土木建筑工程中大体积混凝土结构施工技术分析

土木建筑工程中大体积混凝土结构施工技术分析摘要：随着建筑施工技术飞速发展，混凝土大体积施工得到了广泛应用，混凝土体积由几百立方米逐渐增大到几千立方米，甚至上万立方了，对于大体积混凝土施工技术提出了更高的要求。本文探讨了土木建筑工程中大体积混凝土结构施工技术。关键词：土木；建筑工程；大体积；混凝土结构；施工技术中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：在土木建筑工程中,经常遇到大体积混凝土结构,例如:高层建筑大型基础底板、深梁、大型设备基础等等,由于混凝土的体积大,聚集的水化热大,在混凝土内外散热不均匀以及受到内外约束的情况时,混凝土内部会产生较大的温度应力,导致裂缝产生。避免裂缝问题是大体积混凝土施工技术的关键,文章针对此问题进行论述。一、大体积混凝土施工中的质量问题及影响因素1、混凝土的体积稳定性混凝土的体积稳定性是指混凝土在抵抗物理、化学作用下产生变形的能力。体积稳定性不好致使混凝土的抗渗性性能降低，溶液性的物质渗透纠混凝土中，造成混凝土的耐久性能下降。2、混凝土的收缩收缩是混凝土本身所固有的一种重要特性。在没有负载的情况下，混凝土的开裂往往由于收缩变形而导致。3、混凝土的徐变在任意荷载作用下，混凝土结构除了发生弹性变形外，还产生一种随时间缓慢增加的非弹性变形，称为“徐变变形”。徐变能降低大体积混凝土结构的温度应力，减少收缩裂缝，但结构的徐变也有不利的一面，比如徐变会不断加大结构的变形。在预应力混凝土结构中，徐变会还会引起预应力的损失等，所以应综合考虑徐变的影响。4、混凝土所用材料的影响（1）水泥和水混凝土结构开裂主要是由于本身收缩受到约束而产生的拉应力超过其抗拉强度。混凝土产生的收缩值及强度值因水泥种类、水泥用量拌制不同而不同。水泥的细度问题是需要我们特别关注的，水泥的细度越细，混凝土越容易开裂。（2）砂、石骨料混凝土骨料的含泥量越高越容易开裂。这是由于骨料表面所带的泥份妨碍了骨料与水泥浆之间的咬合粘结，弱化了界面结构，因而降低了混凝土的抗拉强度。（3）外加剂和掺合料试验表明掺化学外加剂的混凝土干缩值较大。使用一般化学外加剂比使用促凝性AE减水剂的干缩值低。混凝土的初期干缩值在使用外加剂的情况下较大，不掺外加剂比使用促凝性AE减水剂混凝土的干缩值低。混凝土掺加膨胀剂时养护的要求更高。在早期养护不好时，膨胀混凝土更容易发生裂缝。二、土木建筑工程中大体积混凝土结构施工技术措施1、大体积混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计的指导思想是：采用双掺技术，减少单方水泥用量，降低水泥化热；采用低水胶比；提高混凝土的极限抗拉强度，延长混凝土凝结时间。配合比设计主要考虑以下几方面：水泥品种，尽量选用水化热较低的32.5或42.5矿渣水泥，根据混凝土强度等级选用。尽管矿渣水泥早期强度较低，但由于大体积混凝土内温度较高，水泥水化速度较快，基本不影响混凝土早期强度。另外根据设计部门对混凝土强度发展的要求，也可选用普硅水泥甚至硅酸盐水泥。水泥用量，尽最大限度减少水泥用量，同时参照水泥厂的水泥强度历史资料，充分利用水泥强度的后期发展，减少水泥用量。减少水泥用量既可以降低混凝土内最高温度又可以减少混凝土的收缩。水灰比(水胶比)，低水灰比可减少毛细孔，增强界面，提高混凝土的致密性，降低混凝土的内部温升。具体配制过程中要考虑到混凝土的输送方式是泵送还是现场拌制，泵送混凝土需较大的坍落度。如混凝土配合比设计中需掺人微膨胀剂，太低的水灰比会影响膨胀即补偿收缩效果，所以确定水灰比要综合多方面的因素。混合材，主要有粉煤灰、矿渣、火山灰、超细矿粉等，目前较常用的是粉煤灰，粉煤灰由于其本身的成分、结构及颗粒形状等特征，在混凝土中可产生粉煤灰效应，即活性、形态、微骨料效应；粉煤灰的掺量约为水泥重量10%30%，可大大降低水泥用量，从而降低大体积混凝土内部最高温度。C30级以上混凝土宜采用一级粉煤灰。外加剂，掺入高效复合减水剂，减水率要求达20%25%，降低水灰比，降低水泥用量，同时满足混凝土的泵送要求，提高混凝土的极限抗拉强度。砂石骨料，骨料：选用粒径531.5mm的碎石，在石子规格上可根据施工条件，尽量选用粒径较大，级配良好的石子，适当增大粒径可减少用水量，含泥量控制在1%以下。砂子的细度模数在2.5以上、中、粗砂含泥量小于2%。含泥量高对混凝土的极限抗拉强度影响十分不利。微膨胀剂，目前我国生产的膨胀剂的品种和应用范围发展很快，绝大部分是硫铝酸盐系列，如UEA,CEA,AEA等。