论文部分内容阅读
摘要:20世纪90年代后期以来,建筑技术取得了迅猛发展,混凝土体积逐步增加,这给大体积混凝土施工技术提出了很高要求。特别在水利大坝枢纽工程中,混凝土呈现出体积大、表面小、水化热集中,内部温升快等特点,极易造成工程裂缝,本文以控制裂缝为基本目标,探讨了水利枢纽工程中大体积混凝土的一些施工技术。
关键词:水利枢纽;大体积混凝土;施工技术
中图分类号:TV544+.91文献标识码: A 文章编号:
在现代建筑里面经常会遇到大体积混凝±施工的情况,比如大型设备基础、高层基础等,其中尤以水利大坝枢纽工程难度为最高。大体积混凝土的主要特点
是体积大、表面小、水化热集中,内部温升快,极易造成工程裂缝,影响到工程正常安全应用与使用年限,因此必须在根本上研究分析其施工技术原理,以确保最终的工程质量。
一、大体积混凝土施工技术关键控制点
大体积混凝土在施工技术上的关键控制点重点表现在究竟怎么样全面控制裂缝。
(一)收缩型裂缝
水利枢纽工程中的大体积混凝土通常使用泵送运输,具有坍落度大、含水量高的特点,这种输送方式可以保证混凝土的和易性,使混凝土能够顺利输送到目标浇筑地点。但是在混凝土里面的水分发生蒸发时,容易造成体积收缩,收缩造成的裂缝有塑性收缩、温度收缩及干燥收缩等,因为这种类型的裂缝会贯穿并影响整个结构,对工程产生极大影响,因此应当重点关注。
(二)温差型裂缝
温差型裂缝是水利枢纽工程大体积混凝士施工时最难处理的问题,大体积混凝土施工之所以发生温差型裂缝,其中一个原因是混凝土内部外部温差太大,产生温度应力与温度变形,另外一个原因则是结构物自身约束造成的变形。当温度应力大于混凝土可以承受的极限值时,便会发生温差裂缝。在刚开始浇筑混凝土时,混凝士硬化会产生非常高的水化热,而热量集聚于混凝土内部难以散发,会让混凝土内部温度快速,最终形成内外温差,导致裂缝的出现。
(三)安定型裂缝
水泥不具备安定性合格标准,同样会出现裂缝问题,具体表现形式是表面龟裂。
除了上面提到的裂缝原因外,建筑物基础牢固性差会造成不均匀沉降型裂缝;混凝土结构物应力过于集中会造成应力型裂缝;钢筋没能做到良好除锈会造成锈蚀型裂缝,这些均可以给大体积混凝土施工造成麻烦,最终影响混凝土质量。
二、混凝土的配制
水利枢纽中的大体积混凝土原材料配制要注意到以下几点内容:其一是粗骨料应当采取连续级配,而细骨料则应当采用中砂。其二,外加剂要以缓凝剂为主,同时添加一定量的减水剂,掺合料则需要采取矿渣粉与粉煤灰等。其三,在保证混凝土强度要求的前提下,尽可能提高骨料与掺和料含量,以利于减少水泥用量。其四,要尽量减少原材料温度。其五是尽可能应用水化热程度低、固结时间长的水泥。关于第五点应当强调的是,要优先选择中热型硅酸盐水泥、大坝水泥、粉煤灰式硅酸盐水泥等。水化热程度低的矿渣类水泥,在析水性方面较其它水泥更大,容易出现构造物表层的泌水现象,这不但会影响到施工速度,也会对施工最终质量产生严重影响。由于析出的水会有很多聚集于上下两个浇筑层之间,让混凝土出现水灰比变化,这样就会形成含水量过多的夹层,使得混凝土粘结力与整体性遭到破坏。
三、大体积混凝土浇筑和振捣
在设计水利枢纽工程大体积混凝土浇筑方案时,一方面要满足各处混凝土初凝可被新一层混凝土覆盖的且安全捣实完毕的条件,一方面也要考虑到混凝土结构形态、钢筋疏密程度、预埋管道设置及地脚螺栓留设等会发生的作用,经常采取的方法有如下几项:
(一)整体分层
此处指在第一层混凝土全面浇筑完成后,再进行第二层浇筑,次一层浇筑要在前一层浇筑未及凝固时进行,以保证混凝土的整体性,如此环环相续,直到全部完工为止。采种整体分层方案,比较适合于结构平面尺寸适中的水利工程,在施工时要从短边开始进行,从短边向长边推进,如有必要,可以将结构划分成前后两段,从中间向两边或者从两边向中间依次浇筑。
(二)分区分层
在进行混凝土浇筑时,要先在底层开始,当浇筑到特定距离时开始进行第二层浇筑,按照这种方法依次浇筑其余各层。因为一般大体积混凝土总层数都很多,当浇筑到顶后,第一层末尾部位混凝土初凝尚未完成,所以又可以在第二段开始实现分层浇筑。此方案适合于固定时间内混凝土供应量较少的施工内容,施工结构物厚度不宜过大、面积不宜太广、长度不宜超限。
(三)斜面分层
