大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用分析
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大體積混凝土的建造操作監(jiān)控要點(diǎn)在于如何減少建筑過(guò)程中出現(xiàn)斷裂。
1.1收縮型斷裂。
水利樞紐建造過(guò)程中經(jīng)常采取泵送的方法輸送大容量混凝土，這種方法主要特點(diǎn)為可塑性和可泵性高、水分含量多，此類(lèi)型運(yùn)輸方法能使混凝土更加易于攪拌操作等，為混凝土安全到達(dá)后目的地進(jìn)行施工提供基本保障。并且在混凝土內(nèi)部自身水分蒸發(fā)時(shí)，混凝土體積減小，體積減少導(dǎo)致混凝土發(fā)生不同類(lèi)型的斷裂，比如，塑性收縮、溫度收縮及干燥收縮等，這些種類(lèi)的斷裂會(huì)導(dǎo)致建筑工程整體構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的問(wèn)題，所以需要我們的高度重視。
1.2溫差型裂縫。
水利樞紐建造施工中最難解決的情況是大容積混凝土的溫差型斷裂，導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的一個(gè)因素是混凝土內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境的溫度相差懸殊，產(chǎn)生溫度應(yīng)力與合作溫度變形，除此之外，建筑物本身也是導(dǎo)致形變的一個(gè)重要因素。當(dāng)溫度應(yīng)力與混凝土最大壓力比值增大時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致溫差斷裂。在混凝土建造的初始階段，混凝士的硬化導(dǎo)致內(nèi)部聚集大量的水分蒸發(fā)熱，并且難以消散，使混凝土里面的溫度急速上升，從而導(dǎo)致內(nèi)外環(huán)境溫度差距懸殊，結(jié)果產(chǎn)生斷裂。
1.3安定型斷裂。
混凝土的安定性不符合標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)導(dǎo)致斷裂產(chǎn)生，以表面呈現(xiàn)龜裂為形態(tài)特點(diǎn)。排除上文的那些因素外，還有幾種類(lèi)型的因素會(huì)導(dǎo)致斷裂：一，不均勻沉降型斷裂，主要因?yàn)榻ㄔ旃こ痰母€(wěn)定性差導(dǎo)致；二，應(yīng)力型斷裂，主要由建筑物構(gòu)造應(yīng)力高度聚集導(dǎo)致；三，腐蝕型斷裂，主要因?yàn)闈补嗨娩摻钍艿礁g造成，這些因素都會(huì)導(dǎo)致建造過(guò)程受到影響，從而不能保證混凝土質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)。
2混凝土的制作
水利大壩建筑中的大體積混凝土原材料配制要注意到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：其一，粗骨料應(yīng)當(dāng)采取連續(xù)級(jí)配，而細(xì)骨料則應(yīng)當(dāng)采用中砂。其二，外加劑要以緩凝劑為主，同時(shí)添加一定量的減水劑，摻合料則需要采取礦渣粉與粉煤灰等。其三，在保證混凝土強(qiáng)度要求的前提下，盡可能提高骨料與摻和料含量，以利于減少水泥用量。其四，要盡量減少原材料溫度。其五，盡可能應(yīng)用水化熱程度低、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥。關(guān)于第五點(diǎn)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，要優(yōu)先選擇中熱型硅酸鹽水泥、大壩水泥、粉煤灰式硅酸鹽水泥等。水化熱程度低的礦渣類(lèi)水泥，在析水性方面較其它水泥更大，容易出現(xiàn)構(gòu)造物表層的泌水現(xiàn)象，這不但會(huì)影響到施工速度，也會(huì)對(duì)施工最終質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。由于析出的水會(huì)有很多聚集于上下兩個(gè)澆筑層之間，讓混凝土出現(xiàn)水灰比變化，這樣就會(huì)形成含水量過(guò)多的夾層，使得混凝土粘結(jié)力與整體性遭到破壞。
3大體積混凝土澆筑和振搗
在設(shè)計(jì)水利樞紐工程大體積混凝土澆筑方案時(shí)，一方面要滿足各處混凝土初凝可被新一層混凝土覆蓋的且安全搗實(shí)完畢的條件，一方面也要考慮到混凝土結(jié)構(gòu)形態(tài)、鋼筋疏密程度、預(yù)埋管道設(shè)置及地腳螺栓留設(shè)等會(huì)發(fā)生的作用，經(jīng)常采取的方法有如下幾項(xiàng)：
