大体积混凝土质量控制分析.pdf

Intelligent Building and Construction Machinery智能建筑与工程机械2023年 8月Aug 2023第5卷 第8期Vol.5 No.80引言大体积混凝土是指最小断面大于 1 m 混凝土，大体积混凝土整体性要求较高，需要连续浇筑。因混凝土中胶凝材料水化热引起温度变化，会导致混凝土产生有害裂缝，施工时需要采取相应的技术措施，处理水化热引起的内外温差，合理解决温度应力，控制混凝土裂缝。随着我国基建领域的日益扩大，大体积混凝土施工工艺也在不断提高，超高层建筑、特大桥梁等工程中越来越多的使用大体积混凝土施工。因此，高质量的混凝土施工工艺成为社会发展的必然需求1。1大体积混凝土施工技术要点混凝土以胶凝材料、水、粗骨料、细骨料、外加剂等为原料，按照一定比例混合、拌和、成型、养护硬化而成。采用大体积混凝土进行结构设计的技术难点在于如何保证其力学性能和耐久性。将大体积混凝土的施工特性与工程实际情况相联系，保证施工质量达到工程设计要求。混凝土裂缝是大体积混凝土施工中最常见的问题，其危害非常严重，不仅会影响结构的寿命，还会导致结构的承载力下降，从而对建筑的安全产生不利的影响。大体积混凝土的施工常选用钢、木两种不同的模板，按其自身的温度特点来选取特定的模板，以避免因外部因素的影响而导致混凝土产生裂缝和损坏。必须对新浇筑的大体积混凝土进行保温，以保证其施工质量。在进行大体积混凝土浇筑时，还应注意其材料的配比、专业技术人员的选择、裂缝问题及支护模板的选择。混凝土的浇筑与振捣与混凝土的硬度、质量、收稿日期：2023-03-30作者简介：刘燕荣（1992），男，重庆人，本科，工程师，研究方向：公路工程。大体积混凝土质量控制分析刘燕荣（中交综合规划设计院有限公司，北京 100102）摘 要：大体积混凝土以其优越的抗压能力，在建筑工程中得到广泛应用。但在施工过程中，大体积混凝土浇筑往往伴随着泌水、浮浆、内外温差大等问题，容易产生裂缝。因此，要严格控制大体积混凝土的施工质量。基于此，以重庆万州新田长江大桥南岸锚碇施工为依托，分析大体积混凝土浇筑的施工细节和质量控制要点，从而增强混凝土整体性、耐久性，为同类工程施工项目提供参考和经验。关键词：大体积混凝土；内外温差；裂缝；整体性中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：2096-6903(2023)08-0058-03智能管理与创新抗压性能密切相关。因此，在混凝土的浇筑与振捣工艺中，必须着重掌握混凝土的浇筑与振捣工艺。在工程施工中，应尽量缩短浇筑周期，保证连续浇筑。2混凝土中裂缝的成因2.1 温差裂缝温差裂缝是因为在进行混凝土施工中，由于内外温差过大而形成的开裂。当进行大体积混凝土施工时，为了保证其整体性，往往需要对其进行不间断的一次性浇筑。因为大体积混凝土的体量比较大，所以在浇筑时，胶凝材料所产生的的水化热会出现散热不均的现象，表面散热很快，但里面散热则非常缓慢。经过一段时间后，里外就会形成内外较大的温度差，进而致使裂缝产生。2.2 收缩裂缝收缩裂缝是最常见的非结构性裂纹，它一般是由于湿度变化而产生的。混凝土都是由骨料、胶结材料和水所组成的，其中胶结类材料主要有水泥，骨料主要有砂、石等。为确保混凝土的和易性，在对各种材料混合搅拌的时候，会往里面添加足够的水，通常水量是达到水泥水化所需要水量的 4 5 倍2。而在对这些材料混合搅拌、浇筑完成后，在凝结的过程中，混凝土里一部分游离的水分就会蒸发掉，导致混凝土当中出现一些微小的孔洞，使混凝土形成一定的体积收缩。3工程概况新田长江大桥全长约 1.7 km，主桥采用主跨 1 020 m双塔单跨钢箱梁悬索桥，其中南锚碇采用扩大基础结构形式，由锚块、散索鞍支墩及基础、前锚室 3 部分组成。锚碇总体长 58.2 m，宽 71.077 m，高 42.65 m，预计混凝土 5.2 万 m3。4锚碇混凝土浇筑施工方法南锚碇整体由后浇带分为 2 块，在高度方向上结合2023年 第8期 59 结构形式、单次浇筑方量、现场设备进行分层浇筑3。锚块分层浇筑，标高 217.6 m 以下部分不设模板，分层（2 4 m/层）浇筑。