房屋建筑工程大体积混凝土施工技术.doc

房屋建筑工程大体积混凝土施工技术
房屋建筑工程大体积混凝土施工技术

　　摘要：文章主要介绍了大体积混凝土的概述以及施工经常出现的问题，并且分析了产生裂缝的原因；还综合的探讨了如何处理大体积混凝土裂缝的施工技术及大体积混凝土的养护和后浇带处理。

　　关键词：建筑工程；大体积混凝土；施工技术；
　　中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
　　引言
　　在建筑工程施工过程中，经常涉及到大体积混凝土，例如建筑工程的基础施工，以及厚大的地下室底板、桩顶承台梁、转换梁或板、内筒外框架超高层的大截柱等浇筑施工，均属于大体积混凝土施工技术。由于大体积混凝土的体积较大，因此表面系数相对较小，在水泥水化过程中热量释放比较集中,内部升温速度相对较快，容易造成混凝土的内部与外层的温差过大，甚至可能产生温度裂缝，影响大体积混凝土的正常使用，因此，必须采取措施对大体积混凝土的施工质量加以控制。
　　 1大体积混凝土配合比及材料要求 制备混凝土时，首先应根据工程对和易性、强度、耐久性等的要求，合理地选择原材料并确定其配合比例，以达到经济适用的目的。大体积混凝土配合比的设计要求既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热，使其具有良好的和易性、可泵性，同时又考虑到降低水泥和水的用量。由于目前大体积混凝土许多都是由商业砼专业厂家提供，在这里，只简单论述。由于温差主要是由水化热产生的，故尽量采取早期水化热低的水泥。实践表明，降低熟料中C3A 和C3S 的含量，效果较好；部分水泥用粉煤灰代替，可使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少；粗骨料，要尽量扩大粗骨料的粒径，对防止裂缝的产生有利。细骨料，宜采用级配良好的中砂和中粗砂，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，可以有效的降低水化热，减少裂缝的产生。同时，细骨料尽量用干净的中粗沙，使其含最低泥量达到标准。
　　 2大体积混凝土产生裂缝的原因分析 水泥释放的水化热是混凝土裂缝产生的根本原因。虽然水泥在混凝土凝结时释放的水化热增强了混凝土的早期强度，但是较差的导热性使混凝土内部水化热散失不充分，从而形成较大的温差和温度应力，最终导致裂缝的出现。大体积混凝土是指最小断面尺寸超过1m的混凝土结构。由于尺寸较大，因此大体积混凝土需采取必要的技术措施解决由于水化热散失不充分导致混凝土产生裂缝的问题。
　　 3 大体积混凝土在施工中经常出现的问题
　　 3.1水泥在水化过程中释放大量的热量 水泥与水接触后发生化学反应，既生成了新的物质，又释放了一定热量。水泥与水反应会释放大量的热量，每克水泥达到502.42J，会升高混凝土内部的温度，温度可达600℃，甚至更高，最高温度出现在混凝土浇筑后的3d～5d内。由于混凝土散热性较差，所以水泥与水反应释放的热量会增大混凝土内外温差，当温差过大时，混凝土就会有温度应力和温度应力产生。由于体积膨胀和温度应力都和温度成正比，而且温度又与混凝土结构尺寸成正比，所以较大结构尺寸的混凝土，在升温后具有较大的温度应力和体积膨胀，在降温后也具有较大的体积收缩率，从而增大了出现裂缝的几率。当混凝土内部的温度应力大于约束力后，裂缝就会产生。
　　3.2内外约束条件对混凝土裂缝的影响 由于水泥水化作用释放热量，使混凝土结构中心温度升高，产生热膨胀，因而在混凝土结构中心受到压应力作用，而混凝土表面受到拉应力作用。混凝土自身有一定的抗拉强度，而且钢筋对混凝土变形有一定的约束作用，当混凝土表面的拉应力超过这些约束条件时，就会有裂缝出现。与地基相连的大体积混凝土，由于受到地基的限制，当温度变化时，能承受更大的约束力。在升温初期，混凝土具有较小的弹性模量，以及较大的抗拉应力松弛度和徐变。但降温时，混凝土就会产生较大的拉应力，当拉应力大于上述约束条件时，就会有垂直裂缝产生。混凝土构件的受力性能会受到徐变的显著影响。
　　 3.3环境温度对混凝土裂缝的影响 温度对混凝土徐变有重要影响。在温度不变化的情况下，大体积混凝土的内部温度仍会发生周期性的温度。一般情况下，升高温度会降低混凝土粘性，从而提高混凝土的弹性。当温度升高时，徐变速率会提高，当温度为70℃时，徐变速率比21℃时提高了2.5倍，而相比21℃时的徐变速率， 70℃～96℃之间的徐变速率仅提高了0.7倍。出现这种现象的原因是水分脱离凝胶体表面，使其独自承受剪切流变和分子扩散，最终导致徐变速率降低。混凝土内部温度由包括浇筑温度在内的三中温度组成，而浇筑温度又与外界气温成正比，由此可见混凝土内部温度与外界温度有一定关系。如果混凝土内部温度下降速度过快，就会增大混凝土内外的温度梯度，从而导致温差和温度应力的出现，如果温度应力过大就会产生裂纹，因此为防止裂缝出现，应重视控制混凝土表面与外界的温差。