3.1整體分層。
此處指在第一層混凝土全面澆筑完成后，再進(jìn)行第二層澆筑，次一層澆筑要在前一層澆筑未及凝固時(shí)進(jìn)行，以保證混凝土的整體性，如此環(huán)環(huán)相續(xù)，直到全部完工為止。采種整體分層方案，比較適合于結(jié)構(gòu)平面尺寸適中的水利工程，在施工時(shí)要從短邊開(kāi)始進(jìn)行，從短邊向長(zhǎng)邊推進(jìn)，如有必要，可以將結(jié)構(gòu)劃分成前后兩段，從中間向兩邊或者從兩邊向中間依次澆筑。
3.2分區(qū)分層。
在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，要先在底層開(kāi)始，當(dāng)澆筑到特定距離時(shí)開(kāi)始進(jìn)行第二層澆筑，按照這種方法依次澆筑其余各層。因?yàn)橐话愦篌w積混凝土總層數(shù)都很多，當(dāng)澆筑到頂后，第一層末尾部位混凝土初凝尚未完成，所以又可以在第二段開(kāi)始實(shí)現(xiàn)分層澆筑。此方案適合于固定時(shí)間內(nèi)混凝土供應(yīng)量較少的施工內(nèi)容，施工結(jié)構(gòu)物厚度不宜過(guò)大、面積不宜太廣、長(zhǎng)度不宜超限。
3.3斜面分層。
斜面分層澆筑振搗方法要求斜面坡度不能超過(guò)三分之一，混凝土施工需要符合斜面分層工藝，通常在各個(gè)斜面層上部與下部各安排一道振動(dòng)器。上部振動(dòng)器安排在混凝土卸料位置，下部振動(dòng)器安排在近坡腳位置。混凝土澆筑推進(jìn)，震動(dòng)器也必須隨之改變位置。
4混凝土維護(hù)溫度監(jiān)督
大規(guī)模混凝土建造操作過(guò)程中最核心的環(huán)節(jié)是混凝土的維護(hù)，它也是最后一個(gè)環(huán)節(jié)，維護(hù)的目的是使之保持在合適的溫度和濕度，從而使混凝土內(nèi)外溫度相差保持在可控的范圍之中，減少斷裂現(xiàn)象發(fā)生。根據(jù)水利建筑的使用情況，制定適宜的維護(hù)周期，拆模后要立即回土然后采取覆蓋保護(hù)方法，與此同時(shí)也要預(yù)防空氣的大幅度波動(dòng)。大體積混凝土的維護(hù)方法有兩點(diǎn)要求，一是要符合增長(zhǎng)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)，二是要合理調(diào)節(jié)溫度，防止因?yàn)閮?nèi)外溫度差的大幅度波動(dòng)造成構(gòu)架改變和斷裂。混凝土澆灌過(guò)程中溫度的調(diào)節(jié)是混凝土監(jiān)控的重要任務(wù)，進(jìn)行維護(hù)操作時(shí)，應(yīng)注意幾處問(wèn)題：首先，混凝土內(nèi)外溫差、混凝土表面溫度與室外溫度極低值之差要控制在20攝氏度以內(nèi)，若防裂性能符合規(guī)定值，則可再增加5到10攝氏度。其次，在對(duì)混凝土進(jìn)行拆模處理時(shí)，混凝土內(nèi)外部溫差同樣不能超過(guò)20攝氏度，此外溫差也指表面溫度與外界所溫之間的差值。第三，可通過(guò)用內(nèi)部減溫法減少溫度差值懸殊，內(nèi)部減溫法的運(yùn)行機(jī)理是通過(guò)灌入冷水進(jìn)行內(nèi)部降溫，需要在施工之前在混凝土中加入一根長(zhǎng)度合適的水管，內(nèi)部降溫法適宜在混凝土澆灌結(jié)束后施行。另外，投毛石法也能解決溫度差值懸殊而導(dǎo)致斷裂的問(wèn)題，并且使用不受時(shí)間約束。最后，保溫法，可以在結(jié)構(gòu)突出的混凝土表面、模板外部等位置加裝保溫材料，保溫材料的類(lèi)型有鋸末、草袋、溫砂等，在保溫材料的散熱過(guò)程中，讓混凝土得到必要溫度強(qiáng)度，以控制內(nèi)外溫差。
5結(jié)論
水利樞紐建造由于操作范圍廣，建造所需條件嚴(yán)格，此時(shí)建造過(guò)程就要用到很多混凝土。容積大、操作復(fù)雜、容易發(fā)生斷裂是大體積混凝土建造過(guò)程遇到的主要缺點(diǎn)，如果建造過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，就會(huì)導(dǎo)致巨大的影響，因此，防止混凝土產(chǎn)生斷裂是大規(guī)模水泥混凝土進(jìn)行水利樞紐建造的首要目標(biāo)。此篇文章以防止混凝土的斷裂為基本目標(biāo)，提出了一些具有重要價(jià)值的建造操作步驟，這對(duì)以后的工程具有深遠(yuǎn)影響。
作者：劉鳳云 單位：中國(guó)水利水電第一工程局有限公司
