[混凝土控制技術(shù)在施工中的應(yīng)用研究]如何控制混凝土施工質(zhì)量

混凝土控制技術(shù)在施工中的應(yīng)用研究如何控制混凝土施工質(zhì)量 摘要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，城市建設(shè)不斷發(fā)展，作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛標(biāo)志的高層建筑已非常普遍，由于高層建筑施工較為復(fù)雜，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，各種建筑物構(gòu)造物的規(guī)模都在大幅度提升，與其相適應(yīng)的大體積混凝土在土木工程中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，控制技術(shù)在混凝土特別是大體積混凝土裂縫中就顯得非常重要。 關(guān)鍵詞:混凝土；控制技術(shù)；大體積混凝土 ： TV544 ： A ： 1 大體積混凝土簡(jiǎn)述 現(xiàn)代建筑中時(shí)常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎(chǔ)、 大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。它主要的特點(diǎn)就是體積大，一般實(shí)體最小尺寸大于或等于1m。它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來(lái)保證施工的質(zhì)量。 2 大體積混凝土的裂縫及成因 大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、 深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴(yán)重的；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷 面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。 但出現(xiàn)裂縫并不是絕對(duì)地影響結(jié)構(gòu)安全，它都有一個(gè)最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度0.3mm；處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度0.2mm。 對(duì)于地下或半地下結(jié)構(gòu)，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。 一般當(dāng)裂縫寬度在0.10.2mm 時(shí)，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，裂縫可以自愈。如超過(guò)0.20.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應(yīng)盡量避免超過(guò) 0.3mm 貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結(jié)構(gòu)的使 用，必須進(jìn)行化學(xué)灌漿加固處理。 產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面： 1）水泥水化熱 水泥在水化過(guò)程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對(duì)較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時(shí)間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長(zhǎng)。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初 35 天。 2）外界氣溫變化 大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對(duì)大體積混凝土是極為不利的。 溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá) 6065，并且有較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。 3）混凝土的收縮 混凝土中約 20%的水分是水泥硬化所必須的，而約80%的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對(duì)混凝土是很不利的。 影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝（特別是養(yǎng)護(hù)條件）等。 3 控制技術(shù)在大體積混凝土施工中溫度裂縫的措施 1）控制混凝土溫升 選用中、 低熱的水泥品種，可以減少水泥水化反應(yīng)釋放的水化熱，使混凝土減少升溫。 摻入一定數(shù)量的粉煤灰外加料。 粉煤灰具有一定活性，既可以替代部分水泥，又能改善混凝土的粘塑性和可泵性，降低混凝土的水化熱。粉煤灰最多摻量不得高于水泥用量的20%。 粗、細(xì)骨料的選擇:根據(jù)施工條件和施工工藝，盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子；細(xì)骨料采用優(yōu)質(zhì)中、粗砂。增大骨料粒徑可減少用水量，使混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時(shí)也減少水泥用量，使水泥的水化熱減少，最終降低了混凝土的溫升。 2）延緩混凝土的降溫速率 大體積混凝土澆筑后應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。保溫可減少混凝土升溫階段的內(nèi)外溫差，防止產(chǎn)生表面裂縫；保濕可防止混凝土表面脫水產(chǎn)生干縮裂縫；混凝土的保溫、保濕還可使混凝土水化降溫速率延緩，減少結(jié)構(gòu)溫差，防止產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力。 