严宏涛 (安徽省中煤新集能源股份有限公司,安徽 淮南 232000)

大体积的混凝土在施工过程中,由于混凝土中水泥的水化放热反应,造成混凝土内部温升幅度要比表面温升大,而且混凝土升温峰值过后的降温过程中,内部降温速度又比表面慢,在上述过程中,混凝土各部分的温度变形及相互约束,加上边界的约束作用而使混凝土内部产生复杂的开裂应力状态。一旦开裂应力超过混凝土的收缩应力极限值时,混凝土就会出现开裂的缝隙,影响其结构的可靠性等。因此,管控大体积混凝土浇筑过程中产生的水化热引起的内部与外部产生温差,管控大体积混凝土产生有害的温度裂缝是施工技术关键所在。大体积混凝土的温度裂缝是能管能控的,关键在于采取可靠的方法控制水泥水化热的温度变化,即通过优化混凝土配合比,选择水化热小水泥品种,改善大体积混凝土的养护方法,以控制大体积混凝土温度裂缝的产生。因此,从大体积混凝土构造设计,原材料选择与配合比的设计、拌制、运输、施工,温度应力的监控和应急预案的制定等技术环节,采取一系列技术措施,才能预防、管控大体积混凝土裂缝的发生,保证混凝土质量。

1 温度裂缝形成的因素

1.1 水泥的水化热

水泥在硬化过程会放出大量热量,对于体积厚大、不良导体的混凝土,聚集在混凝土内部散发缓慢,促使其内部温度不断上升,达到60℃~70℃左右,造成内部与外表面热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土浇筑工后10~12d。

1.2 外界气侯变化

大体积混凝土结构在浇筑过程阶段中,外界气侯的变化对混凝土裂缝有着重要的影响。由于混凝土导热性差,外界温度下降会使混凝土表面温度急剧下降,而混凝土体内由于水化热作用仍处于高温状态,促使混凝土表面形成很大的温度梯度,限制混凝土表面的收缩,导致混凝土的徐变性能不能发挥出来。在混凝土龄期3~5d拆模时,其表面混凝土被暴露在较冷的空气中,也相当于一次温度骤降,因此在拆模时应立即进行保温养护以抑制温度裂缝的发生。

1.3 混凝土收缩

在混凝土凝结硬化过程中,产生化学收缩,这种收缩变形在约束的作用下会引起混凝土的开裂,随着混凝土龄期增长,混凝土裂缝也在发展。

2 预防措施

2.1 原材料选用

2.1.1 水泥品种

宜选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,如强度等级为42.5MPa的低热硅酸盐水泥,其龄期为7d,水化热分别为260kj/m,减少单位水泥用量,水泥用量控制在350kg/m3左右。

2.1.2 骨料

粗骨宜优先选用热膨胀系数小,极限拉伸系数小,极限拉拉强度高的骨料。粗骨不能选用粒径过大,骨料级配要有较大的堆积密度和较小的空隙率,控制水泥用量并保证密实度。细骨料宜采用中砂,其细度模数宜大于2.3,含泥量不大于3%中砂。

2.1.3 外加剂

在混凝土中加入缓凝剂后,改变混凝土的初凝和终凝时间,二者时间都延缓4~6h,前3天的水化热减少,有效控制混凝土内部与外部的温差,降低温度裂缝发生的可能性。

在混凝土中加入减水剂后,可降低混凝土的水灰比,减少单位用水量,有效控制因混凝土中水分的蒸发而引起混凝土收缩产生的裂缝。

2.2 控制混凝土入模温度

混凝土入模温度的控制首先从粗骨料、细骨料、水等原材料入手,其中降低粗骨料的温度是最有效的办法,其次是在施工工艺上控制入模温度,加强作业面通风条件,以加速混凝土内部热量的散发,同时做好表面隔热保温,防止表面温度骤降而引的温度裂缝。

2.3 现场浇筑混凝土温度的控制

施工现场环境温度对混凝土的浇筑温度影响不容忽视,所以要避开炎热天气浇筑混凝土,应在环境温度较低情况浇筑混凝土地,一般环境温度最低不宜低于5℃,最高环境温度不宜超过28℃。

在此竞赛项目中,视频率先给出活动情境说明:本活动为大班幼儿美术命题画教育活动片段,因而活动分析主要从四个方面进行分析:

2.4 劳动力及机械设备

人是施工中的主要因素。施工前需根据工程量大小及施工难易程度进行计算,确定工程所需要人工量。施工人员需要持有各个工种岗位技能证书进行上岗操作,安排有相关施工经历的队伍进行施工,尤其对于混凝土工,操作技术水平要严格要求。安排好施工人员,做好班组的安排,组织各主要工种及时到位,保证各个工序有效衔接,避免出现施工冷缝。在施工前对班组做好技术交底工作,并对技术交底执行情况进行检查。在混凝土施工过程中,施工技术管理人员、工长必须在现场值班。

