探析高层建筑大体积混凝土的施工技术及裂缝防治

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】大体积混凝土由于截面大、水泥用量大、内外温差大、温度收缩应力很容易导致钢筋混凝土产生裂缝。为此，本文重点讨论了在混凝土施工中合理选用材料，对混凝土配合比，供应进行优化，选用科学的施工方法，加强混凝土养护及混凝土裂缝的预防与控制等方面介绍了大体积混凝土施工技术。
　　【关键词】大体积混凝土；施工技术；防裂措施
　　近几年，随着建行业的迅速发展，建筑物的高度越来越高，规模越来越大，大体积混凝土的应用越来越普遍。与普通钢筋混凝土相比，大体积混凝土具有结构厚，体形大，钢筋密，砼数量多，工程条件复杂等特点。
　　1. 材料的选用
　　1.1 水泥的选用
　　混凝土主要考虑抗裂缝性能好，兼顾低热和高强两方面的要求，部分表层砼，除抗裂性能外，还要求抗冻融性，耐磨性，抗蚀性，强度高及干缩较小，故此施工一般可用低热矿渣水泥，中，高标号的中低热硅酸水泥，此外，采用的水泥应对其品种，级别，包装和散装仓号，出厂日期等进行检查，并应对其强度，安定性及其他必要的性能进行复检，其质量必须符合现行国家标准的规定方可使用。
　　1.2 滑料的选择
　　一般选用结构致密，并有足够强度的优良骨料，符合有关的标准，规范的要求，此外，还应注意以下几点（1）粗骨料要求洁净，不含杂质。估伤脑筋大粒径的卵石或碎石，含泥量小于等于1%。（2）细骨料建议采用中砂，含泥量小于等于3%。
　　1.3 矿物拌合料
　　在砼中掺加磨细矿物拌合料后，可以起到降低温升，改善和易性。增进后期强度，改善砼内部结构，提高耐磨性，并可代替部分水泥，节省资源，起到抑制碱，骨料反应的作用。常用粉煤灰，高炉矿渣，沸石粉等。
　　1.4 水
　　拌制混凝土宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合国家现行标准《砼用水标准》JGJ63的规定。外加剂：不同品种外加剂的掺加通常可起到改善混凝土拌合物的流动性，调节混凝土凝结时间，硬化性能，改善混凝土的耐久性等作用。外加剂的选用应根据设计和施工的要求通过试验及技术经济比较确定，不同品种的外加剂复合使用时，应注意其相容性及对砼性能的影响，使用前应进行试验，满足要求方可使用。
　　2. 混凝土配合比的确定与优化
　　（1）水泥初凝时间不少于6小时。（2）砂率控制在35-40%。（3）混凝土中的最大氧离子含量为0.06%。（4）混凝土中的最大碱含量为3.0KG/M3。（5）水泥中铝酸三钙含量小于8%。
　　3. 优化混凝土的供应
　　大体积混凝土应由商品砼搅拌站供应。原材料计量要准确，保证配合比的准确性。
　　3.1 计量
　　要求使用检定过的计量器具，保证计量正确。
　　3.2 拌制
　　控制原材料投入搅拌机顺序，不采用“外掺”、“后掺”的作法，严格控制拌制时间，搅拌完成后装入运输车时，即测定坍落度，同时观察混凝土的和易性，不得存在离析，分层等现象，坍落度不符合要求的砼不能出站。
　　3.3 运输
　　根据路线的比对，交通的状况，随时增减车辆，保证混凝土的正常供应，混凝土运输时间不得大于180MIN，混凝土运输车辆离开搅拌站后不得掺加任何材料，包括水、外加剂等。
　　4. 大体积混凝土的施工工艺.
