大体积混凝土的施工及质量控制探讨

期刊目录网项目管理论文发表2011-03-11 09:31关注(1)

　　摘要：本文主要对大体积混凝土常见的质量问题进行了分析，从原材料的质量控制、施工措施、温控手段三方面探讨了大体积混凝土施工技术。
　　关键词：大体积混凝土；质量控制
　　
　　1前言
　　大体积混凝土以其结构厚、体形大、钢筋密、混凝土方量大、工程条件复杂和施工技术要求高等特点在工程中得到了广泛的应用。但与此同时，因大体积混凝土水化热引起的工程事故时有发生，这不仅给工程质量造成了严重的影响，也造成了单位的经济损失。大体积混凝土经常出现的问题是混凝土的裂缝。为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，还要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力而使混凝土产生裂缝。
　　
　　2原材料的质量控制
　　2．1水泥
　　大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因是水泥水化产生的水化热。因此，最好选用低水化热或中水化热的水泥配制混凝土。同时，水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升。在满足强度的要求下，大体积混凝土应尽量降低水泥用量。可采用后期强度作为设计强度、掺入混合料和减水剂等方式进行控制。
　　2．2骨料
　　选择合适的骨料级配，从而减少水泥和水的用量，增强混凝土的和易性，有效控制混凝土的温升。施工时在条件允许的情况下，粗骨料采用5mm～20mm碎石，含泥量控制在1％之内；细骨料采用级配良好的中砂，粒径范围0.15mm～5mm，含泥量控制在2％之内，细度模数2.4～2.8。
　　2．3外加剂
　　外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等多种类型。在混凝土添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，提高混凝土抗裂强度。
　　2．4优化混凝土配合比
　　在混凝土中掺加缓凝剂、减水剂等外加剂和粉煤灰、矿渣粉等掺合料，可以改善混凝土的性能，减少用水量和水泥用量，延长缓凝时间，提高混凝土的抗渗能力。另外，可以采用粉煤灰代替部分水泥的方式。试验证明，在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，使其替代部分水泥，不仅可以降低水化热，而且能起到改善混凝土和易性的效能，且掺加粉煤灰后，混凝土的后期强度与基准混凝土相等或略高。但是这样会降低早期极限抗拉值，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量最好控制在10％以内。
　　
　　3大体积混凝土施工中的技术要点
　　3．1拌制与输送
　　大体积混凝土由于体积大，一般可达数千立方米甚至上万立方米，因此在拌制时应尽可能集中拌制，有条件的可采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用两台混凝土输送泵泵送。或当施工条件允许时，在临近施工地点设置搅拌站。
　　3．2浇筑与捣固
　　根据具体情况和温度应力计算确定是整浇或分段浇筑。浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。根据混凝土泵送时形成的坡度，在上层与下层布置两道振捣点。第一道布置在混凝土卸点，主要解决上部振实；第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。混凝土分段浇筑完毕后，应在混凝土初凝之后终凝之前进行二次振捣或进行表面抹压，排除上表面的泌水，用木拍反复抹压密实，消除最先出现的表面裂缝，提高混凝土防水性能和表面观感。混凝土浇筑应在夜间进行，以缩小新旧混凝土间的温差，减少因限制条件下冷缩变形而产生的裂缝。
　　3．3泌水、浮浆处理
　　由于混凝土坍落度大，浇筑面广，在浇筑和振捣后，必然有大量的泌水和浮浆顺着混凝土坡面流淌，在低洼的地方沉积，若不及时清除，混凝土拌合物中的杜拉纤维会出现漂浮现象，影响抗渗效果。为此，在混凝土的浇筑过程中，先在未浇筑的一边设置集水坑。同时准备1台～2台吸水泵排干小承台内的积水。
　　
　　4大体积混凝土的养护与温控措施
　　4．1重视大体积混凝土的养护工作
　　养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。它的任务主要在于保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内外温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。混凝土的养护应注意保温、保湿及缓慢降温。对于大体积混凝土，夏季施工有条件时宜采用蓄水或流水养护，冬季施工时，可采用麻袋覆盖，侧面采用碘钨灯照射养护。“蓄水法”的具体操作如下：在混凝土表面覆盖双层麻袋，浇水湿润。混凝土在潮湿环境中的养护时间：对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d。要定期测定混凝土表面和内部温度，以便为养护提供调整依据。根据经验，大体积混凝土的温差变化在72h内波动最大，因此在这段时间现场值班不问断测量，测试频率为每1次／2h，测试时要求记录混凝土入模温度、每次测温时间、各测点温度值、各部位保温材料的覆盖和去除时间、浇水养护或恢复保温时间、异常情况如雨、风等发生的时间。
　　4．2进行严格的温度控制
　　4．2．1进行温度预测分析
　　根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用计算机仿真技术对大体积混凝土施工期温度场和温差进行动态模拟及预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化的规律，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准，进行保温养护优化选择。在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度十水化热温升值－环境温度。
　　4．2．2进行施工温度控制
　　首先，要控制混凝土浇筑人模温度。在高温施工季节，可采用冷却拌合用水，对砂石料进行遮阳覆盖，并用水喷淋冷却等方法，最大限度的降低混凝土人模温度。其次，混凝土浇筑温度，主要是混凝土在浇筑过程中的温度，浇筑温度直接影响混凝土体内的温度场，是引起混凝土内部收缩裂缝的最主要原因。要合理部署施工，尽量避免在炎热天气浇筑大体积混凝土。在夏季，采用混凝土输送泵进行浇筑时，对处于日照中的泵管，要进行遮盖或包裹。最后，可在浇筑混凝土时投入适量毛石、卵石，以吸收热量，并节约部分混凝土材料，但应控制比例，宜控制在20％～30％，石块不应太大，一般不超过15cm长。根据工程实际经验，混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃，当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，应不大于25℃～30℃。混凝土浇灌完后，立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。
　　4．3进行混凝土温度监测
　　温度监控的首要任务在于及时准确地进行温度观测。应在基础内埋设测温点，深度分别设在板中及距表面10cm处，分别测量中心最高温度和表面温度，测温管均露出混凝土表面12cm。测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行。测试温度应有专人负责记录，画图表反映承台中心温度变化规律。一旦内外温差超过25℃，应立即调整保温措施，加盖麻袋、薄膜。
　　
　　5结语
　　随着大体积混凝土愈来愈多地应用在众多实际工程中，对大体积混凝土温度裂缝的研究也在不断深入。实践证明，要保证大体积混凝土的施工质量，除要满足强度、刚度、整体性、抗渗等要求外，还应根据混凝土结构的不同特点、受力状况、约束条件等因素进行综合考虑，从工程设计、原材料选用、改善施工工艺、做好温控和养护工作等方面入手进行全面的质量控制，从而减少温度裂缝的产生，保证大体积混凝土的质量。

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