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摘要:在土木工程中,混凝土施工的应用最为广泛,但随着土木工程的发展,对于混凝
土施工的技术和质量要求也越来越高。土木工程的混凝土施工技术决定着工程的质量和安全,
迫切需要探索更为科学的施工技术手段。本文针对土木施工过程中大体积混凝土裂缝产生的
原因进行分析,同时给出一定的防治对策,并对混凝土工程施工运用到的技术进行了探讨。
关键词:土木工程;建筑施工;大体积混凝土;裂缝;防治
中图分类号:TU7文献标识码:A
混凝土在工程建设中是一种最为常见的产品,它是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外
加材料混合而形成的非均质脆性材料。随着近几年国内基本建设领域的不断扩大,大体积混
凝土结构施工就被广泛地应用到实际工程中,其施工过程的监控对预防混凝土裂缝,确保建
筑物的使用安全至关重要。土木工程大体积混凝土施工技术直接关系到整个建设工程施工质
量和施工效益,然而大体积混凝土裂缝现象还是比较严重。
一、大体积混凝土施工中存在的主要问题
1、结构材料不达标
根据相关建筑工程行业的规定和标准分析,在目前多数建筑工程项目中,大体积混凝土
原材料还不能达到相关的质量要求。为提高工程建筑的质量,在工程项目施工中,混凝土材
料必须要能够达到设计标准,同时在施工过程中要确保砂石骨料的选择具有一定的含水量,
并且定期进行含水量的监测,从而保证混凝土强度能够满足目前的施工要求。
2、工程施工方案的设计
2.1设计机理
参照混凝土结构控制裂缝的标准,把广场的底板实施了分块:后浇带则把整个底板划分
为4块,以建立4个浇筑单元,块中未设置膨胀加强带,又将其分为4块,整个底板涉及到
16块。确定底板的分块之后,墙板与顶板与底板相同位置设计一个后浇带、加强带,以巩
固整个结构的稳定性。膨胀加强带宽2米,边缘每侧设密孔铁丝网用钢筋加固,避免加强带
外混凝土流入加强带内。膨胀现象会减弱混凝土结构的强度,因此膨胀加强带的混凝土强度
等级需要不断提升。
2.2配合比的设计
使用的砼材料:a.水泥:选择42.5Mpa常规硅酸盐水泥;b.砂:使用长江中砂,细度模
数Mx=2.6~2.8,表观密度2.64克/立方厘米,松散密度1410千克/立方米,紧密密度1550
千克/立方米,含泥量≤3%;c.石:使用湖州石子,粒径为5~31.5毫米连续级配,压碎指
标8%~9.8%,含泥量≤3%;d.膨胀剂:ZY膨胀剂;e.掺合料:选用中成电厂的Ⅱ级粉煤
灰。
二、混凝土裂缝产生的原因
混凝土是由多种不同材质的原料组成的施工材料,由于温度和湿度的变化、混凝土的脆
性和不均匀性以及结构不合理等等原因,都会使混凝土在施工过程中产生裂缝。轻则有损外
观效果,重则会减小建筑结构抵抗荷载的能力,降低建筑结构的整体性和刚度。如果按照深
度可将裂缝分为表面裂缝、贯穿裂缝和深度裂缝,表面裂缝对结构的影响不是很大,如果发
展成贯穿裂缝的话将会对工程结构产生严重的危害。当贯穿裂缝发展为深度裂缝时,就会切
断结构的断面,对结构整体的稳定性产生危害。
1、温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质,在整体结构完成后,当受到外部环境的温度变化时,会导
致混凝土发生变形,在混凝土的内部会产生应力,在这种应力向外扩散时受到束缚,超过了
所能承受的极限时,就会发生裂缝。
2、地基变形引起的裂缝
在整体结构施工后,会发生竖向的不均匀沉降或者是横向的位移等,由此在混凝土的内
部产生应力,当这种应力超出抗拉强度时就会发生裂缝。
3、钢筋锈蚀引起的裂缝
施工时对钢筋所做的保护层不规范,导致后期钢筋发生锈蚀,由此导致附近的混凝土再
次涨裂。
4、施工工艺的优劣引起的裂缝
混凝土的施工工艺是比较严谨的,如果在施工的过程中,因为施工工艺的不规范会在后
期使用中发生裂缝。
三、防治大体积混凝土裂缝形成的主要措施
1、水泥的品种及用量选择
水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和
发热量最大的是铝酸三钙(C3A),其他成分依次为硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)和铁
铝酸四钙(C4AF)。另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。充分利用混凝