　　41分块分层的浇筑混凝土，有利于错开拌合物内各层的水化时刻，分散混凝土的放热峰值。一般在第一层混凝土还未初凝时，浇注上一层。
　　4.2 在振捣上一层时，振动棒应插入下一层50-100MM，以消除两层之间的接缝，振动时间不宜过长，防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。
　　4.3 在浇筑完毕到混凝土初凝前，粗抹面一次，混凝土接近终凝时，应用木模第二次抹光，消除混凝土表面的龟裂纹。
　　4.4 采取措施控制浇筑温度，如拌和用水以碎冰形式加进混凝土拌合物中，使新拌混凝土的温度被限制在4-6度，在施工现场搭建遮阳蓬，防止烈日暴晒混凝土表面等。
　　4.5 必要时可以预埋冷却水管，用循环水进行人工导热，以降低混凝土的内部温度。
　　泌水及表面处理。混凝土在浇筑，振捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺砼坡面下流到坑底，通过侧模底部开孔将泌水排出基坑，当混凝土大坡面的坡角接近顶端模板时，改变混凝土浇筑方向。及时用刮板将表层的泌水水分刮出，以提高混凝土质量，减少表面裂缝。
　　5. 大体积混凝土易裂的原因
　　5.1 水化温升高，体积变化大
　　混凝土体积越大，水泥总用量相对大，水泥水化产生的热量越不易散发，温升越高，引起的体积变化也越大，大体积混凝土浇注后，内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内涨外缩，使构件表面产生很大的拉应力以至开裂。
　　5.2 受约束，产生拉应力
　　不受约束的混凝土是不会产生内就历程的，体积变化受约束才产生内应力。约束条件有两种，即外约束和内约束，外约束是指结构物的边界条件，一般指基础或其他外界因素对结构物的约束，水泥水化后期，散发热量大于放热量，构件温度降低，体积收缩，受边界条件约束，产生拉应力。
　　抗拉能力低。混凝土是脆性材料，抗压能力较高，抗拉能力较低，抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右；极限拉伸也很小，大体积混凝土温度变形受约束时产生的拉应变很容易产生裂缝。以上三方面同时存在，并达到相当程度必然会发生裂缝，缺少其中一个，或其中一个没有达到相当程度，裂缝可能不会发生，大体积混凝土裂缝产生的最根本原因是水化温升的引起的体积变化。
　　6. 大体积混凝土防裂的措施
　　分析大体积混凝土裂缝的成因和工程实践表明：控制水化热，改变约束条件，提高混凝土极限拉伸能力等措施都有效的防止裂缝的形成。
　　6.1 原材料选择及配合比设计
　　水泥。不同品种水泥水化所释放的热量各异，大体积混凝土宜选用水化热低，凝结时间长的水泥，在满足水泥混凝土和易性，力学性能和耐久性的条件下，尽量使水泥用量降低至最小限度，从文献资料得知，减少水泥用量可以减少总的水化放热量，从而可以降低混凝土内外温差。
　　6.2 活性掺合材料
　　在大体积混凝土中掺加活性掺合材料，既可以相应减少水泥用量，又可以降低混凝土水化温升，目前在南方地区粉煤灰是最理想的活性掺合材料。掺加粉煤灰能大幅度降低混凝土的水化热，粉煤灰火山灰反应进展比较尺缓，发热的速度较低。试验数据表明，用粉煤灰取代20%的水泥，用使7D内的水化热下降11%，取代30%的水泥时下降25%。
　　6.3 外加剂
　　大体积混凝土宜选用高效缓凝型减水剂。外加剂的缓凝的作用可使水泥水化放热速率减慢，有利于热量消散，能使混凝土内部温升降低。高效缓凝型减水剂还具有一定的引气作用。混凝土中引入一定量的微小封闭气泡，能有效地减小骨料间的摩阻力，使混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土内部的孔结构得到改善，也有利于提高混凝土的抗渗性和抗冻性等耐义指标。高效减水作用能大幅度地减少混凝土用水量，保持水灰比不变，可大幅度减少混凝土中的水泥用量，亦即降低总的水化热。另外，在大体积混凝土中也可采用膨胀剂来控制裂缝的产生，膨胀剂具有膨胀效应，它不但可补偿混凝土的收缩，而且能降低混凝土的整体温度，但是膨胀剂的成本较高且质量参左不齐，应通过试验慎重选用。
　　7. 结束语
　　大体积混凝土施工，只要选好原材料，确定配合比，并在施工组织和施工技术上采取必要的措施，就能控制温度裂缝的产生。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-3373955.htm