[摘 要] 大体积混凝土由于体积大、内部温度应力大,自身抗裂性能差,如在施工中不采取有效的组织和技术措施,非常容易产生不同成度的裂缝,有效的控制原材料,采取正确的施工工艺和养护保温措施,是控制裂缝产生的关键手段。
[关键词] 原材料 过程控制 养护保温
长治市颐龙湾C区商住楼,由两主楼及一裙楼组成,檐高89.2m,基底面积6100m2,基础形式为梁式筏板基础,其中两主楼基础梁高1.5m,筏板厚1.2m,梁外露300mm,基础砼量2500余立方,施工具有一定的难度。为了确保合同工期顺利交工,项目部从施工管理的各个方面进行了施工技术方案的优化,制定了切实可行的措施。通过采取正确的施工工艺和养护保温措施,确保了工程砼大面积浇筑的顺利施工,达到了预期施控目标。
一、精心部署,科学施工
项目部在浇筑前认真对浇筑时可能产生的难度,从两方面进行了严谨的论证。一方面是组织上的措施,主要是避免供货方发生断料,具体措施略过。二方面是从技术角度分析大体积混凝土,主要在三方面需要进行控制:裂缝控制,施工方法的采用,后期养护措施的采用。
首先是裂缝的控制,想要完全避免裂缝的产生是不可能的,但是要从最大限度上避免有害裂缝的发生。经分析,裂缝的产生主要由三个原因造成:
一是混凝土体积大,水泥总用量相对大,水泥水化产生的热量越不易散发,温升越高,引起的体积变化也越大,大体积混凝土浇注后,内部温度远较外部高,形成较高的温差,造成内涨外缩,使构件表面产生很大的拉应力以至开裂。二是混凝土构件受约束,混凝土的约束条件有两种,我们只分析其中的内约束,水泥水化后期,散热量大于放热量,构件温度降低,体积收缩,受边界条件约束,产生拉应力。
三是混凝土的抗拉能力低。混凝土是脆性材料,抗压能力较高,抗拉能力较低,抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右;极限拉伸也很小,大体积混凝土温度变形受约束时产生的拉应变很容易造成裂缝出现。
以上三方面同时存在,并达到相当程度必然会发生裂缝,缺少其中一个,或其中一个没有达到相当程度,裂缝可能不会发生,大体积混凝土裂缝产生的最根本原因是水化温升引起的体积变化。
针对以上的三个主要因素,我们逐一采取针对性措施进行有效控制。在取材方面,由于是采用商品混凝土,原材料的供应不在我方控制范围,我方与商品混凝土厂家商定,在浇筑期间,我方不间断有人在原材料现场进行监控,避免不合格材料的混用造成额外的麻烦。首先要降低水泥水化热,混凝土的热量主要来自水泥水化热,因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好。在砼配比中,采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术,减少每立方米混凝土中的水泥用量,以达到降低水化热的目的。其次选用适宜的骨料,粗骨料选用粒径较大,级配良好的碎石;细骨料选用中粗砂,改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期强度,减少用水量。骨料严格控制含泥量,粗骨料控制在1%,细骨料2%,这样做避免含泥量过高增大混凝土收缩,降低抗拉强度,大幅度降低抗裂性能,对裂缝控制是极为不利的。在拌制用水上严格控制水温,避免砼入模温度过大。成品混凝土严格控制坍落度,配比中要求坍落度为160±30,在每罐混凝土装车前由我方人员配合商砼试验人员进行坍落度检测,合格后允许装车。由于路程不远,10分钟左右即可到达,可不考虑输送过程中的坍落度损失。
二、技术交底,工艺严谨
首先对浇筑人员进行班前的技术交底是必要的,并且要严格进行分工,在组织措施上不允许出现任何不利影响。
混凝土浇筑采用分段分层的浇筑方法,这样做有利于错开拌合物内各层的水化时间,分散混凝土的放热峰值。一般在第一层混凝土还未初凝时,浇注上一层。我们将基础分成三段四层浇筑,每段20m左右,每层300mm,两层之间浇筑时间控制在下层砼初凝前。在振捣上一层时,振动棒插入下一层砼50-80mmm以消除两层之间的泌水及产生的接缝,振动时间不宜过长,防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。浇筑过程中应处理好泌水问题,砼在浇筑、振捣过程中,上涌的泌水和浮浆顺砼坡面下流到坑底,通过侧模底部开孔将泌水排出基坑,当砼大坡面的坡角接近顶端模板时,改变砼浇筑方向。及时用刮板将表层的泌水水分刮出,以提高砼质量,减少表面裂缝。在浇筑完毕到混凝土初凝前,粗抹面一次,混凝土接近终凝时,应用木模第二次抹光,消除混凝土表面的龟裂纹。
浇筑时间为5月中旬,混凝土的入模温度平均为6℃,符合入模温度的要求;基础厚度1.2m,不必要在内部设冷凝管,只需采取正确适当的养护方法进行温度控制即可。
四、养护措施,确保到位
砼浇筑完成后,所有外露部位全部覆盖,底层覆盖塑料薄膜,上层覆盖工业棉毡,侧面模板外挂双层棉毡,做到无直接暴露的构件小面积。由于梁高出基础30cm,截面相对于基础来说非常小,温度变化差异大,在交接处极易出现裂缝,因此对基础上层再进行蓄水养护,综合基础条件计算,只要蓄水深度达到84mm,可有效控制裂缝出现,考虑现场情况,蓄水深度与梁面齐平,保证梁表面不出现无水状态。
大体积砼保温养护需控制三个温度指标:一是混凝土内部最高温度不超过65℃。二是混凝土中心与表面、表面与环境温差均不能超过25℃。三是降温阶段混凝土降温速率小于3℃/d。在采用养护保温措施同时,对温度变化进行同步监测,利用基础中埋设的测温点,专人进行监测,第1-5d,每2h测温一次;第6-14d,每8h测温一次;测出砼底部、中部、上部、及大气温度,计算出各层间的温差,发现有异常立即采取保温措施。经过14天的蓄水保温养护措施,观察混凝土表面产生裂缝极少,基本达到预计的效果。
通过在该工程上的实践,我们总结出大体积混凝土施工,只要选好原材料,确定配合比,并在施工组织和施工技术上采取必要的措施,就能有效的控制温度裂缝的产生。防止工程质量上出现的通病,保证施工顺利进行、提高工效节约施工技术成本。
长治市建筑工程总公司 李霄罡 晋国恩