3）提高混凝土極限拉伸值 摻入微膨脹外加料。適量的微膨脹外加劑可補(bǔ)償混凝土的收縮，抵消由于多余水蒸發(fā)導(dǎo)致混凝土收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而提高混凝土的抗裂性。 改進(jìn)施工工藝，提高施工質(zhì)量。對(duì)澆筑后的混凝土進(jìn)行二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗骨料和鋼筋下部產(chǎn)生的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力。防止混凝土沉落而出現(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，從而提高抗裂性。 4）設(shè)置后澆帶 當(dāng)大體積混凝土平面尺寸過(guò)大時(shí)，可適當(dāng)設(shè)置后澆帶，以減少外應(yīng)力和溫度應(yīng)力；同時(shí)也有利于散熱，降低混凝土的內(nèi)部溫度。 4 施工裂縫控制技術(shù)的應(yīng)用 1）工程概況 某高層建筑，基礎(chǔ)底板厚為 1.5m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 C30，基礎(chǔ)尺寸為 150m80m，施工中不留伸縮縫，不留后澆帶，采用跳倉(cāng)式澆筑，混凝土澆注量為 1.5 萬(wàn) m3左右。 2）施工技術(shù) 基礎(chǔ)底板與基層之間設(shè)置 2 層油氈滑動(dòng)層，減少基巖在降溫過(guò)程中對(duì)地板產(chǎn)生強(qiáng)應(yīng)約束力。 在基礎(chǔ)變截面墻厚處設(shè)置 5cm 厚的聚苯乙烯泡沫板，減緩變截面帶來(lái)的應(yīng)力集中。 采用跳倉(cāng)式注澆時(shí)，施工縫上設(shè)置鋼板止水帶并涂刷 YJ0302 型混凝土界面劑，使新老混凝土緊密結(jié)合，保證在混凝土不開(kāi)裂的前提下施工。 3）合理配置混凝土配合比 選用較穩(wěn)定的硅酸鹽 P.042.5R 水泥，含泥量小于2%的中粗黃砂，含泥量小于 1%、粗徑 24cm 的堅(jiān)硬自然級(jí)配碎石，YJ02 型泵送減水劑，級(jí)粉煤灰。出機(jī)后0.5h 坍落度要求為 1821cm，混凝土配合比(重量比)為水泥:水:砂:石子:減水劑:粉煤灰 =360:210:710:980:2.20:80，砂率為 40%，水灰比為 0.6。 4）養(yǎng)護(hù)工作 混凝土施工質(zhì)量的好壞，養(yǎng)護(hù)工作至關(guān)重要。在基礎(chǔ)混凝土初凝后，覆蓋 1 層塑料薄膜進(jìn)行保溫，再覆蓋1 層草墊進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，至少不低于15d?；A(chǔ)側(cè)面應(yīng)在拆模后及時(shí)利用原土回填，做好保溫養(yǎng)護(hù)工作，防止溫度變化引起的裂縫出現(xiàn)。 5）溫度壓變監(jiān)測(cè) 選擇兩處有代表性的澆注塊體，預(yù)埋溫度傳感器及應(yīng)變傳感器進(jìn)行施工期間混凝土水化熱產(chǎn)生的溫度和應(yīng)變實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以科學(xué)指導(dǎo)施工養(yǎng)護(hù)。 由圖1a可知，初期由于水泥水化反應(yīng)進(jìn)行，釋放出大量水化熱，混凝土內(nèi)部溫度持續(xù)升高，最高溫度為48，相對(duì)溫升為 30，到達(dá)時(shí)間為澆注后 3 天左右，位置位于混凝土中部。從第 3天開(kāi)始，溫度下降，最大降溫速度被驗(yàn)制在 1.2/d，到第 28 天，混凝土內(nèi)部溫度基本趨于穩(wěn)定，表明水化反應(yīng)基本結(jié)束。 由圖1b可知，在混凝土升溫過(guò)程中呈現(xiàn)受壓趨勢(shì)，最激壓應(yīng)變?yōu)?42。在降溫過(guò)程中，壓應(yīng)變減小，逐漸向受力方向發(fā)展，前期發(fā)展較快，后期趨于平緩，截至第28天，最大拉應(yīng)變?yōu)?130 左右，可以準(zhǔn)確斷定理論上不會(huì)開(kāi)裂。 圖1 混凝土底板測(cè)量曲線 減水劑 YJ02 效果顯著，可節(jié)省水泥，又可降低水化融，同時(shí)又提高了混凝土抗?jié)B性的作用。溫度監(jiān)測(cè)表明，融然混凝土有一定溫升，但只要做好養(yǎng)護(hù)，完全可以使混隧土裂縫得到很好的控制。 6）電子測(cè)溫監(jiān)控技術(shù) 1測(cè)溫監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用 在混凝土澆筑前，將帶有銅感應(yīng)塊的測(cè)溫導(dǎo)線預(yù)先按圖示位置綁扎在底板鋼筋的支承馬凳上，注意不要使銅感應(yīng)塊接觸鋼筋，測(cè)溫時(shí)將導(dǎo)線外露的插頭直接插在測(cè)溫儀上即可讀出混凝土內(nèi)部溫度的適時(shí)數(shù)據(jù)，從而能夠及時(shí)控制和了解底板混凝土內(nèi)部各階段、 各部位溫度 變化情況。測(cè)溫點(diǎn)根據(jù)底板外形進(jìn)行布置，在開(kāi)始澆筑的部位靠近基礎(chǔ)模板側(cè)布置4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，沿混凝土澆筑方向布置5個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，在核心筒部位布置 1 個(gè)，這樣可以反映整個(gè)基礎(chǔ)不同部位的溫度情況。 混凝土初凝后即進(jìn)行測(cè)溫工作，混凝土溫升階段每2h 測(cè)溫一次，后期降溫階段每 4h 測(cè)溫一次，記錄必須如實(shí)、準(zhǔn)確，以便查詢和分析，測(cè)溫過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)溫度變化異?；?