标高 217.6 m 以上部分采用悬臂模板结构（面板为钢模板），分层（3 m/层）浇筑。布置冷却水管，控制内表温差。拆模前顶面蓄水，拆模后喷淋养护。锚室侧墙及前墙模板采用悬臂模板结构（面板为钢模板）分层浇筑，模板不采用通长的对拉拉杆。预留部分侧墙及前墙，待主桥上部结构全部安装完毕后再进行浇筑。锚室顶板最后进行安装及浇筑。5浇筑质量控制措施为保证锚碇混凝土施工质量，施工过程中重点对以下 7 方面进行控制。5.1 混凝土生产拌制混凝土前，测定集料含水量，根据其含水量计算拌和用水量，若含水量变化较大，需动态调整实际配合比。定期校验拌和站计量器具，确保拌和材料称量结果的偏差满足技术规范要求。混凝土拌和物应均匀、颜色一致，不得有离析和泌水现象。保证原材量充足和混凝土的连续供应，尽可能防止停歇4。在拌和站设置地磅，混凝土运输车在空车时和满载时分别称取质量，然后根据差值推算混凝土容重，以进一步验证生产的配合比是否满足要求。5.2 混凝土的运输在完成混凝土的搅拌之后，将其运输到施工现场，尽可能避免长距离的运输，防止对混凝土的性能造成破坏。在把混凝土运送至现场以后，应当立即浇筑。混凝土如果出现离析现象，应该对其实施二次搅拌，在其达到使用条件的要求之后，再进行浇筑。5.3 混凝土泵送严格混凝土泵操作规程，指定专人操作。在泵送混凝土前，对泵管等泵送器械进行仔细检查检修，保证混凝土泵能持续、稳定工作，防止混凝土堵管和管内混凝土离析。输送管应尽量减少弯管，必须设置时应尽量减缓转弯，接头处需连接严密。泵送过程中，需用手拉葫芦及埋件将泵管临时固定。混凝土泵使用前，应使用与混凝土配合比相同的水泥砂浆润滑管。泵送过程中，需保证料斗内有足够的混凝土，以防止泵管吸入空气形成空泡现象，造成堵管，确保料斗内不得进水。泵进料连续进行，发生中断时应采用低速间歇循环泵5。若施工时温度高，为防止管内混凝土因吸收大量热量而产生堵管等现象，可用湿草帘覆盖在水平输送管上，防止直接日照，并每隔一定的时间对湿草帘洒水湿润。5.4 混凝土浇筑在浇筑混凝土前，对侧模支撑框架、模板、钢筋、预埋件和施工接缝等进行准确性、稳定性检测，并检查新旧混凝土结合面是否清理干净、充分润湿，均符合设计和规范要求后才能进行浇筑。混凝土浇筑时，须加强巡视检查观测支架、模板、钢筋和预埋件的稳固情况和钢筋的保护层情况，及时发现并处理问题。泵口距旧混凝土面较高时，用泵口接头筒对混凝土减速，避免混凝土分离，泵送时严格控制布料点间距，由远至近浇注，同一区域混凝土先作纵向结构后按水平结构分层连续浇注。不得使用振动棒将材料赶出。混凝土分层浇筑时，层间时间间隔应在 1 h 以内，以防止先浇筑混凝土层初凝与后浇筑混凝土层形成冷缝。5.5 混凝土的振捣对于混凝土的前后排，要分别设有一排振捣棒，分别用来振捣浇筑点与斜坡处的混凝土。对于构建的边角处，则必须采取振捣模板的方法，来防止在结构的表面上产生蜂窝麻面等情况。在振捣时，将混凝土振捣棒快速插入混凝土内部，插入底层混凝土 10 cm，振捣棒与侧模应保持 50 100 mm 的距离，其移动间隔为40 cm，混凝土不产生气泡，开始灌浆后缓慢提起振捣棒。在振捣时，振捣棒应快插慢拔，以确保混凝土可以有很高的密实度。5.6 混凝土的表面处理大体积混凝土常常会在表抹面出现比较严重的沁水现象，可以将这些沁水引向低洼的地方，再用小水泵将其抽走。在混凝土振捣完毕以后，初凝以前，应将混凝土表层的浮浆清理干净，刮平压实，这称为一次抹压。在混凝土终凝以前，由于沉陷以及收水作用，常会使大体积水泥的表层产生一些裂缝，这时应当对混凝土的表面再进行二次抹面压实，以消除其表面的裂纹。5.7 混凝土的养护及测温工作由于新浇筑的混凝土具有较快的水化速度，所以为防止混凝土的内外部产生很大的温度差而形成裂纹，在对混凝土完成浇筑以及二次抹压之后，施工人员要对混凝土的表面用草席或麻袋等覆盖物覆盖，以对其进行保温保养6。在覆盖物上面浇水可以保持混凝土表面温度的平衡。为了有效掌握混凝土内外温度，应当在内部埋设适量的测温点，并根据混凝土浇筑后的天数来分别规划好每日测温的频率。大体积混凝土养护与测温的时间，一般应为 28 d。