土的后期强度,以减少水泥的用量。
2、控制温度
①减少混凝土中的水泥用量,改善骨料级配,优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺
入一定量的粉煤灰,可以增加混凝土的密实度,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低
最终收缩值,利用粉煤灰作混凝土的掺合料,降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温
升,提高混凝土的后期强度及其抗裂能力;②降低混凝土的浇筑温度,拌合混凝土时加水或
用水将碎石冷却;③减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热(热天浇筑);④埋设水管,冷水降
温;⑤规定合理拆模时间,气温骤降时做好混凝土表面保温措施,避免混凝土表面发生急剧
温度梯度;⑥在寒冷季节,对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,采取保温
措施。
3、混凝土养护
混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水,同时养护可以补充混凝土早期水化需要
的水分,有助于水泥水化的进行。混凝土的路面、桥面或地面施工,塑性收缩裂缝是长期困
扰的问题。过去混凝土泌水量大,一般采用二次收浆,然后开始养护,防止塑性收缩裂缝。
现代高性能混凝土基本没有泌水,如果风大或温度高,水分蒸发量大,混凝土表面很快就会
出现裂缝,因此必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。在工程实践中,人们也一直在摸索如何更
早地开始养护,以便得到更多的成功经验。
四、工程施工运用到的技术
1、后掺少量减水剂的控制
对于混凝土的浇筑需要密切关注当时的施工环境,特别是对温度的掌控。在春夏交际、
气温高的时节,混凝土在浇筑过程中最容易出现混凝土坍落度损失过大的情况,这就会影响
混凝土结构的整体稳定。如若在混凝土的浇筑过程中发生什么意外,比如在运输的土中堵车、
施工当中的事故等等,都会有一段时间的耽搁,这样就会影响混凝土的入模时间,也会使混
凝土坍落度损失增加从而不能达到使用性能的足够需要。配合比中FDN2I减水剂量为0.8%,
通常此减水剂的掺量最高为1%,在后掺减水剂时只考虑在0.2%以内。后加入比先掺入或
者相同掺量下减水的作用都是不断加强的,这样就会慢慢补偿坍落度的损失。在施工单位安
排混凝土运输车的时候,要做的就是最快的搅拌30转或1分钟以上,还要安排专业的技术
人员对于材料的配比进行控制。
2、地下室顶板浇注的控制
对于地下室的结构来说,大型长无缝混凝土结构就必须要按照正确的施工计划进行,这
样才能做到方案和实践中使用的状况相符合。对于地下室的顶板标准都有自己的浇筑流程,
浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后,完成地下室顶板的混凝土浇筑。对于早一阶段
裂缝的形成在浇筑顶板的时候要很好控制和把握,从混凝土收缩裂缝怎么发生的时序上来
看,裂缝出现的时间大多是在混凝土初次和最终凝结的时候,那么施工的工作人员就要按照
实际的情况结合自己的经验做好必要的调整,将顶板的二次或三次搓平、抹压,特别是初始
凝结时的抹压,以此来控制初期的裂缝,以最好的掌握裂缝控制。
3、地下室墙体混凝土配合比的控制
对于墙板混凝土的配比要做出更好的施工方案,要通过实践证明之后做好总结,了解使
用什么样的配比方案更合适,底板与墙板同为C30、P12,底板的水灰比为0.47,而墙板的
水灰比为0.41,混凝土的坍落度指标底板为20cm,控制墙板坍落度指标为15cm。通过这种
处理方案可以减小用水量,防止混凝土的收缩。
五、结束语
对大体积混凝土施工技术的要求对于现代的建筑也是非常重要的,因为大体积混凝土的
裂缝对施工及其构筑物危害很大,严重影响构筑物的安全使用,所以,我们在施工的过程中,
就要加强质量监督工作,施工工艺也要严格按照规范执行,并协调好各方面的工作,保证工
程优质高效的完成。
参考文献:
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社.1997.
