較高,特別是應用到大體積混凝土中,大量水泥水化熱不易散發,在混凝土內部溫度過高,與混凝土表面產生較大的溫度差,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力。當表面拉應力超過早期混凝土抗拉強度時就會產生溫度裂縫,因此確定采用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥,標號為42.5級,通過摻加合適的外加劑可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗滲能力。
(2)粗骨料:采用碎石,粒徑5～25mm,含泥量不大于1,選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土,和易性較好,抗壓強度較高,同時可以減少用水量及水泥用量,從而使水泥水化熱減少,降低混凝土溫升。
(3)細骨料:采用中砂,山砂(45%)+人工砂(55%),平均粒徑大于0.5mm,含泥量不大于5,選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右,同時相應減少水泥用量,使水泥水化熱減少,降低混凝土溫升,并可減少混凝土收縮。
(4)摻合料:根據國內外大量試驗資料和工程實踐,混凝土中摻入粉煤灰后,不僅能代替大部分水泥,而且由于粉煤灰顆粒呈球形起潤滑作用,可大大改善混凝土的工作性和可泵性,可明顯地降低混凝土水化熱。為了減少水泥用量,可摻入水泥用量15%～20%的II級粉煤灰取代10%～15%的水泥。
(5)外加劑:為了滿足混凝土的和易性和減緩水泥早期水化熱發熱量的要求,宜在混凝土摻人適量的緩凝型減水劑。混凝土初凝時間控制在5h,終凝時間在12h為宜。此外,可加入微膨脹劑。它通過水泥水化過程中產生膨脹水化物——水化硫鋁酸鈣,使混凝土產生適度膨脹。具有填充孔隙,切斷連通毛細孔道的應用,從而提高抗滲性能和抗裂縫性能。目前常用的微膨脹是UEA。
2.混凝土配合比
(1)混凝土配合比設計時盡量利用混凝土60d或90d的后期強度,以滿足減少水泥用量和水化熱的要求。但必須征得設計單位的同意和滿足施工荷載的要求。
(2)混凝土配合比應提高試配確定。按照國家現行《混凝土結構工程施工及驗收規范》、《普通混凝土配合比設計規程》及《粉煤灰混凝土應用技術規范》中的有關技術要求進行設計。
(3)粉煤灰采用外摻法時僅在砂料中扣除同體積的砂量。另外應考慮到水泥的供應情況,以滿足施工的要求。
三、混凝土的澆筑
澆筑時除應滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外,還應考慮結構大小、鋼筋疏密、混凝土供應情況以及水化熱等因素的影響,常采用的方法有以下幾種:
1.全面分層。即在第一層全面澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層,此時應保證第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續澆筑,直至完工為止。采用這種方案,適用于結構的平面尺寸一般不宜太大,施工時從短邊開始,沿長邊推進比較合適。必要時可分成兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時進行澆筑。
2.分段分層。混凝土澆筑時,先從底層開始,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。由于總的層數較多,所以澆筑到頂后,第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時間內要求供應的混凝土較少,不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結構物厚度不太大而面積或長度較大的工程。
3.斜面分層。要求斜面的坡度不大于1,3,適用于結構的長度超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始,逐漸上移。
四、混凝土的養護
降低大體積混凝土塊體內外溫度差和減慢降溫速度來達到降低塊體自約束應力和提高混凝土抗拉強度,以承受外約束應力時的抗裂能力,對混凝土的養護是非常重要的。
混凝土澆筑后,應及時進行養護。混凝土表面壓平后,先在混凝土表面灑水,再覆蓋一層塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆蓋保溫材料進行養護,保溫材料夜間要覆蓋嚴密,防止混凝土暴露,中午氣溫較高時可以揭開保溫材料適當散熱。底層塑料布下預設補水軟管,補水軟管沿管長度方向每100mm開5mm水孔,根據底板表面濕潤情況向管內注水,養護過程設專人負責。
混凝土泌水結束、初凝前為了防止面層起粉及塑性收縮,要求進行多次搓壓。最后一次搓壓時采用“邊掀開、邊搓壓、邊覆蓋”的措施。對底板面不能連續覆蓋的部位,如墻、柱插筋部位、鋼柱等采用掛麻袋片、塞聚苯板等方式,盡可能進行覆蓋,避免出現“冷橋”現象。混凝土澆筑完成12小時內,嚴禁上人踩踏,澆筑完成24小時內,除檢測測溫設備及覆蓋材料外,不得踩踏。保溫層在混凝土達到要求強度且表面溫度與環境溫度差要小于20℃時方可拆除,并在中午氣溫比較高時才可安排保溫拆除。
參考文獻:
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