苏振罡(朔州经济开发区建设管理部,山西 朔州 036000)
随着我国科技发展水平和创新能力的不断提升,建筑物施工技术愈加趋向成熟,大量的先进设备和长期的实践经验有效促进了建筑物施工技术和施工质量的提高,推动了我国社会经济和城市化建设的蓬勃发展。如今多数建筑物采用大体积混凝土施工技术,大体积混凝土在实际施工过程中,施工难度和施工技术要求较高,要求技术人员对施工质量要点的精准控制,且必须要在符合现行设计规范的条件下才能确保建筑的施工质量[1-5]。
混凝土从广义上来说是由胶凝材料、水、粗集料、细集料和必要的掺合料、外加剂,按适当比例配合,经过均匀拌和、密集成型及养护硬化而成的人造石材。在符合我国现行设计规范标准的前提下,对大体积混凝土进行设计时,由于施工技术难度较高,相关施工技术人员必须掌握混凝土的力学性能和耐久性能,且能结合大体积混凝土施工特点进行系统分析,以确保大体积混凝土的施工质量能满足建筑物的设计要求。大体积混凝土施工时最常出现的质量问题是混凝土开裂,开裂问题危害极其严重,它会影响结构的耐久性,降低结构的承载力,影响建筑的使用功能,同时会危害建筑物的安全性。大体积混凝土施工常选用钢、木和钢木混合模板,根据其温度特性进行具体的模板选择,为了防止大体积混凝土受外界影响而发生混凝土开裂破坏,需对新浇筑的大体积混凝土采取保温措施,以确保大体积混凝土施工的质量。因此,大体积混凝土进行施工时需注重其材料的比例配合、专业技术人员的选择、裂缝问题和支护模板的选择。
大体积混凝土最常见的开裂是由于水泥与水发生的水化反应(水化热)而导致。水化热是由于大体积混凝土其厚度远大于普通混凝土的厚度,但表面系数略低,水泥释放的热量较多且不易排出,内部环境温度高于外界环境温度,形成较大温差,因而导致混凝土结构的开裂,降低大体积混凝土结构的强度,进而影响建筑物的质量。
大体积混凝土裂缝成因除了水化热因素,还主要还包括外部约束力作用、外界的温度影响和混凝土的自缩等因素。外部约束力作用指的是大体积混凝土浇筑时是整体浇筑,会产生显著的约束力而导致结构出现裂缝;外界温度影响指的是混凝土浇筑后未采取保温措施和外部环境发生急剧性变化,使混凝土内部和外部形成温差而出现裂缝;混凝土的自收缩即是由胶凝材料水化反应导致体积缩小,弹性模量迅速增长,使混凝土结构出现裂缝。
混凝土在运输、泵送、振捣的过程中出现粗骨料下沉,水分上浮的现象称作混凝土的泌水。混凝土的水灰比越大和外加剂掺量过多都易出现混凝土的泌水现象。混凝土的泌水现象一般出现在大体积混凝土浇筑后2h左右,出现在大体积混凝土施工分层和分段浇筑的位置。混凝土的泌水现象会对混凝土表面及内部结构造成严重危害,对混凝土的强度、抗渗性和耐久性产生不利影响。
大体积混凝土施工质量控制要点主要以如何解决水化热、缩减内部与外部温差和减少结构出现裂缝为中心。对于各种问题的出现,从根源上找出成因,并对应采取有效措施解决。
大体积混凝土的浇筑方法有整体浇筑和分段浇筑两种,并根据具体情况进行选择。一是在浇筑时根据浇筑厚度进行全面分层,大体积混凝土施工中有多层浇筑层,依据每层的厚度对其进行全面分层,后一层混凝土浇筑必须在前一层混凝土初凝之前完成;二是根据混凝土浇筑长度进行分段分层,适用于混凝土浇筑层厚度不大但其长度较长的情况下。施工过程中需注意合理设置施工缝,并要求相关技术人员采用合理的施工工艺和施工工序,且提前准备好所需的不同类型的振捣工具,达到浇筑预期效果,以确保大体积混凝土施工质量。
大体积混凝土浇筑时每台泵车只需负责被划分的混凝土浇筑区域,浇筑时应从低处开始,延长边方向向另一端进行。当混凝土供应量充足时,也能多点同时浇筑,可以避免泵管经常冲洗和接长。浇筑分层的间隔时间要控制在可行范围之内,以避免由于各层浇筑时间间隔较长,影响各层之间混凝土的凝固间隔时间,从而影响大体积混凝土的整体浇筑效果。