[2]陈观明.土木工程重大体积混凝土结构施工技术分析[J].中小企业管理与科技,2010
(11)
[3]王刚.浅析土木工程建筑中大體积混凝土结构的施工技术[J].科技创新与应用,2013
(05)
土施工的技术和质量要求也越来越高。土木工程的混凝土施工技术决定着工程的质量和安全,
迫切需要探索更为科学的施工技术手段。本文针对土木施工过程中大体积混凝土裂缝产生的
原因进行分析,同时给出一定的防治对策,并对混凝土工程施工运用到的技术进行了探讨。
关键词:土木工程;建筑施工;大体积混凝土;裂缝;防治
中图分类号:TU7文献标识码:A
混凝土在工程建设中是一种最为常见的产品,它是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外
加材料混合而形成的非均质脆性材料。随着近几年国内基本建设领域的不断扩大,大体积混
凝土结构施工就被广泛地应用到实际工程中,其施工过程的监控对预防混凝土裂缝,确保建
筑物的使用安全至关重要。土木工程大体积混凝土施工技术直接关系到整个建设工程施工质
量和施工效益,然而大体积混凝土裂缝现象还是比较严重。
一、大体积混凝土施工中存在的主要问题
1、结构材料不达标
根据相关建筑工程行业的规定和标准分析,在目前多数建筑工程项目中,大体积混凝土
原材料还不能达到相关的质量要求。为提高工程建筑的质量,在工程项目施工中,混凝土材
料必须要能够达到设计标准,同时在施工过程中要确保砂石骨料的选择具有一定的含水量,
并且定期进行含水量的监测,从而保证混凝土强度能够满足目前的施工要求。
2、工程施工方案的设计
2.1设计机理
参照混凝土结构控制裂缝的标准,把广场的底板实施了分块:后浇带则把整个底板划分
为4块,以建立4个浇筑单元,块中未设置膨胀加强带,又将其分为4块,整个底板涉及到
16块。确定底板的分块之后,墙板与顶板与底板相同位置设计一个后浇带、加强带,以巩
固整个结构的稳定性。膨胀加强带宽2米,边缘每侧设密孔铁丝网用钢筋加固,避免加强带
外混凝土流入加强带内。膨胀现象会减弱混凝土结构的强度,因此膨胀加强带的混凝土强度
等级需要不断提升。
2.2配合比的设计
使用的砼材料:a.水泥:选择42.5Mpa常规硅酸盐水泥;b.砂:使用长江中砂,细度模
数Mx=2.6~2.8,表观密度2.64克/立方厘米,松散密度1410千克/立方米,紧密密度1550
千克/立方米,含泥量≤3%;c.石:使用湖州石子,粒径为5~31.5毫米连续级配,压碎指
标8%~9.8%,含泥量≤3%;d.膨胀剂:ZY膨胀剂;e.掺合料:选用中成电厂的Ⅱ级粉煤
灰。
二、混凝土裂缝产生的原因
混凝土是由多种不同材质的原料组成的施工材料,由于温度和湿度的变化、混凝土的脆
性和不均匀性以及结构不合理等等原因,都会使混凝土在施工过程中产生裂缝。轻则有损外
观效果,重则会减小建筑结构抵抗荷载的能力,降低建筑结构的整体性和刚度。如果按照深
度可将裂缝分为表面裂缝、贯穿裂缝和深度裂缝,表面裂缝对结构的影响不是很大,如果发
展成贯穿裂缝的话将会对工程结构产生严重的危害。当贯穿裂缝发展为深度裂缝时,就会切
断结构的断面,对结构整体的稳定性产生危害。
1、温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质,在整体结构完成后,当受到外部环境的温度变化时,会导
致混凝土发生变形,在混凝土的内部会产生应力,在这种应力向外扩散时受到束缚,超过了
所能承受的极限时,就会发生裂缝。
2、地基变形引起的裂缝
在整体结构施工后,会发生竖向的不均匀沉降或者是横向的位移等,由此在混凝土的内
部产生应力,当这种应力超出抗拉强度时就会发生裂缝。
3、钢筋锈蚀引起的裂缝
施工时对钢筋所做的保护层不规范,导致后期钢筋发生锈蚀,由此导致附近的混凝土再
次涨裂。
4、施工工艺的优劣引起的裂缝
混凝土的施工工艺是比较严谨的,如果在施工的过程中,因为施工工艺的不规范会在后
期使用中发生裂缝。
三、防治大体积混凝土裂缝形成的主要措施
1、水泥的品种及用量选择
水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和
发热量最大的是铝酸三钙(C3A),其他成分依次为硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)和铁
铝酸四钙(C4AF)。另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。充分利用混凝
土的后期强度,以减少水泥的用量。
