大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用建議探討

王 輝

(山西建筑工程(集團(tuán))總公司，山西 太原 030002)

1 大體積混凝土施工案例概況

某位于繁華市區(qū)的公寓樓，工程建筑面積約7．6萬(wàn)m2，抗震烈度8度，風(fēng)壓值0．6 kN/m2，分為A，B兩座，同時(shí)設(shè)置有車(chē)庫(kù)、物業(yè)管理辦公點(diǎn)、電梯、疏散樓梯、電纜井、管道井、高低壓配電室、消防用水池、生活用水池、泵房等。為便于混凝土施工，工程現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備4臺(tái)混凝土攪拌機(jī)，預(yù)計(jì)混凝土量為6 000 m3，并采用分段分層的混凝土澆筑方式，擬澆筑厚度800 mm的混凝土底板。為保證混凝土施工質(zhì)量，施工單位就工程的大體積混凝土施工條件提出幾方面的要求:首先是混凝土體積穩(wěn)定性，工程所采用的混凝土，必須具備抵抗物理和化學(xué)作用下變形的基本能力，同時(shí)具備良好的抗?jié)B性能和耐久性能，在硬化前、硬化時(shí)、硬化后，都需要控制混凝土體積的變化。其次是混凝土的收縮性，即在沒(méi)有任何負(fù)載的情況下，混凝土要具備足夠的抗收縮變形的能力，以防止混凝土澆筑期間出現(xiàn)干燥收縮開(kāi)裂、塑性收縮開(kāi)裂、溫度收縮開(kāi)裂、沉降收縮開(kāi)裂等情況。再次是混凝土徐變的控制，即在施工時(shí)控制好大體積混凝土的強(qiáng)度變化幅度，以減緩混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的擴(kuò)大，同時(shí)避免產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。最后是混凝土材料質(zhì)量的控制，工程以水泥、水、砂石骨料、外加劑、摻合料為主要材料，應(yīng)用這些材料時(shí)，除了需要控制材料的用量，還需要保證材料的質(zhì)量過(guò)關(guān)。

2 大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用建議

2．1 選用原材料

工程大體積混凝土施工所選用的原材料為水泥、砂石、水和外加劑，各種材料的選用標(biāo)準(zhǔn)為:1)水泥。工程選用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥，這種水泥具有較好的強(qiáng)度、抗凍性和耐久性。對(duì)水泥的選用，需要了解其出廠日期和品種標(biāo)號(hào)，并做好散裝水泥的保管工作，嚴(yán)禁使用過(guò)期的水泥。2)砂石。按照相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法，選擇合適粒徑和含泥量的砂石，其中石子的最佳粒徑為18．25 mm，而且含泥量必須控制在1%以?xún)?nèi)。3)水。按照《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，檢驗(yàn)水質(zhì)過(guò)關(guān)的自來(lái)水。4)外加劑。在選用之前進(jìn)行試驗(yàn)，以了解外加劑的工作性和試用效果，譬如外加劑含堿量的控制，能夠減少堿集料反應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的保持，具有重要的輔助作用。適量的外加劑是控制混凝土水分、凝結(jié)、強(qiáng)度的關(guān)鍵材料，而外加劑的添加量必須控制在最佳狀態(tài)，否則可能產(chǎn)生適得其反的效果。工程混凝土所使用的外加劑，可選擇的有減水劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑幾種，在添加的時(shí)候，需要根據(jù)水泥和粉煤灰用量，以及水泥水化熱的情況，對(duì)添加量進(jìn)行因地制宜地調(diào)整。5)粉煤灰摻合。粉煤灰摻合于混凝土，能夠減少混凝土的發(fā)熱量，并增加早期徐變和減少干縮等，對(duì)于混凝土的抗裂極其有利。以150 kg/m3的水泥用量為例，在其中摻合200 kg/m3粉煤灰和適量減水劑，所配制的混凝土強(qiáng)度最高能達(dá)到40 MPa，這種強(qiáng)度水平的水工混凝土，具有抗凍融循環(huán)的能力，而且提高了氯離子的擴(kuò)散性能。

2．2 設(shè)計(jì)混凝土配合比

混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，是其配合比設(shè)計(jì)的最基本要求。具體的設(shè)計(jì)方法，可分為三個(gè)步驟:1)砂含水率測(cè)定。每個(gè)砂堆隨機(jī)選取5個(gè)位置，每個(gè)位置取樣1 kg的砂，將全部取樣均勻拌和，再取出其中的50 g作為樣板，依次放入炒盤(pán)、烘箱進(jìn)行烘烤，再打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)控制火候，取出樣品后，冷卻后稱(chēng)其質(zhì)量，最終確定含水率。2)石含水率的測(cè)定。每個(gè)石堆隨機(jī)選取5個(gè)位置，每個(gè)位置取樣2 kg的石，混合均勻后，取出其中的1 kg作為樣品，然后通過(guò)烘烤等方法，計(jì)算出石的含水率。3)配合比計(jì)算。案例工程的砂、石、水等實(shí)際用量，以取樣測(cè)定后的標(biāo)準(zhǔn)選取具體用量。4)骨料級(jí)配的調(diào)整。為控制混凝土骨料的粒徑，需要通過(guò)水泥用量的控制，調(diào)整混凝土骨料的級(jí)配，譬如150 mm粒徑的四級(jí)配混凝土，在水泥用量減少4%左右后，其粒徑可調(diào)整為120 mm，成為三級(jí)配混凝土。對(duì)于骨料級(jí)配的調(diào)整，需要觀察混凝土強(qiáng)度的改變，并檢驗(yàn)是否有利于控制混凝土的水化熱。

