水利工程大體積混凝土施工技術(shù)研究論文
1引言
大體積混凝土通常是指混凝土結(jié)構(gòu)中最小斷面也大于1m的混凝土結(jié)構(gòu)，大體積混凝土的特點(diǎn)在于混凝土的澆筑量較大，結(jié)構(gòu)尺寸較大，混凝土內(nèi)部的鋼筋布置較多，施工質(zhì)量影響因素較多。由于混凝土體積相對較大，因而在混凝土澆筑結(jié)束后，在水泥水化熱的作用下很容易由于溫度應(yīng)力以及混凝土的收縮特性出現(xiàn)裂縫。對于水利工程施工而言，在重力壩、涵洞、水槽以及水閘等項(xiàng)目施工中，通常存在著較多的大體積混凝土施工內(nèi)容。因此，為了提高水利工程施工質(zhì)量，確保水利工程建設(shè)項(xiàng)目的安全可靠，必須重視大體積混凝土施工管理，避免大體積混凝土裂縫的發(fā)生，保證混凝土施工質(zhì)量滿足使用要求。
2大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析
(1)水泥水化熱導(dǎo)致的混凝土溫度應(yīng)力。水泥水化過程中會釋放出大量的熱量，然而由于大體積混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸較大，而且表面系數(shù)也較小不利于混凝土內(nèi)部水化熱量的散失，因此混凝土澆筑結(jié)束后，水化熱難以散失造成混凝土內(nèi)部溫度升高，混凝土的內(nèi)外溫差增大，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研宄表明，混凝土內(nèi)外溫差能夠達(dá)到60-65°C左右，如果施工處理不當(dāng)，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會導(dǎo)致混凝土開裂。
(2)混凝土的收縮特性造成的開裂。由于水泥混凝土在澆筑結(jié)束后，大部分的水分會蒸發(fā)，水分的蒸發(fā)則會導(dǎo)致混凝土的收縮，產(chǎn)生收縮變形，特別是對于大體積混凝土，收縮變形量較大，變形過大則會導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生致使混凝土開裂。
(3)大體積混凝土內(nèi)部約束條件的影響�；炷恋臏囟茸冃位蛘呤腔炷恋氖湛s變形，都會受到一定的約束作用，在約束作用下混凝土內(nèi)不會產(chǎn)生一定的應(yīng)力，當(dāng)約束條件導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)力超過混凝土的極限承載時(shí)，便會造成混凝土出現(xiàn)裂縫。
3大體積混凝土施工技術(shù)研究
3.1優(yōu)化混凝土的配合比設(shè)計(jì)
(1)混凝土原材料的選用。對于水泥的選用，應(yīng)該選用水泥水化熱相對較低的低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，而且應(yīng)該保證用于大體積混凝土施工的水泥水化熱低于270kJ/kg。對于外摻劑的選用，應(yīng)該結(jié)合水利工程具體情況通過水泥適應(yīng)性以及實(shí)際應(yīng)用效果選擇，外加劑可以選擇使用緩凝高效減水劑，盡可能的通過原材料的選擇降低混凝土的水化熱。
(2)大體積混凝土配合比的設(shè)計(jì)。配合比的設(shè)計(jì)應(yīng)該以降低混凝土的水化熱、確保混凝土的施工和易性以及提及穩(wěn)定性作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，經(jīng)過優(yōu)選綜合確定混凝土的配合比設(shè)計(jì)。1)在確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級的前提下，應(yīng)該盡可能地降低水泥用量以及水膠比，降低水泥水化熱的產(chǎn)生。2)在保證大體積混凝土的施工和易性，能夠滿足混凝土泵送澆筑的前提下，盡可能減少砂率，盡可能地控制在35%-40%左右，以減小大體積混凝土的變形。3)盡可能地降低混凝土的用水量，對于沒有特殊要求的大體積混凝土應(yīng)該將緩凝時(shí)間控制在20小時(shí)左右。
(3)大體積混凝土的生產(chǎn)與運(yùn)輸。對于用于水利工程大體積混凝土的生產(chǎn)，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求，對滬寧圖進(jìn)行試驗(yàn)檢測，確�；炷恋膹�(qiáng)度等級、坍落度、水化熱、收縮、泌水量、可泵性等指標(biāo)滿足大體積混凝土工程施工要求。混凝土的運(yùn)輸必須采用具有防風(fēng)、防曬、防雨與防寒功能的混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，在運(yùn)輸過程中為了避免混凝土的離析以及初凝，應(yīng)該保持混凝土在運(yùn)輸過程中的攪拌。如果運(yùn)抵混凝土澆筑施工現(xiàn)場的坍落度不滿足使用要求或者是出現(xiàn)嚴(yán)重的離析，應(yīng)該停止用于大體積混凝土的澆筑改作他用，以免影響水利工程施工質(zhì)量。
3.2大體積混凝土施工作業(yè)
(1)大體積混凝土施工技術(shù)準(zhǔn)備。在開展大體積混凝土工程施工作業(yè)前，應(yīng)該根據(jù)規(guī)范規(guī)定的驗(yàn)算方法對大體積混凝土的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，并通過計(jì)算明確大體積混凝土的升溫峰值，里表溫差及降溫速率的控制指標(biāo)，通過相應(yīng)的指標(biāo)制定完善的溫控技術(shù)措施。對于水利工程施工而言，通常情況下溫控指標(biāo)未混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的絕熱溫升值最大值為45°C，混凝土澆筑塊體的里表溫差(不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度)為30°C，混凝土澆筑體的降溫速率為2.0°C/d。