斜面分层浇筑振捣方法要求斜面坡度不能超过三分之一,混凝土施工需要符合斜面分层工艺,通常在各个斜面层上部与下部各安排一道振动器。上部振动器安排在混凝土卸料位置,下部振动器安排在近坡脚位置。混凝土浇筑推进,震动器也必须随之改变位置。
四、混凝土养护温度控制
养护属于水利枢纽大体积混凝土施工技术中最后也是最关键一项工作,养护的作用主要是确保温度与湿度的适宜,以便混凝土表面与内部温差控制在合理范围之内,防止混凝土出现危害性裂缝。按照水利枢纽工程的实际情况,合理安排养护时间,拆模后要马上回土再采取覆盖保护措施,同时防止气候发生骤然变化。对在大体积混凝土采取养护措施,一方面要满足增长强度要求,另外一方面也要用人工控制的方法,避免因为温度过分变化造成的结构变形与混凝土开裂。混凝土控制从本质上说就是对混凝土浇筑温度进行人工控制,具体到养护阶段,应当遵循如下规范要求:第一,混凝土内部温度与外部温度之差、混凝土表面温度与室外温度极低值之差均不能超过20摄氏度,在结构混凝土抗裂能力達到标准时,可以适度放宽到25至30摄氏度。第二,在对混凝土进行拆模处理时,混凝土内外部温差同样不能超过20摄氏度,此外温差也指表面温度与外界所温之间的差值。第三,可以采取内部减温法防止混凝土内外部温差过大,内部减温法的工作原理是在混凝土中预埋一定长度的水管,用注入冷却水的方式防止混凝土内部温度过高,这种冷却方法可以在混凝土浇筑刚完毕后进行。此外还有一种投毛石法,也可以起到控制温差过大出现裂缝的作用,可以随时应用。第四,保温法,可以在结构突出的混凝土表面、模板外部等位置加装保温材料,保温材料的类型有锯末、草袋、温砂等,在保温材料的散热过程中,让混凝土得到必要温度强度,以控制内外温差。
总结:
水利枢纽工程因为施工面积大,施工条件特殊,因此需要大量的混凝土参与施工。大体积混凝土具有施工体积大、难度大、裂缝机率大的特点,万一施工控制不能严格把握,肯定会造成难以估量的损失,所以水利工程大体积混凝土施工工作中的重要任务是避免产生裂缝,本文基于防裂目标,提出了一些具体的施工技术要点,这是非常有意义的。
参考文献:
[1] 石得辉;徐建国.关于大体积混凝土的综述[J].中国高新技术企业,2008(12).
[2] 高军.大体积混凝土裂缝控制方法综述[J].商品与质量·建筑与发展,2010(05).
[3] 孙广田.大体积混凝土结构施工技术综述[J].科技信息,2010(11).
关键词:水利枢纽;大体积混凝土;施工技术
中图分类号:TV544+.91文献标识码: A 文章编号:
在现代建筑里面经常会遇到大体积混凝±施工的情况,比如大型设备基础、高层基础等,其中尤以水利大坝枢纽工程难度为最高。大体积混凝土的主要特点
是体积大、表面小、水化热集中,内部温升快,极易造成工程裂缝,影响到工程正常安全应用与使用年限,因此必须在根本上研究分析其施工技术原理,以确保最终的工程质量。
一、大体积混凝土施工技术关键控制点
大体积混凝土在施工技术上的关键控制点重点表现在究竟怎么样全面控制裂缝。
(一)收缩型裂缝
水利枢纽工程中的大体积混凝土通常使用泵送运输,具有坍落度大、含水量高的特点,这种输送方式可以保证混凝土的和易性,使混凝土能够顺利输送到目标浇筑地点。但是在混凝土里面的水分发生蒸发时,容易造成体积收缩,收缩造成的裂缝有塑性收缩、温度收缩及干燥收缩等,因为这种类型的裂缝会贯穿并影响整个结构,对工程产生极大影响,因此应当重点关注。
(二)温差型裂缝
温差型裂缝是水利枢纽工程大体积混凝士施工时最难处理的问题,大体积混凝土施工之所以发生温差型裂缝,其中一个原因是混凝土内部外部温差太大,产生温度应力与温度变形,另外一个原因则是结构物自身约束造成的变形。当温度应力大于混凝土可以承受的极限值时,便会发生温差裂缝。在刚开始浇筑混凝土时,混凝士硬化会产生非常高的水化热,而热量集聚于混凝土内部难以散发,会让混凝土内部温度快速,最终形成内外温差,导致裂缝的出现。
(三)安定型裂缝
水泥不具备安定性合格标准,同样会出现裂缝问题,具体表现形式是表面龟裂。
除了上面提到的裂缝原因外,建筑物基础牢固性差会造成不均匀沉降型裂缝;混凝土结构物应力过于集中会造成应力型裂缝;钢筋没能做到良好除锈会造成锈蚀型裂缝,这些均可以给大体积混凝土施工造成麻烦,最终影响混凝土质量。
二、混凝土的配制