2、控制混凝土入模温度根据由搅拌前混凝土原材料的总热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理,可求得混凝土的出机温度,说明出机温度与原材料的温度成正比。为此对原材料采取降温措施。对混凝土出机温度影响最大的是石子的温度,砂的温度次之,水泥温度影响较小。为了降低混凝土的出机温度,其最有效的办法就是降低砂、石的温度。可采取以下措施:(1)用冷水冲洗石子在夏季气温高时,为防止太阳的直接照射,在砂石堆料场搭设简易的遮阳装置,砂石温度可降低3-5。(2)在搅拌混凝土用的贮水池内加入冰块,可使水温降低5-6。(3)对混凝土泵管进行覆盖,保温,减少混凝土泵送过程中的升温。(4)由搅拌、运输到混凝土入模,当气温不高于25时,持续时间不宜大于90min,当气温高于25时,持续时间不宜大于60in。混凝土的入模温度不宜高于30。从而使入模温度大为降低。3、加强混凝土的支护模板、浇筑和振捣大体积混凝土一般选用木模或砖胎模,以减少混凝土表面热量的散发。如果采用钢模板,必须采取保温措施,因其散发热量较快,会加大混凝土内外温差。混凝土和浇筑方案可根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密,以及混凝土供应等具体情况,采取分层分段!斜面分层等方式进行,使混凝土沿着高度均匀上升。浇筑时,要在下一层初凝之前浇筑上一层,避免上下浇筑层之间产生施工缝,宜采用二次振捣法,以保证良好的接槎,提高密实度,分层厚度一般为2030cm,且采用踏步式方式分层推进。混凝土宜专人振捣,振捣前进行交底培训,边角部位安排专人看护模板,防止漏振或振捣不实。混凝土浇筑过程中除进行正常的振捣外,在混凝土初凝前宜进行二次振捣,排除大粒径骨料和钢筋下的空气,增强混凝土的密实性,并进行二次抹压消除混凝土的干缩裂缝。4、大体积混凝土养护时的温度控制一般情况,在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点原则。(1)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,不大于2530。通常我们采用覆盖一层塑料薄膜上面敷设一层保温草帘的方法,塑料薄膜下预设补水软管,补水软管沿管长度方向每100mm开5mm水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,由专人负责覆盖及洒水养护,确保7天的养护期,可达到保温和保湿的目的,保证混凝土表面温度不至过快散失而产生表面裂缝,同时可避免拉应力所产生的贯穿性裂缝。(2)混凝土拆模时,混凝土的温差不超过20。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。(3)采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管,通入冷却水,降低混凝土内部最高温度,冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行。或者采用留置散热孔方法,均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。(4)保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如聚苯板等),在缓慢的散热过程中,使混凝土获得必要的强度,以控制混凝土的内外温差小于20。(5)混凝土表层布设抗裂钢筋网片,防止混凝土收缩时产生干裂。(6)混凝土泌水结束、初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,要求进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对底板面不能连续覆盖的部位,如墙、柱插筋部位、钢柱等采用挂草帘、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象。混凝土浇筑完成12h内,严禁上人踩踏,浇筑完成24h内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得踩踏。保温层在混凝土达到要求强度且表面温度与环境温度差要小于20时方可拆除。随着建筑施工技术飞速发展，混凝土大体积施工得到了广泛应用，混凝土体积由几百立方米逐渐增大到几千立方米，甚至上万立方了，对于大体积混凝土施工技术提出了更高的要求。大体积混凝土的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，若在大体积混凝施工过程中不