(2)大體積混凝土模板工程施工。大體積混凝土模板工程施工過程中，出了應(yīng)該按照國家現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行必要的穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及剛度驗(yàn)算外，還應(yīng)該結(jié)合大體積混凝土對于保溫養(yǎng)生的要求設(shè)置必要的保溫措施。拆模的時(shí)間也不能僅僅以大體積混凝土的強(qiáng)度形成作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)該綜合考慮溫度控制要求，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度形成，而且內(nèi)外溫差滿足標(biāo)準(zhǔn)要求后方可拆模。
(3)大體積混凝土的澆筑。大體積混凝土的澆筑可以財(cái)務(wù)分層連續(xù)澆筑或者是推移式連續(xù)澆筑的方式進(jìn)行作業(yè)，分層澆筑又可以分為全面分層、分段分層以及斜向分層等幾種形式。無論采取那種澆筑方式，都應(yīng)該盡可能的縮短混凝土的澆筑間隔時(shí)間，并保證在混凝土初凝之前完成大體積混凝土的.澆筑。通常情況下大體積混凝土的澆筑是按照由低到高的澆筑順序，沿著混凝土結(jié)構(gòu)的長邊一側(cè)向短邊一側(cè)澆筑，如果混凝土能夠確保持續(xù)供應(yīng)，也可以采取多點(diǎn)多邊同時(shí)澆筑的方式。為了保證大體積混凝土的施工質(zhì)量，應(yīng)該合理的控制混凝土的澆筑分層厚度，如果采用泵送混凝土，通常情況下需要控制分層厚度在60Cm左右，如果采用非泵送混凝土，則分層澆筑的厚度不應(yīng)該超過40cm，以免厚度過大造成混凝土的振搗效果難以達(dá)到。對于大體積混凝土的振搗，應(yīng)該采用二次振搗工藝，保證振搗的時(shí)間和位置，防止漏振、過振和欠振，避免振搗不足造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足。
(4)特殊氣候條件下的大體積混凝土施工。對于酷熱、低溫或者是大風(fēng)等特殊天氣條件下進(jìn)行大體積混凝土施工作業(yè)時(shí)，必須采取特殊的技術(shù)措施來確保大體積混凝土施工質(zhì)量合格�？釤崽鞖鈩t應(yīng)該主要是采取降溫措施，通過風(fēng)冷、加冰等一系列措施降低混凝土原材料的澆筑溫度，盡可能的降低降低混凝土入模溫度，并嚴(yán)格控制在30C以下。低溫天氣條件下，則應(yīng)該采取熱水拌合、加熱集料等措施來提高大體積混凝土的入模溫度，并保證溫度不得低于規(guī)范規(guī)定的最低溫度5°C，在大體積混凝土澆筑結(jié)束后立即用塑料薄膜及保溫材料進(jìn)行保濕保溫養(yǎng)護(hù)。大風(fēng)天氣開展大體積混凝土作業(yè)，則應(yīng)該采取妥善的防風(fēng)措施，并通過增加混凝土表面的抹壓次數(shù)，及時(shí)覆蓋塑料薄膜和保溫材料等措施來保持混凝土表面濕潤，防止風(fēng)干。
3.3大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)
為了避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，養(yǎng)護(hù)應(yīng)該采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)的方式�；炷恋谋仞B(yǎng)護(hù)通常采用塑料薄膜、麻袋、阻燃保溫被覆蓋在已經(jīng)澆筑完成的混凝土之上，也可以采取擋風(fēng)保溫棚或遮陽降溫棚作為大體積混凝土的保溫措施。在混凝土澆筑施工前，在混凝土內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器或者是測溫管，及時(shí)監(jiān)測混凝土的內(nèi)外溫差，確保大體積混凝土的里表溫差及降溫速率滿足大體積混凝土對于溫控指標(biāo)的要求，當(dāng)大體積混凝土的表面溫度與環(huán)境溫差小于30C時(shí)，可以拆除保溫養(yǎng)護(hù)措施。對于混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)，通常情況下保濕養(yǎng)生時(shí)間不少于兩周，在養(yǎng)生的過程中定期的對塑料薄膜或養(yǎng)護(hù)劑的完整情況進(jìn)行檢查，確保大體積混凝土的表面處于濕潤狀態(tài)。
4結(jié)語
在水利工程項(xiàng)目建設(shè)施工過程中，大體積混凝土施工作為混凝土工程的重要內(nèi)容，對于水利工程的施工質(zhì)量也具有重要的影響作用。因此，必須優(yōu)化大體積混凝土施工技術(shù)，控制大體積混凝土裂縫的發(fā)生發(fā)展。同時(shí)，應(yīng)該不斷借助新的施工工藝與施工材料，并完善大體積混凝土施工質(zhì)量驗(yàn)收環(huán)節(jié)，以進(jìn)一步提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，確保水利工程施工質(zhì)量的可靠。
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