略論建筑施工中的大體積混凝土澆筑技術(shù)

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簡 介:在重大工程項目和高層建筑施工中,通?;炷烈淮螡仓枯^大,這種大體積混凝土的澆筑極易出現(xiàn)裂縫,如果施工中不加以控制,會產(chǎn)生許多嚴重的后果。所以,在澆筑大體積混凝土的施工,一定要認真組織施工,合理安排施工工序,才能確?;炷恋馁|(zhì)量。本文對大體積混凝土施工中的主要技術(shù)難點進行了簡要的闡述,提出了混凝土配合比設(shè)計、測溫養(yǎng)護的一些可供借鑒的方法。
    關(guān)鍵字:裂縫,降溫養(yǎng)護,澆筑方案
    大體積混凝土施工的主要技術(shù)難點是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土,出現(xiàn)再大的均勻收縮,也不會在內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。當混凝土處在地基等約束條件下時,內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應力,當拉應力超過當時混凝土的抗拉強度時,混凝土就會開裂。
    混凝土中水泥水化用水大約只占水泥重量的20%,在混凝土澆筑硬化后,拌合水中的多余部分的蒸發(fā)將使混凝上體積縮小。混凝土干縮率大致在(2-10) x 10-4范圍內(nèi),這種干縮是由表及里的一個相當長的過程,大約需要4個月才能基本穩(wěn)定下來。干縮在一定條件下又是個可逆過程,產(chǎn)生干縮后的混凝土再處于水飽和狀態(tài),混凝土還可有一定的膨脹回復。
    值得注意的是早期潮濕養(yǎng)護對混凝土的后期收縮并無明顯影響,大體積混凝土的保濕養(yǎng)護只是為了推遲干縮的發(fā)生,有利于表層混凝土強度的增長,以及發(fā)揮微膨脹劑的補償收縮作用。
    大體積混凝土澆筑凝結(jié)后,溫度迅速上升,通常經(jīng)3 d——5d達到峰值,然后開始緩慢降溫。溫度變化產(chǎn)生體積脹縮,線脹縮值符合△L=Lo. a.△T的規(guī)律,這里線脹縮值數(shù)取1 x 10-5(1/ 0C)。因為混凝土的特點是抗壓強度高而抗拉強度低,而且混凝土彈性模量較低,所以升溫時體積膨脹一般不會對混凝土產(chǎn)生有害影響。但在降溫時其降溫收縮與干燥收縮疊加在一起時,處于約束條件下的混凝土常常會產(chǎn)生裂縫,起初的細微裂縫會引起應力集中,裂縫可逐漸加寬加長,最終破壞混凝上的結(jié)構(gòu)性、抗?jié)B性和耐久性。
    混凝土降溫值=溫度+水化熱溫升值-環(huán)境溫度。其中溫升值的影響因素主要有水泥品種和用量、用水量、大體積混凝土的散熱條件(主要包括澆筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降溫措施)等。
    為盡量發(fā)揮混凝土松弛對應力的抵消作用,同時避免在混凝土硬化初期驟然產(chǎn)生過大的應力,應該減慢降溫速度。一般規(guī)定,混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃,降溫速度不大于1.50C/ d.
    該工程大體積混凝土的特點是:
    1)基礎(chǔ)厚1 .2 m ;
    2)基礎(chǔ)做了SBS防水;
    3)混凝土一次澆筑3 800 m3;
    4)混凝土強度等級C40.
    1、混凝土配合比設(shè)計
    對配合比設(shè)計的主要要求是:既要保證設(shè)計強度,又要大幅度降低水化熱;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性,又要降低水泥和水的用量。
    1)選用水化熱低的32 .5 MPa礦渣水泥,水泥用量僅為340 kg/ m3.
    2)大摻量I級粉煤灰(國外高達30 %)。摻量高達100 kg/ m3 ,占水泥用量的29%,占膠凝材料總量的21%.在大體積混凝土中摻粉煤灰是增加可泵性、節(jié)約水泥的常用方法。礦渣水泥本身就摻有20%一70%活性或惰性摻合料,再在礦渣水泥中摻近30%的粉煤灰,而且要配制大坍落度的C40混凝土,非常少見。這個摻量巳接近GBJ 146- 9.粉煤灰混凝土應用技術(shù)規(guī)范的規(guī)定的上限。
    2、混凝土的澆筑方案選用
    全面分層,采取二次振搗方案?;炷脸跄院?,不允許受到振動?;炷辽形闯跄▌偨咏跄龠M行一次振搗,稱二次振搗),這在技術(shù)上是允許的。二次振搗可克服一次振搗的水分、氣泡上升在混凝土中所造成的微孔,亦可克服一次振搗后混凝土下沉與鋼筋脫離,從而提高混凝土與鋼筋的握裹力,提高混凝土的強度、密實性和抗?jié)B性。
    全面分層,二次振搗方案就是當下層混凝土接近初凝時再進行一次振搗,使混凝土又恢復和易性。這樣,當下層混凝土一直澆完42m后,再澆上層,不致出現(xiàn)初凝現(xiàn)象。此方案雖然技術(shù)上可行,也有利于保證混凝土質(zhì)量,但需要增加人力和振動設(shè)備,是否采用應做技術(shù)經(jīng)濟比較。