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大体积混凝土施工技术

新型混凝土材料与材料随着中国经济的快速发展,中国的建筑业也取得了辉煌的成就。其中,混凝土结构设计理论与设计已经处于世界领先的水平。同时,也开发出了一批新型建筑材料,出现了一大批的高层、超高层工业或民用建筑。因此,大体积混凝土也越来越多的被应用到各种各样的实际工程之中。一、大体积混凝土施工技术特点大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上,施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。其施工特点是:整体性要求比较高,要求连续浇筑;结构的体量较大,浇筑混凝土后形成较大的内外温差和温度应力。大体积混凝土工程结构较厚,体形较大、钢筋较密,混凝土数量较多,施工条件较为复杂,施工技术要求高,必须同时满足强度、刚度、整体性和耐久性要求。另外,还存在如何控制和防止温度应力,变形裂缝产生等问题。随着大体积混凝土施工技术不断地提高,高质量的施工技术也成为社会发展的必然要求。随着生产技术和生产力的不断提高,建设领域的逐渐扩大,大体积混凝土逐渐应用于大型钢筋混凝土结构。但是,由于混凝土内部蓄热量大,温度应力增大,使得混凝土裂缝的控制问题成为设计及施工中的一个急需解决的重大问题。二、混凝土裂缝的形成裂缝是指固体材料中的某种不连续现象,在学术上属于结构材料强度理论范畴,是一种人们可以接受的材料特征。建筑结构的裂缝是不可避免的,如对建筑物抗裂要求过高,必将付出巨大的代价,科学的研究是将其有害程度控制在允许范围之内。因此,建筑物的裂缝控制是指将裂缝的预测、预防和处理工作。根据有关资料,混凝土早期裂缝80%左右由施工因素造成的,15%左右因混凝土材料方面的原因造成,5%左右因设计不当造成。按照日本混凝土工程协会编写的《混凝土工程裂缝调查及补强加固技术规程》,混凝土裂缝的产生主要与材料、施工、设计、使用环境等有关。因此,混凝土产生裂缝原因主要有以下几点:(一)混凝土结构的徐变(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,溶液性的物质渗透到混凝土中,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)结构的约束与约束在实际工程中,可以通过理论计算来控制裂缝;通常采用构造设计来对变形作用引起的裂缝加以控制。结构计算时,要先假定结构物的受力体系有关参数,而常规的计算模型与很多结构物的实际工作状态与有一定的差别,使得内力计算的结果与实际结果相差很大,这些未考虑到的可能内力一般会引起结构裂缝。对于约束条件的影响。结构在变形变化时,会受到一定的抑制而阻碍其自由变形,该抑制即称为“约束”。结构内部各质点之间的约束称为“内约束”,不同结构之间的约束称为“外约束”。三、混凝土大体积施工技术的应用大体积混凝土产生裂缝是由多种原因造成的,其主要原因是温度应力引起的应变造成的。要想避免大体积混凝土的质量问题也应进行综合治理。(一)大体积混凝土施工缝的设置原则(1)大体积混凝土基础的工程设计除应满足设计规范及生产工艺的要求外,宜符合下列要求:(1)混凝土设计强度等级宜在C25—C40的范围内;(2)配置承受温度应力及控制温度裂缝开展的构造钢筋;(3)当大体积混凝土置于岩石类地基上时,宜在混凝土垫层上设置滑动层;(4)设计中应尽可能减少大体积混凝土外部约束;(5)设计单位提出温度场和应变的相关测试要求;(6)大块式基础及其他筏式、箱体基础不宜设置永久变形缝及竖向施工缝;(7)大体积混凝土应根据混凝土浇筑过程中温度裂缝控制的要求设置水平施工缝。(2)大体积混凝土工程施工前,应验算浇筑体的温度、温度应力及收缩应力,确定施工阶段升温峰值,内外温差及降温速率的控制指标,制定温控的技术措施。一般情况下,混凝土入模温度绝热温升值最大值不超过45℃,内外温差不超过30℃,降温速率为2.0℃/d。(3)大体积混凝土施工前,应掌握近期气象情况(如高温、寒潮等)。在冬期施工时,应制定相应措施。(4)大体积混凝土模板宜采用钢模板、木模板或钢木混合模板。(二)确定层间开发缝和施工缝(1)混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑,不得随意留施工缝,并符合下列规定:(1)混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。当采用泵送混凝土时,混凝土的摊铺厚度不宜大于600mm。当采用非泵送混凝土时,混凝土的摊铺厚度不宜大于400mm。(2)分层连续浇筑或推移式连续浇筑,其层间的间隔时间应尽量缩短,必须在前层混凝土初凝之前,将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔应不大于混凝土的初凝时间。混凝土的初凝时间应通过试验确定。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时,层面应按施工缝处理。对于工程量较大、浇筑面积也大、一次连续浇筑层厚度不大(一般不超过3m),且浇筑能力不足时的混凝土工程,宜采用推移式连续浇筑法。(2)大体积混凝土施工采取分层浇筑混凝土时,水平施工缝的处理应符合下列规定:(1)清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子,并均匀的露出粗骨料。(2)在上层混凝土浇筑前,应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得有积水。(3)对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时,应采取接浆措施。(3)混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低混凝土出罐温度等方面的要求,并应符合下列规定:(1)当炎热季节浇筑大体积混凝土时,混凝土搅拌场(站)宜对砂、石骨料采取遮阳或降温措施。(2)当采用自备搅拌站时,搅拌站应尽量靠近混凝土浇筑地点,以缩短水平运输距离。(3)当采用泵送混凝土施工时,混凝土的运输宜采用混凝土搅拌运输车。混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。(4)在混凝土浇筑过程中,应及时清除混凝土表面的泌水。在大体积混凝土浇筑过程中,由于混凝土表面泌水现象普遍存在,为保证混凝土的浇筑质量,要及时清除混凝土表面泌水。因为泵送混凝土的水灰比一般比较大,泌水现象也比较严重,不及时清除,将会降低结构的混凝土质量。(三)保温养护要求(1)在每次混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,并应符合下列规定:(1)保温养护措施,应使混凝上浇筑块体的内外温差及降温速度满足温控指标的要求。(2)保温养护的持续时间,应根据温度应力加以控制、确定,但不得少于巧天。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行。(3)保温养护过

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