　　 4 大体积混凝土施工技术与对策 对于大体积混凝土，在施工中出现温度裂缝是无法避免的，因此应采取合理的措施对裂缝进行有效防止。防止温度裂缝的出现应从控制温度和提高抗裂能力两个方面入手:一是从各个环节入手对温度进行控制，其重点就是使温度应力降低；二是采取一切可能办法使混凝土的抗裂能力得到提高。以上这些防止裂缝产生和发展的措施并不孤立，只有了解现场情况，才能采取合理的措施，实现控制温度裂缝的最佳效果。
　　 (1)需要选择合适原材料并对混凝土的配合比进行优化。以期获得抗裂能力较强的混凝土。此类混凝土具有一下特点：①较小的水化热温升和热强比；②较大的抗拉强度和拉伸变形极限；③低收缩、微膨胀的自生体积变形。
　　 (2)需要对过程温度进行合理的控制。对于大体积混凝土，控制过程温度就是控制入模温度，最高温度以及养护温度：一方面对于原材料，其初始温度控制着入模温度的高低，因此对骨料和水泥进行拌合时，应适当加入冷水，并且在较低外界气温条件下，进行混凝土浇筑；另一方面将冷却水通入到预埋在混凝土内的水管内，利用流水带走水泥水化热释放的热量，并降低浇筑层由于水化热引起的温升，最终实现对最高温度的控制；此外，还应精心管理和控制养护温度。
　　 (3)采取分层、分段，分缝式区域交错浇筑，大体积混凝土浇筑方案应根据整体连续性浇筑的要求，结构物的整体大小，钢筋疏密，混凝土运输供应条件等具体情况科学的确定。一是分面、分层浇筑，做到第一层全面浇筑完毕后，在第一层混凝土还未初凝时，且中间有部分时间释放热量后，在开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种施工方案适用于结构物厚度和体积大的工程，浇筑时宜从结构物的短边开始，沿长边推进；二是分段分层浇筑，混凝土浇筑时，可分为两段或多段，从中间向两段或从两端向中间同时推进，这种方案适用干结构物厚度不大，而长度较长的大体积混泥土工程。 (4)采用先进的施工工艺，参照成熟经验，合理组织施工。在加强混凝土质量控制的同时，应积极推广新技术、新材料和新工艺的应用，做好施工技术资料收集、整理与事后总结。同时还要在施工过程中针对施工现场情况，周围环境，天气气温及变化情况，精心安排混凝土一天时间中最有利的施工时间，并总结应用降温和保湿方法，从材料质量、施工技未，环境等方面采取措施，综合各方面条件，控制大体积混凝土裂缝，使结构工程、经济、合理、安全、实用、可靠。
　　5大体积混凝土养护与后浇带施工
　　5.1养护大体积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的抹压，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。在混凝土浇筑完毕后6～18小时内开始洒水养护， 其混凝土养护时间不宜小于28天，有特殊要求的部位宜适当延长养护时间。早期混凝土表面使用经常保持饱和水的麻袋或草袋进行遮盖，避免阳光直接曝晒，混凝土养护应有专人负责，并应做好混凝土养护记录。为确保混凝土外观质量，满足混凝土表面平整度的要求，对混凝土外露面的错台、挂帘、蜂窝以及混凝土表面残留木块、布条等应及时处理。 5.2后浇带施工后浇带的填充材料可采用膨胀混凝土，也可采用比缝两边混凝土高一个强度等级的普通混凝土，后浇带的宽度为700-1000mm，钢筋可不断，也可断开，后者施工麻烦，但释放应力程度略高。后浇缝可留成平缝，而以留成企口缝或阶梯缝为宜后浇缝浇筑混凝土之前，应将接缝处的混凝土表面凿毛，清洗干净，并保持湿润。后浇缝浇筑的施丁温度应低于缝两侧混凝土施工时的温度，且宜选择气温较低的季节施工。后浇缝混凝土浇筑后，其养护时间不应少于28d。
　　结束语
　　总之，在进行大体积混凝土的施工当中，由于它的施工质量会直接影响到建筑工程的质量问题，所以，应采取严格的相应措施对保证大体积混凝土在施工过程当中的可靠稳定性。对此，在确保合格质量的基础条件上，对原材料的控制、合理的配比设计、对于混凝土进行现场施工以及运输条件、养护作业等方面都是作为保证大体积混凝土质量的关键因素，同时，也是保障房建工程质量的基础条件，并具有重要意义。
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