根据设计图纸计算混凝土浇筑量,并以此计算出运输混凝土罐车的数量,混凝土泵车的数量。根据不同测温深度的要求加工测温管,确定合理的测温布设方案。

2.5 生产准备工作

①加强对钢筋,预留洞、预埋管线、预埋件、加强筋的检查,要符合设计图纸、规范的要求,做到准确无误。

②在施工作业面铺设人行脚手马道。

③做好分层浇筑混凝土厚度标志。

④检查振捣棒的配备数量、振幅,振动频率是否满足振捣要求。

⑤落实混凝土养护用的材料到现场情况。

⑥安排好泵车停机点,清理阻挡混凝土运输车辆的障碍物。

2.6 质量技术管理

①加强各种原材料检验、试验工作,安排试验员负责混凝土试块的制作,按相关规范留制强度试块、抗渗试块,及时了解混凝土强度和抗渗性能。

②在施工中严格按照已批复的施工方案及技术交底进行施工,做到责任明确,分工到人。

③为保证商品混凝土供应的连续性,加强现场指挥调度工作,还须联系混凝土供应商安排专人参与施工期间的现场值班。保证有备用运输车辆和泵车。

④要加强大体积混凝土浇筑后的保湿养护、测温工作检查。施工单位要有专人监测混凝土内部与外部的温差,发现温差超过技术交底指标,应及时反馈到技术职能部门,及时采取措施降低混凝土温升和温降的梯度,降低混凝土内部温度和表面温差。

2.7 制定施工工艺流程

①做好混凝土施工流水段的划分。

②在钢筋隐蔽工程验收通过后,混凝土浇筑前,施工单位技术人员、质量检查人员、班组长再次检查模板标高和轴线、钢筋数量和保护层厚度、预埋件位置尺寸、规格、数量等是否符合设计图纸的要求。检查模板支撑稳定性及模板按缝密实情况,做好隐蔽记录。

③对混凝土配合比进行抽样检查,并对进场的商品混凝土坍落度进行抽查。按规范留置同条养护试块和标养试块。

3 控制措施

大体积混凝土施工中控制措施如下:

①浇筑混凝土中随时到混凝土生产厂家检查各种原材料是否按配合比进行配制并要求混凝土生产厂家每车混凝土都要出具混凝土强度等级、坍落度、出厂时间、数量、施工部位和到达地点的送货单,现场对坍落度进行检查。

②要求混凝土工加强混凝土振捣、插点均匀排列,振捣时要做到“快插慢拔”,在振捣过程中,将振捣棒上下略有抽动,以使上下振动均匀,振动棒应插入下层50mm左右,以消除上下两层之间冷缝。振捣间距以500mm为宜、振捣时间以20~30s为宜;也不宜过振,以表面不再显著下沉、表面无气泡且泛浆均匀为准。加强第二次振捣工作,二次振捣时间控制在浇筑后的1~2h内,以提高混凝土强度与钢筋的握裹力,防止因混凝土沉陷而产生裂缝,增加混凝土密实度,使混凝土的抗压强度提高10%~15%左右,从而提高抗裂性。

③混凝土浇筑宜采用斜面分层法,即采用“分区定点,一个坡度、分层浇筑、循序推进、逐步到顶”的方法,采用合理的分层浇筑方式,每层厚度大约500mm,并任其斜向流动,层层推移,必须保证第一层混凝土初凝前进行第二层混凝土浇筑。此方法浇筑捣散热快,可降低混凝土的入模温度,且不宜产生冷缝。

④泌水问题处理措施:在施工中工严把各种原材料质量是关键,严格控制混凝土单位用水量、水灰比和砂率,监控掺放粉煤灰后的水灰比,控制混凝土施工中的各个工序质量。

⑤防止钢筋和绑扎钢丝接触模板,避免形成渗水通道,确保混凝土保护层必须满足设计及规范要求。

⑥混凝土浇筑完毕后,应在混凝土终凝后且面层强度达到每平方1.2mp后,方可上人支模或堆放材料。

⑦混凝土的表面处理:在振捣混凝土最上面一层时,要控制好振捣时间,避免表面产生太厚的浮浆层,在混凝土浇完后,及时用2m长刮尺,将多余浮浆刮除,按标高控制点,将混凝土表面用木楔抹平,有凹坑的部位用混凝土填平。在初凝前再用铁抹刀抹光闭合收水裂缝,保证混凝土内实外光。

⑧混凝土浇筑后,混凝土浇筑完毕后12h以内应对混凝土加以覆盖并保湿养护,避免风吹、日晒,表面出现急剧温度变化,以及受到振动或外力的扰动,造成变形产生严重裂缝。

⑨大体积混凝土养护时,不仅要满足混凝强度增长的需要,还应通过人工温度控制,防止混凝土表面与大气温差大于20℃引起大体积混凝开裂。

⑩对有抗渗要求的混凝土,采用普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于14天,采用矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土养护时间不得少于21天。

4 结语

在控制大体积混凝土温度裂缝时既要控制混凝土内外温差过大又要防止混凝土表面温度的突变。同时也要重视温度的监测,即在施工中随时监测混凝土内外温差变化趋势,并以此来调整温控措施,确保混凝土不开裂。另外施工过程中,工序和各环节采取防范措施,是减少裂缝产生和开裂的关键所在,只要各有关方面齐心协作,能确保建筑物和构件的安全耐久达到使用寿命。