6混凝土裂缝控制混凝土开裂是由多方原因造成，控制好混凝土施工刘燕荣：大体积混凝土质量控制分析智能建筑与工程机械 60 第5卷过程中的各个工艺工序就能很大程度避免早期裂缝，预防后期开裂倾向，确保混凝土结构耐久性。新田长江大桥锚碇混凝土水泥成分中含较多较高水化速率物质，水化热速率较快，混凝土的自收缩变形和温度变形都会较大，更需要严格控制施工中各个环节。6.1 温度裂缝新田长江大桥南岸锚碇混凝土胶凝材料用量较大，混凝土内部温度高，外部降温快，形成较大内外温差，非常容易出现温度裂缝。需采取有效措施控制混凝土内外温差大的问题，主要温控措施有以下 6 点7：优选水化热低的配合比，降低水化热。冬季施工加强覆盖保温，推迟模板拆模时间。万州冬季平均气温 10左右，气温较适宜，对原材料需进行遮阳处理，适当洒水降温，控制混凝土入模温度在 25以下，有效降低内外温差。夏季施工采取遮盖骨料，选择低温时段浇筑，降低混凝土内部最高温度。冷却水及冷却水管控制。冷却管采用导热性好、无缝钢管，弯管部分采用冷弯工艺预处理，管与管之间采用螺纹丝扣+生胶带连接进行连接，保障水管严密性。施工中严格监测混凝土温度，根据温度监测结果，通过集水池（冷却水管出水）调节水温使进水温度与混凝土内部最高温度之差小于 20。内部最高温度 40，且最大内表温差 20时，可停止通水冷却。通水结束后，立即对冷却水管进行压浆封堵，压浆材料采用不低于混凝土强度等级的微膨胀砂浆或净砂浆。内外温差控制。对于大体积混凝土，由于水化放热导致温度持续上升，因此必须在升温的一定期间内强化内部放热，例如增大通水流量、降低通水温度等。当混凝土处于降温阶段时，对表面进行保温覆盖以减少降温速度，在整个温度控制过程中，模板表面必须覆盖有彩色条纹布，严禁模板直接暴露在风中。模板具有一定的保温效果，拆除模板时应严格监测混凝土和环境温度，当混凝土表面温度与日最低环境温度之差小于10时，方可拆除模板。加强混凝土的养护。大体积混凝土凝固后进行蓄水养护，蓄水深度在 150 mm以上。在结构体侧表面临空面采用保温被覆盖，厚度为 20 mm 以上，养护水温度与混凝土表面温度差为15以下。在施工现场条件允许的情况下，适当延长带模养护时间，并实时监测温度数据，在混凝土温差控制指标达到相应条件时，分层逐步拆除保温层，最后拆除模板。6.2 收缩裂缝混凝土除温度裂缝外，还有收缩裂缝。收缩裂缝的主要控制措施有：控制集料的含泥量，石子含泥量控制在 1%以下，中砂含泥控制在 2%以下，砂的细度模数大一些。使用高效减水剂降低混凝土单方用水量。掺入优质外加剂降低混凝土的泌水和干燥收缩。在满足强度条件下，尽可能减少水泥用量。减小新、老混凝土浇筑的时间间隔，降低两层间温差。对分层浇筑的各节段顶面进行二次振捣，消除混凝土塑性裂缝，改善混凝土和钢筋的粘结强度。适当推迟拆模时间，延缓混凝土所受握裹力释放，防止因过早拆模混凝土强度不足以抵抗其向外放张力而导致开裂。模板拆除是一温度骤降的过程，需选择一天中气温较高时段拆模来有效控制混凝土拆模时内外温差过大产生裂缝。拆模后立即采取养护剂养护，减少水分散发。7结束语大体积混凝土施工影响着基建行业的施工质量，如果施工不当将会发生重大质量事故，给工程造成巨大经济损失，所以必须优化施工工艺，提高施工质量。文章简述了新田长江大桥南岸锚碇混凝土浇筑的施工工艺，总结了施工过程中的质量控制要点，对提升大体积混凝土施工水准有着重要意义。参考文献1 蔡汶翰.筏板基础大体积混凝土施工质量控制J.价值工程,2023,42(03):97-100.2 吴国东.悬索桥锚体大体积混凝土施工质量控制技术J.建材发展导向,2022,20(16):172-174.3 赵本玉.房建工程中的大体积混凝土施工质量控制J.四川水泥,2022(05):163-165.4 李森昌,于方.船闸现浇导航墙大体积混凝土施工质量控制J.珠江水运,2021(24):45-47.5 陈奋月.筏板基础大体积混凝土施工质量控制要点J.四川水泥,2021(12):1-2.6 康建军.模拟地震振动台基础大体积混凝土施工质量控制J.安徽建筑,2021,28(06):84-86.7 李墨瀚.城市隧道大体积混凝土施工质量控制J.中国高新科技,2021,5(11):109-110.