针对建筑工程混凝土技术分析

　　摘要：在建筑行业中混凝土的要求也越来越高，文章从大体积混凝土的结构内涵、混凝土施工要点、强度等级不同的处理进行分析。现代建筑中常涉及到的大体积混凝土施工，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常作用，所以必须从根本上解决它，控制裂缝等方面。
　　关键词：建筑；工程；混凝土；施工技术
　　1、混凝土的结构分析
　　在工业与民用建筑结构中，一般现浇的连续墙式结构，大体积混凝土由升温阶段渐过渡到降温阶段，温度降低，体积收缩，由于混凝土内部热量是通过表面向外散发的，降温阶段，混凝土表面温度与中心温度仍然存在差值，如果过大，同升温阶段一样产生表面裂缝，我们看成是结构内部的非均匀降温差将导致表面裂缝。总的降温过程，混凝土体积收缩，同时，考虑到边界条件和地基的约束，整体属于约束收缩。同时，混凝土龄期增长，强度增大，弹性模量增高，徐变影响减少，因此，混凝土龄期增长，强度增大，弹性模量增高，徐变影响减少，因此，降温收缩产生的拉应力较大，除了抵消升温时产生的压应力外，在混凝土中形成了较高的拉应力，一旦超过混凝土当时龄期的抗拉强度，就引起大体积混凝土的贯穿性裂缝，即结构与外部的均匀降温差导致贯穿性裂缝。
　　2、工程概况
　　 某工程采用框架结构，地基基础采用预应力管桩基础，基础置于强风化泥岩上。本工程地下室底板厚度为400mm，剪力墙厚400mm厚，地下室顶板厚度为180mm，地下室入口处设有一条800宽后浇带砼强度为C40；地下室梁板、地下室外墙、地下室顶板砼强度为C35+S6；承台、基础梁混凝土强度为C30，地下室墙柱砼强度为C35；，钢筋采用HPB235，HRB335级。此方案只为基础的一部分，呈长方形分布，总面积2033m2，除去基础预留的八个基坑和后浇带，该工程需灌注的混凝土总量约为5850m3，采用分段分层的浇筑方式进行大体积混凝土浇筑。
　　2.1混凝土内部热量的计算：
　　2.2浇筑前裂缝控制计算：
　　
　　3、混凝土施工要点
　　采用低热或中热水泥，掺加粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料；掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂；在炎热季节，采用降低原材料温度、减少混凝土运输是吸收外界热量等降温措施；对于厚板承台等构件，可在混凝土底板表面覆盖保温材料，并进行水冷散温。务必控制混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25℃，混凝土表面与大气温度的差值不应大于25℃。防水混凝土终凝后应立即进行养护，养护时间不得少于14天。
　　4、大体积混凝土浇灌
　　4.1施工段的划分及浇灌顺序
　　由于基础底板尺寸不大，底板厚度均为2900mm，因此基础底板为一个自然施工段。基础底板外侧四周砌筑厚砖墙，然后水泥砂浆找平层，采用逆作涂膜防水。基础底板上的预留基坑、积水坑部位采用组合钢模板支模，不合模数的部位采用木模板支模。混凝土的浇筑顺序从14到9轴向后浇灌混凝土。浇筑采用2台汽车混凝土输送泵送筑，另配备2台地泵作为备用。为使混凝土振捣密实每台混凝土泵出料口配备4台振捣棒（3台工作，1台备用）。分三道布置：第一道布置在出料点，使混凝土形成自然流淌坡度；第二道布置在坡脚处，确保混凝土下部密实；第三道布置在面中部，在斜面上各点要严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。浇筑大体顺序由14轴向9轴南北方向进行。在13轴和L轴处架一梭槽至筏板的中央，后退浇筑。另一台泵置于13轴与N轴交界的位置，同样是后退进行浇筑。两车平行向后，分别负责上下半区的浇筑（泵车的具体布置另见图2所示）。混凝土浇筑总量约为3850立方米，计划完成浇筑混凝土时间为36小时。
　　4.2混凝土浇筑
