張健峰
(華新(南京)置業(yè)開發(fā)有限公司, 江蘇 南京 210046)
隨著建筑需求持續(xù)增長,大體積混凝土的適用范圍也顯著增加,更多的高層建筑采用了大體積混凝土的結構設計,更好的滿足大體量建筑設計要求,還有效推動建筑整體質量提升。經多年發(fā)展,大體積混凝土施工技術愈加成熟,對于整體澆筑質量也更有把握,但同時暴露的問題是施工建筑單位對于大體積混凝土不能實現各環(huán)節(jié)質量的嚴格控制,使得混凝土質量出現短板,容易造成大體積混凝土裂縫、結構強度不足等問題,這會嚴重損害建筑整體結構質量,要求掌握大體積混凝土施工技術要點,解決好水化熱、收縮以及環(huán)境溫度變化等問題,達到更高品質的大體積混凝土質量。下面將針對建筑大體積混凝土特點及澆筑質量控制措施展開詳述。
在現代建筑中,建筑結構體量增大的同時,大體積混凝土有更多應用,通常其幾何尺寸會在1 米以上,常用于建筑的基礎,在建筑結構質量中發(fā)揮重要作用。除體積大之外,其另一個顯著特點便是易產生溫度裂縫,其原因主要是較多水泥成分與水反應會大量放熱,再就是其表面系數小而限制熱量散發(fā)。溫度控制也是大體積混凝土澆筑的關鍵,在建筑施工中,會充分利用減水劑,有效的抑制水化發(fā)熱過程,以使其施工更加順利。同時,后期養(yǎng)護環(huán)節(jié)也很關鍵,決定大體積混凝土的最終質量,也是控制溫度裂縫的重要性窗口期,建筑企業(yè)應有所重視。
(一)水化熱問題。由于大體積混凝土中水泥用量較多,在水化反應中不可避免的產生大量熱量,以至于其內部急劇升溫,再加上相對散熱面積較小,嚴重阻礙水化熱的散發(fā),溫度分布不均加劇了溫度應力的變化,一旦超出混凝土結構的承受力,那么裂縫問題將會發(fā)生。
(二)混凝土收縮問題?;炷林械乃?,除了消耗在水泥水化作用之外,大多數水分是會直接散失到空氣中的,會使大體積混凝土出現明顯的干燥收縮現象。除此之外,混凝土在澆筑后的收縮現象的發(fā)生,還涉及到碳化、塑性以及化學收縮等反應。在實際應用中,用水量、澆筑環(huán)境、水泥材料規(guī)格型號等均對混凝土收縮有所影響,若控制不當,將引起混凝土塌陷、收縮裂縫等問題。
(三)環(huán)境溫度變化問題。在大體積混凝土施工中,環(huán)境溫度是重點監(jiān)測內容,直接關系其澆筑質量。在正常環(huán)境溫度范圍外,溫差問題將會更加顯著,不僅會加劇其內部溫度應力,還會妨礙水分蒸發(fā)。溫度過低,會延長混凝土凝結時長,而溫度過高,會因混凝土表層水分過度蒸發(fā)而造成表面裂縫。所以,要注意環(huán)境溫度的檢測與預測,以保證大體積混凝土施工措施合理性。
作為建筑施工重要環(huán)節(jié),大體積混凝土的澆筑質量尤為重要,需要從配比設計、溫度裂縫控制以及現場澆筑等方面進行控制,解決好大體積混凝土各類施工問題,可有效促進工程的順利實施,并為建筑質量提供更好的保障。下面就澆筑質量提升措施予以探討。
即使是常規(guī)混凝土,材料配比也是影響質量的關鍵性因素,更何況大體積混凝土結構,其對于結構厚度、強度、承載力等有更高要求,更要科學設計材料配比,以達到更優(yōu)的混凝土澆筑質量,這也是施工建筑單位需著重關注的內容。通過科學試驗材料配比,所要達到的要求不外乎如下內容:一是要達到大體積混凝土結構的設計強度;二是要有效限制水化熱的發(fā)生;三是要達到和易性和可泵性相關要求。在實際應用中,通常要經過實驗的方式來獲得最佳的材料配比,除常規(guī)材料外,添加劑的使用也是重要內容,通常為保證混凝土材料的可泵性以及更低程度的水化熱反應,還會添加合適比例的粉煤灰,這對于改善大體積混凝土質量有很大幫助。此外,常規(guī)材料中的水泥也要進行優(yōu)選,出于控制水化熱的考慮,可以選用礦渣水泥。而對于粗細骨料的選擇,要足夠的清潔并達到級配要求。