水利枢纽中的大体积混凝土原材料配制要注意到以下几点内容:其一是粗骨料应当采取连续级配,而细骨料则应当采用中砂。其二,外加剂要以缓凝剂为主,同时添加一定量的减水剂,掺合料则需要采取矿渣粉与粉煤灰等。其三,在保证混凝土强度要求的前提下,尽可能提高骨料与掺和料含量,以利于减少水泥用量。其四,要尽量减少原材料温度。其五是尽可能应用水化热程度低、固结时间长的水泥。关于第五点应当强调的是,要优先选择中热型硅酸盐水泥、大坝水泥、粉煤灰式硅酸盐水泥等。水化热程度低的矿渣类水泥,在析水性方面较其它水泥更大,容易出现构造物表层的泌水现象,这不但会影响到施工速度,也会对施工最终质量产生严重影响。由于析出的水会有很多聚集于上下两个浇筑层之间,让混凝土出现水灰比变化,这样就会形成含水量过多的夹层,使得混凝土粘结力与整体性遭到破坏。
三、大体积混凝土浇筑和振捣
在设计水利枢纽工程大体积混凝土浇筑方案时,一方面要满足各处混凝土初凝可被新一层混凝土覆盖的且安全捣实完毕的条件,一方面也要考虑到混凝土结构形态、钢筋疏密程度、预埋管道设置及地脚螺栓留设等会发生的作用,经常采取的方法有如下几项:
(一)整体分层
此处指在第一层混凝土全面浇筑完成后,再进行第二层浇筑,次一层浇筑要在前一层浇筑未及凝固时进行,以保证混凝土的整体性,如此环环相续,直到全部完工为止。采种整体分层方案,比较适合于结构平面尺寸适中的水利工程,在施工时要从短边开始进行,从短边向长边推进,如有必要,可以将结构划分成前后两段,从中间向两边或者从两边向中间依次浇筑。
(二)分区分层
在进行混凝土浇筑时,要先在底层开始,当浇筑到特定距离时开始进行第二层浇筑,按照这种方法依次浇筑其余各层。因为一般大体积混凝土总层数都很多,当浇筑到顶后,第一层末尾部位混凝土初凝尚未完成,所以又可以在第二段开始实现分层浇筑。此方案适合于固定时间内混凝土供应量较少的施工内容,施工结构物厚度不宜过大、面积不宜太广、长度不宜超限。
(三)斜面分层
斜面分层浇筑振捣方法要求斜面坡度不能超过三分之一,混凝土施工需要符合斜面分层工艺,通常在各个斜面层上部与下部各安排一道振动器。上部振动器安排在混凝土卸料位置,下部振动器安排在近坡脚位置。混凝土浇筑推进,震动器也必须随之改变位置。
四、混凝土养护温度控制
养护属于水利枢纽大体积混凝土施工技术中最后也是最关键一项工作,养护的作用主要是确保温度与湿度的适宜,以便混凝土表面与内部温差控制在合理范围之内,防止混凝土出现危害性裂缝。按照水利枢纽工程的实际情况,合理安排养护时间,拆模后要马上回土再采取覆盖保护措施,同时防止气候发生骤然变化。对在大体积混凝土采取养护措施,一方面要满足增长强度要求,另外一方面也要用人工控制的方法,避免因为温度过分变化造成的结构变形与混凝土开裂。混凝土控制从本质上说就是对混凝土浇筑温度进行人工控制,具体到养护阶段,应当遵循如下规范要求:第一,混凝土内部温度与外部温度之差、混凝土表面温度与室外温度极低值之差均不能超过20摄氏度,在结构混凝土抗裂能力達到标准时,可以适度放宽到25至30摄氏度。第二,在对混凝土进行拆模处理时,混凝土内外部温差同样不能超过20摄氏度,此外温差也指表面温度与外界所温之间的差值。第三,可以采取内部减温法防止混凝土内外部温差过大,内部减温法的工作原理是在混凝土中预埋一定长度的水管,用注入冷却水的方式防止混凝土内部温度过高,这种冷却方法可以在混凝土浇筑刚完毕后进行。此外还有一种投毛石法,也可以起到控制温差过大出现裂缝的作用,可以随时应用。第四,保温法,可以在结构突出的混凝土表面、模板外部等位置加装保温材料,保温材料的类型有锯末、草袋、温砂等,在保温材料的散热过程中,让混凝土得到必要温度强度,以控制内外温差。
总结:
水利枢纽工程因为施工面积大,施工条件特殊,因此需要大量的混凝土参与施工。大体积混凝土具有施工体积大、难度大、裂缝机率大的特点,万一施工控制不能严格把握,肯定会造成难以估量的损失,所以水利工程大体积混凝土施工工作中的重要任务是避免产生裂缝,本文基于防裂目标,提出了一些具体的施工技术要点,这是非常有意义的。
参考文献:
[1] 石得辉;徐建国.关于大体积混凝土的综述[J].中国高新技术企业,2008(12).
[2] 高军.大体积混凝土裂缝控制方法综述[J].商品与质量·建筑与发展,2010(05).
[3] 孙广田.大体积混凝土结构施工技术综述[J].科技信息,2010(11).