　　筏板混凝土分三次间歇浇筑、整体一次性完成。即后一次的浇筑时间必须在前一次混凝土初凝前开始。采用混凝土的缓凝技术可以最大限度地延长混凝土的初凝时间，满足混凝土早期水化热的散发。现场技术人员必须相当重视整个施工过程中时间差的掌握。筏板混凝土采用缓凝分段分层式间歇浇筑。混凝土第一、二、三次浇筑采用斜面薄层施工方法：混凝土浇筑的大方向是从14轴向9轴水平移动进行，采用混凝土的自然斜面流淌，每次浇筑的厚度为800~900mm。在前一次混凝土初凝时间之前，浇筑下一层薄层混凝土。浇筑间隔时间不得大于4h，第一次混凝土初凝时间不得小于5h，混凝土的塌落度控制在12±2cm。即如图1所示，先进行A层混凝土的浇筑，在A层混凝土水化热大部分散发且并未初凝前转向B层混凝土的浇筑，A层斜面不需造模，采用混凝土自然流淌。当B层混凝土浇筑至D区域时，之前浇筑的A层混凝土并未大部分散热，这时，转向A层混凝土继续向前浇筑，即图中的C区阴影部分的浇筑。此时应该注意的是，在A层混凝土初凝结束前，应该停止C层混凝土的浇筑，转向D区域的浇筑，然后转向更高一层的浇筑。以此类推，直到整个筏板混凝土工程的浇注完成。
　　
　　图1分段分层浇筑流程图
　　
　　采用此方法的目的是将混凝土的水化热在早期尽量释放出来，降低整体混凝土的早期温度，以便控制混凝土中心温度、中心与表面温差、表面与大气温差。减少和消除大体积混凝土在浇筑后因温差而引起的裂缝，以保证基础大体积的整体性。在此方法实施的整个过程当中，准确地预测和掌握时间差是浇筑成功与否的关键，合理地安排薄层的浇筑顺序是整个施工过程的重点，也是控制混凝土温度的保证。
　　4.3混凝土养护
　　 混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖二层草席，然后在上面覆一层塑料薄膜。新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或受冻。
　　4.4混凝土的温度控制
　　混凝土内部前1～5天温度波动较大，最高温度多数发生在浇筑后的3天左右。当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形，导致混凝土开裂。因此温度控制的核心内容就是控制混凝土的内部与表面温差，我们要求其差值不得大于25℃。混凝土具体保温措施：
　　（1）浇筑时间尽量安排在阴天进行；
　　（2）在粗骨料堆场洒水降温；
　　（3）经常用水浇洒搅拌车；
　　（4）混凝土入模温度控制在25℃；
　　为避免环境温差变化造成结构温度应力，在混凝土底板表面护盖两层塑料薄膜，三层草袋作保温保湿养护。草袋上下错开，搭接压紧，交接处包裹，形成良好的保温层，使混凝土表面保持较高的温度。在池壁模板四周盖几层草袋保温，可使混凝土外表与气温差缩小到10℃以内，同时可减少混凝土表面热扩散，充分发挥混凝土强度的潜力与材料的松弛特性，使应力小于抗拉强度。为避免天气影响，防止下雨弄湿草袋而使草袋失去保温能力，必须作好基坑的防雨措施：混凝土浇筑完毕后，在基坑内搭设脚手架（可利用中间池壁支撑脚手架），水池中间部分脚手架必须架设至水池顶面标高以上，用彩条布覆盖整个基坑。
　　5、混凝土的测温
　　施工现场除指派专人每隔4h测定1次搅拌水温、大气温度、原材料温度、出机混凝土温度及入模混凝土温度外,还须安排专职人员负责作好结构混凝土的测温工作。
　　（1）测温方法:采用电热耦-电位差计测温法。
　　（2）测温布点:按要求布置15个测温区(见图2),每个测区布2个测温孔,深度分别为底板高度的1/2及距混凝土表面10cm。
　　（3）测温要求:浇筑完毕后10h开始按编号测定结构混凝土温度,以后每隔8h测定一次,一直持续到混凝土开始温度下降为止,并记录好所测数据,绘制出混凝土内外温差曲线。
　　
　　图2泵车和测温点布置图（▲为温度计、■为汽车泵）
　　
　　6、常见混凝土堵塞原因
　　 (1)骨料级配不合理碎石或卵石直径过大,拌制出的混凝土会引致管道堵塞;混凝土的水灰比过大,保水性不好,坍落度变化过大等都容易发生离析而堵塞管道。预防措施是控制骨料的直径和水泥用量,限制水灰比在恰当的范围,保证坍落度不发生较大的变化。
　　(2)输送管道铺设不合理,弯管太多和管道过长等都容易发生堵塞。预防措施是在设计管道线路时,选择路线最短、弯道最少的线路,并且管道固定牢靠。
　　(3)如果在泵送过程出现油温升高、压力升高、输送管明显震动等现象而泵送困难时,应立即查明原因,此时应慢速泵送或反泵,防止堵塞。反泵后将管道清洗干净后才能重新泵送。
　　(4)泵机选择不当、压力达不到要求时,都可能造成堵塞。预防措施是结合工程的具体情况、输送量、输送距离等综合考虑。裂缝产生原因及防治措施与普通混凝土相比,由于泵送混凝土流动性大、大砂率及较高的水泥用量,以及振捣不均匀等原因导致混凝土表面易产生裂缝、收缩值较大等问题,影响了混凝土质量。

《针对建筑工程混凝土技术分析》

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