為了保證大體積混凝土澆筑質量,不光需要根據工程需求選擇一個合適的配合比,還應當制定可行且有效的裂縫預防性措施,盡可能避免溫度裂縫的產生,主要的措施有:
(1)選擇合適的配合比
為了盡可能的避免產生大體積混凝土溫度裂縫,工作人員需要對砂量進行適當的調整,將含泥量控制在一個合理的范圍之內,同時在里面放入適量的粉煤灰,作為混凝土的添加材料,保證其良好的抗裂性能。由工程經驗表明,一個好的混凝土配合比能夠有效提高水泥的利用率,減少水化熱的釋放,混凝土的強度也會得到保障,大大改善了其可泵性,并在大體積混凝土質量中起基礎性作用,進而保證建筑施工的經濟效益。
(2)控制混凝土入模溫度
大體積混凝土裂縫是比較常見的工程問題,而入模溫度便是起重要因素,需將其控制在一個合理的數值,以便更加有效解決溫度裂縫這一工程性問題。在進行溫度控制時,應當使?jié)仓囟仁冀K維持在一個較低的水平,可以通過加入低溫水并對其進行覆蓋的措施來實現。與此同時,為了不影響正常的施工進度,需要盡量減少混凝土運輸所需時間,增加混凝土的凝結時間,一般來說不得低于五個小時。在澆筑時應當避免采用較快的澆筑速度,以免混凝土中的熱量不能及時散發(fā),提早出現水化熱峰值不利于混凝土結構的穩(wěn)定性,因此在保證施工質量的前提下,最好采用較慢的澆筑速度。通常來說,為了減少混凝土入模溫度對結構穩(wěn)定性的影響,其數值不應當超過18 攝氏度。
(3)拆模時間合理控制
模板支立及拆除,對大體積混凝土質量有較大影響,而混凝土拆模對于溫度有著較高的要求,工作人員需要對此引起重視,做好溫度測量和監(jiān)控工作,保證拆模時混凝土溫度在合理范圍。側模拆除是其中的一項重要工序,要求拆模結束時外部和內部溫度之間的差值不應當超過25 攝氏度。一旦溫度差不達標,施工人員應當及時采取有效措施,使溫度差低于25 攝氏度,然后在此基礎上進行拆模工作。
(4)觀察并分析混凝土溫度的動態(tài)變化
為了進一步控制溫度裂縫,工作人員還需要及時記錄混凝土溫度的變化情況。想要做好這一工作首先需要選擇一個合適的測溫點,通常會采取埋設測溫裝置的方法,然后在埋設完畢后開始記錄與溫度相關的數據。在此過程中,測量的主要內容是混凝土外部和內部的溫度,一定要保證測量數據的時效性和可靠性,便于分析人員及時發(fā)現異常情況并采取措施來控制溫度,降低不良溫度的危害性,有效提高了大體積混凝土的施工質量。
當需要對大體積混凝土進行澆筑時,工作人員通常會進行分層處理,這是由其體積特點所決定的,比較常見的是分段分層和全面分層這兩種澆筑方式。分段分層主要是指在澆筑過程中,優(yōu)先選擇底層進行澆注,當澆筑距離滿足工程要求以后,再對前面的一層進行澆筑,以此類推一直到澆筑完畢。而全面分層主要是指在澆筑時施工環(huán)境對于尺寸要求不多時,進行逐級澆筑。在澆筑時一定要根據實際工況選擇最佳澆筑方案,不僅要追求更佳的澆筑效果,還要注重人力與物力損耗的控制,降低大體積混凝土施工成本。
綜上所述,時代在發(fā)展,建筑施工技術也有更大的進步,大體積混凝土作為現代建筑結構重要組成,因其體積較大,無形中放大了混凝土的特點,使得大體積混凝土質量控制難度也有所加大,溫度裂縫也成為主要質量問題。同時,混凝土施工主要面臨水化熱、混凝土收縮以及環(huán)境溫度變化等問題。為此,出于保障大體積混凝土澆筑質量的考慮,更要把握好材料配比設計、溫度裂縫控制以及澆筑等環(huán)節(jié),并且通過嚴格控制材料混合比例、入模溫度、拆模時間以及混凝土溫度變化,能夠顯著改善大體積混凝土溫度裂縫問題,促進澆筑質量的穩(wěn)步提升。