李成军
(北京城建道桥建设集团有限公司,北京 100124)
大体积混凝土施工中最为常见的问题就是裂缝,裂缝的产生会影响结构安全性、抗渗透性,对施工质量产生严重威胁,为此针对大体积混凝土的质量管理工作也主要是针对裂缝问题而存在的,下面将对大体积混凝土出现裂缝的因素进行分析。
大体积混凝土原材料包括水泥、骨料、水及外加剂,而这些材料都是非匀质材料,施工中可能会由于自身特点导致混凝土裂缝。例如所选择的水泥种类或者混凝土配合比例不当时,都会导致混凝土自身收缩与强度变化,超过强度所承受范围之后而出现裂缝。又或者当混凝土中的水泥含量过大时,大体积混凝土硬结过程中会释放大量水化热,并且在1-3d 内达到最大值。温度上升,而混凝土也会出现硬化,为此所产生的拉应力也相应较低,为此混凝土结构表面就会出现轻微裂缝,不过随着水化热所释放的热量达到峰值,混凝土构件的弹性模量也不断增强,构件降温收缩而产生的是变形约束力也持续上升,当混凝土结构的抗拉强度与自身的约束力不相适应时,构件就容易出现温度裂缝,甚至渗漏。
大体积混凝土内部温度的上升主要是由于水化热、浇筑温度变化与结构内部热量散失三种温度叠加形成的,而大体积混凝土由于其尺寸大,散热难度大,往往构件内部温度会达到65℃,有些项目甚至会达到90℃,对内部结构的温度控制难度是非常大的。为此如何保证大体积混凝土表面与内部温度控制在合理温度内成为质量管理的关键,避免外界温度急剧变化所导致的内外温差过大而形成贯穿的裂缝。
施工方面的影响因素主要包括三点:①施工操作不当,模板支撑不足或者混凝土结构拆模过早,或者未对预留洞位置及管道口位置未进行预埋,薄弱部位也未采取钢筋加强措施等都容易导致裂缝;②对混凝土的振捣不足,导致混凝土出现离析问题,结构表面存在浮浆而导致混凝土结构出现裂缝,对于厚度不足的混凝土结构甚至会出现宽度较大的严重裂缝;③混凝土缺乏合理养护,通过合理的养护工作能够控制构件表面与内部温度差,而施工单位为了追赶进度而缺乏完善的养护工作,暴露在大体积混凝土表面的部位水分散失过快,在相对湿度较小、外界温度较高的情况下容易出现干缩裂缝。
对于大体积混凝土由于其施工的特殊性,在选择施工材料时要进行严格控制,其中粗骨料要选择级配较高的碎石,严格控制骨料中的含泥量,要控制在1%以内。在混凝土搅拌过程中,为了避免混凝土凝结过程中产生大量水化热,为此需要尽可能的降低水泥用量,并且按照合理的比例掺入粉煤灰,借助粉煤灰延迟混凝土所产生的水化热。最后,对于水泥的种类在选择时要进行控制,尽可能的使用矿渣酸盐水泥,该水泥所产生的水化热较低,更适用于大体积混凝土施工。
在大体积混凝土构件浇筑之前,要求施工人员能够结合混凝土施工的实际情况来调整与控制混凝土的初凝时间,保证大体积混凝土的硬结时间的合理,一般需要在初凝时间控制在3-4h。当混凝土运送到施工现场之后,只需要按照大体积混凝土的初凝时间来添加减水剂与膨胀剂,不需要添加水。在正式浇筑环节,要严格按照施工顺序,分不同的施工分区浇筑。一般大体积混凝土的浇筑都是采取分层浇筑方式,在完成大体积混凝土的底层混凝土浇筑之后,紧接着连续开展第二层混凝土的浇筑,直至整个混凝土构件浇筑完毕,浇筑过程中伴随着振捣,从而保证大体积混凝土的密实度,振捣棒与振捣方式的选择要按照施工规范要求进行。另外,为了避免对大体积混凝土的振捣所带来的表面裂缝问题,就必须要保证混凝土的浇筑与振捣工作在混凝土初凝之前完成。之后还需要对混凝土构件的表面进行抹平与压实。大体积混凝土的浇筑工程必须要保证连续性,若是因为无法避免的原因而出现浇筑中断,则需要采取准备的应急备案,以保证最高水平的施工质量。
混凝土浇筑工作完成之后,还需要对大体积混凝土构件的中心温度及表面温度进行实时监测,还需要与构件所处环境中的温度进行比较。对于大体积混凝土的浇筑工作,需要对保证构件初凝之前所浇筑的混凝土都处于振捣密实状态,同时还需要加以覆盖,另外,对于构件中需要提前预埋的钢筋预埋件、管道预埋件等因素进行提前考虑,分层浇筑的过程中提前放置,避免浇筑的中断。
对于建筑工程项目而言,尤其是大体积混凝土常见的基础工程、桥梁工程等,项目所处环境相对来说都是较为恶劣的,而有些大体积混凝土施工还会在冬季开展,外界环境因素导致大体积混凝土容易出现裂缝问题,为此加强大体积混凝土的防裂控制是非常重要的。防裂技术措施主要包括以下几点:①进行分层浇筑;②对大体积混凝土设置后浇带或者施工缝,有效释放大体积混凝土中心位置的水化热,降低内部应力所导致的开裂;③加强大体积混凝土的养护工作,加强混凝土养护管理中的温度控制,从而实现对混凝土构件的养护,避免大体积混凝土由于内外温差,或者表面混凝土的快速失水而出现裂缝。
随着建筑工程项目规模的不断增加,大体积混凝土施工非常常见,同时大体积混凝土施工容易出现裂缝等质量问题,为此针对大体积混凝土的特点及性质,分析大体积混凝土质量问题的原因,并且采取改善对策是非常重要的。在本文中,就从材料、施工及专项防裂技术控制入手,提出大体积混凝土施工对策,为提高大体积混凝土的施工质量管理起到参考作用。