2、控制温度
①减少混凝土中的水泥用量,改善骨料级配,优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺
入一定量的粉煤灰,可以增加混凝土的密实度,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低
最终收缩值,利用粉煤灰作混凝土的掺合料,降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温
升,提高混凝土的后期强度及其抗裂能力;②降低混凝土的浇筑温度,拌合混凝土时加水或
用水将碎石冷却;③减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热(热天浇筑);④埋设水管,冷水降
温;⑤规定合理拆模时间,气温骤降时做好混凝土表面保温措施,避免混凝土表面发生急剧
温度梯度;⑥在寒冷季节,对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,采取保温
措施。
3、混凝土养护
混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水,同时养护可以补充混凝土早期水化需要
的水分,有助于水泥水化的进行。混凝土的路面、桥面或地面施工,塑性收缩裂缝是长期困
扰的问题。过去混凝土泌水量大,一般采用二次收浆,然后开始养护,防止塑性收缩裂缝。
现代高性能混凝土基本没有泌水,如果风大或温度高,水分蒸发量大,混凝土表面很快就会
出现裂缝,因此必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。在工程实践中,人们也一直在摸索如何更
早地开始养护,以便得到更多的成功经验。
四、工程施工运用到的技术
1、后掺少量减水剂的控制
对于混凝土的浇筑需要密切关注当时的施工环境,特别是对温度的掌控。在春夏交际、
气温高的时节,混凝土在浇筑过程中最容易出现混凝土坍落度损失过大的情况,这就会影响
混凝土结构的整体稳定。如若在混凝土的浇筑过程中发生什么意外,比如在运输的土中堵车、
施工当中的事故等等,都会有一段时间的耽搁,这样就会影响混凝土的入模时间,也会使混
凝土坍落度损失增加从而不能达到使用性能的足够需要。配合比中FDN2I减水剂量为0.8%,
通常此减水剂的掺量最高为1%,在后掺减水剂时只考虑在0.2%以内。后加入比先掺入或
者相同掺量下减水的作用都是不断加强的,这样就会慢慢补偿坍落度的损失。在施工单位安
排混凝土运输车的时候,要做的就是最快的搅拌30转或1分钟以上,还要安排专业的技术
人员对于材料的配比进行控制。
2、地下室顶板浇注的控制
对于地下室的结构来说,大型长无缝混凝土结构就必须要按照正确的施工计划进行,这
样才能做到方案和实践中使用的状况相符合。对于地下室的顶板标准都有自己的浇筑流程,
浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后,完成地下室顶板的混凝土浇筑。对于早一阶段
裂缝的形成在浇筑顶板的时候要很好控制和把握,从混凝土收缩裂缝怎么发生的时序上来
看,裂缝出现的时间大多是在混凝土初次和最终凝结的时候,那么施工的工作人员就要按照
实际的情况结合自己的经验做好必要的调整,将顶板的二次或三次搓平、抹压,特别是初始
凝结时的抹压,以此来控制初期的裂缝,以最好的掌握裂缝控制。
3、地下室墙体混凝土配合比的控制
对于墙板混凝土的配比要做出更好的施工方案,要通过实践证明之后做好总结,了解使
用什么样的配比方案更合适,底板与墙板同为C30、P12,底板的水灰比为0.47,而墙板的
水灰比为0.41,混凝土的坍落度指标底板为20cm,控制墙板坍落度指标为15cm。通过这种
处理方案可以减小用水量,防止混凝土的收缩。
五、结束语
对大体积混凝土施工技术的要求对于现代的建筑也是非常重要的,因为大体积混凝土的
裂缝对施工及其构筑物危害很大,严重影响构筑物的安全使用,所以,我们在施工的过程中,
就要加强质量监督工作,施工工艺也要严格按照规范执行,并协调好各方面的工作,保证工
程优质高效的完成。
参考文献:
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社.1997.
[2]陈观明.土木工程重大体积混凝土结构施工技术分析[J].中小企业管理与科技,2010
(11)
[3]王刚.浅析土木工程建筑中大體积混凝土结构的施工技术[J].科技创新与应用,2013
(05)