在大体积混凝土浇筑时还需做其他的辅助措施:对混凝土的温度进行检测并记录数据;根据混凝土的时效性,必须确保大体积混凝土作业具备双电源供电措施;由于大体积混凝土浇筑需大量混凝土,应具有应急搅拌站的措施,以备不时之需;为了减小外部约束力对大体积混凝土结构集中应力作用,应设置滑动层,可有效避免混凝土裂缝的产生。
此外,在大体积混凝土浇筑遇大风天气时,作业面需要采取挡风措施,并及时覆盖保温材料;浇筑突发大雨时,需在结构合理部位布置施工缝,并及时终止混凝土浇筑,且对已浇筑但未硬化的混凝土进行覆盖,禁止雨水冲刷混凝土。
施工工艺和设备选择时,根据以往的实践经验,需提前预算混凝土完全凝结所需的时间。在进行大体积混凝土浇筑时,由于相关技术人员施工技术水平不成熟或其他外界环境因素而导致各层浇筑时间差过大,其分层段需按照施工缝进行处理。施工缝处理时应在已硬化的混凝土表面,清除表面浮浆、松动的石子及软混凝土层;混凝土要振捣密实,使新旧混凝土紧密结合。
通过长时间施工现场的考察发现,目前大体积混凝土浇筑施工技术效果还未达到理想化,施工质量距理论化仍存在一定差距。当前大体积混凝土分层浇筑是施工最常用方法之一,分层浇筑施工工艺和体系逐渐成熟起来,可以同时有益于振捣操作和增加散热程度,来提高大体积混凝土的施工质量。
大体积混凝土浇筑结束后,应注重混凝土的养护工作,需对混凝土的温度进行控制,减少内层与外层的温度差,避免混凝土产生温度裂缝。大体积混凝土由于水化热的原因,需技术人员全程进行内部与外部温度的数据记录,并根据记录的数据进行具体分析,对此制定有针对性的养护工作,来确保混凝土的整体质量要求。
大体积混凝土的温度检测时,电阻型温度计是最常用的测试工具,操作方便快捷,并易精准测出测量点的温度,可以确保所得数据的准确性。基于此,更需注重混凝土的后期养护工作。
大体积混凝土的养护工作是保证施工质量的关键所在,混凝土的养护即是通过对混凝土的温度和湿度的控制,使混凝土的刚度满足设计要求,并减少混凝土裂缝的产生。混凝土的养护主要有保温保湿覆盖法、淋水保湿法、喷雾保湿法和电热保温法等方法。对于混凝土保温保湿的养护应派专人负责,保湿养护时间不得少于14d,保持混凝土的表面湿润,以减少混凝土结构中的温度应力,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行。
后浇带是指在现浇大体积混凝土结构中,施工期间留存的临时变形缝,起到减小沉降变形的作用。大体积混凝土在实际工程中,由于外界环境变化和施工技术不成熟可能会造成混凝土开裂。后浇带的施工技术则可以有效解决混凝土的开裂问题,提高混凝土结构的整体性。由于混凝土浇筑施工中会遇到温度应力的作用,因此应该从大体积混凝土的施工长度、施工范围来对大体积混凝土的结构进行划分,并对大体积混凝土中施工缝进行施工组合,以减小温度应力差。同时,在大体积混凝土的后续施工过程中,通过后浇带施工技术将各段混凝土形成一个整体,提高大体积混凝土结构的整体性和韧性。后浇带施工方法在消除各部分温度差异后,可以提升大体积混凝土应对温度变化的能力。在大体积混凝土浇筑40d后,开始进行后浇带施工,应提前对接触面进行凿毛处理,以最大程度保证接触面清洁、湿润,避免由于热胀冷缩现象对后浇带施工产生影响。
大体积混凝土结构施工为我国建筑行业的蓬勃发展做出了巨大的贡献,在我国建筑工程质量发挥了重要的作用,是我国现代建筑施工技术的重要组成部分。大体积混凝土最容易出现的问题是混凝土开裂,严重影响建筑物结构的安全性和使用性,因此,在进行大体积混凝土施工时,应对水化热、裂缝、泌水等质量问题进行控制,保证浇筑技术、后浇带的施工技术和做好保温保湿的养护工作,以确证混凝土的质量,提高建筑物的整体性和安全性。