2．3 控制底板混凝土質(zhì)量

1)現(xiàn)澆混凝土允許偏差。主要偏差控制項(xiàng)目包括軸線(xiàn)位移、標(biāo)高、截面尺寸、柱墻垂直度、表面平整度、預(yù)留管中心線(xiàn)位置、預(yù)留孔中心線(xiàn)位置、預(yù)留洞中心線(xiàn)位置，每個(gè)項(xiàng)目均有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)的要求，在混凝土施工過(guò)程中，必須將偏差控制在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間的范圍內(nèi)。

2)混凝土攪拌和運(yùn)輸。案例工程施工現(xiàn)場(chǎng)布置3臺(tái)攪拌機(jī)，以商品混凝土的配合比為基準(zhǔn)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的少數(shù)量生產(chǎn)。關(guān)于混凝土的攪拌，首先需要將攪拌機(jī)固定在底架上，然后檢查電源的接通情況和外殼的保護(hù)措施;其次是利用低堿活性集料、低堿水泥、礦粉、外加劑等，拌和試配混凝土;再次是攪拌混凝土?xí)r，需要綜合考慮攪拌過(guò)程中砂漿的損失率，可將石子用量適量減半，并控制好混凝土的水灰比、坍落度、和易性等，以有效保證混凝土的內(nèi)在質(zhì)量。至于混凝土運(yùn)輸，運(yùn)輸車(chē)輛出任務(wù)之前，要檢查車(chē)輛情況和清洗裝料車(chē)輛，在運(yùn)輸過(guò)程中則要覆蓋車(chē)上的混合料，以控制混合料水分的損失。運(yùn)輸車(chē)輛需要在混合料初凝前運(yùn)送到工地并投入使用，否則要做廢棄處理。

3)混凝土澆筑。在澆筑混凝土之前，認(rèn)真檢查各種工具的運(yùn)行狀態(tài)，避免澆筑期間出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障的情況，以及對(duì)澆筑各個(gè)部位的模板、鋼筋、預(yù)埋件等進(jìn)行全方位檢查;混凝土的澆筑，溫度是首要的控制重點(diǎn)，原則上10℃為最佳溫度，但至少需要保持在5℃以上，同時(shí)要求不間斷澆筑混凝土，合理安排每個(gè)位置的澆筑順序;混凝土澆筑過(guò)程中，要避免影響鋼筋的狀態(tài)，譬如剪力墻混凝土的澆筑，在布料桿之前，需要安裝用于輸送混凝土的軟管，或者在混凝土澆筑面上鋪設(shè)一塊木板，防止所澆筑的混凝土撞擊鋼筋;澆筑期間，還需要慎重處理泌水問(wèn)題，可在混凝土待澆筑部位預(yù)留泄水孔，澆筑時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)泌水，可通過(guò)泄水孔及時(shí)排除多余水分，避免粗骨料下沉和收縮裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。

4)設(shè)置后澆帶。后澆帶設(shè)置的目的是彌補(bǔ)溫度伸縮縫無(wú)法保證結(jié)構(gòu)整體性的缺陷，具體的設(shè)置方法是以固定的長(zhǎng)度將結(jié)構(gòu)分成多個(gè)區(qū)段，而且每個(gè)區(qū)段之間保留足夠的寬度，并在預(yù)定時(shí)間內(nèi)往該寬度澆筑混凝土，將所有區(qū)段連接成為整體的板帶，常見(jiàn)的后澆帶模式有平直形、企口形、T字形、V形。首先是控制好后澆帶間距、寬度、澆灌時(shí)間等，經(jīng)比對(duì)施工，發(fā)現(xiàn)后澆帶間距為20 m～30 m、寬度為100 cm、澆灌時(shí)間為2周～6周等理論參數(shù)，所設(shè)置后澆帶屬于較佳狀態(tài)。其次是根據(jù)實(shí)際工程的需求，控制好界面結(jié)合的質(zhì)量，譬如界面的整齊潔凈，以及防止外界水、雜物等侵入，至于后澆帶軟基土體上拱的問(wèn)題，可利用φ48鋼管、竹腳手片、塑料薄膜、100厚C10素混凝土等制成底板，放置在軟基之上。最后是結(jié)合地基導(dǎo)溫系數(shù)、混凝土導(dǎo)溫系數(shù)、混凝土導(dǎo)熱系數(shù)、混凝土表面放熱系數(shù)、混凝土絕熱溫升、混凝土彈性模量等，通過(guò)計(jì)算檢驗(yàn)混凝土后澆帶設(shè)置的效果。

5)混凝土振搗。案例工程借助ZX-50插入式振搗棒進(jìn)行振搗，振搗過(guò)程中，需要控制幾方面的技術(shù)難點(diǎn)。首先是振搗棒應(yīng)該盡量避開(kāi)鋼筋密集的部位，如果該規(guī)格的振搗棒難以插入，可選擇其他規(guī)格的振搗棒;其次是振搗棒的插點(diǎn)應(yīng)該均勻排列，并進(jìn)行有規(guī)律的移動(dòng)，以免出現(xiàn)漏振情況，但不能夠接觸到模板、鋼筋、預(yù)埋件和預(yù)埋管等;再次是振搗棒應(yīng)該快插慢拔，振搗的時(shí)間既不能太長(zhǎng)，也不能太短，具體需要結(jié)合混凝土表面的變化情況，進(jìn)行因地制宜地控制，在混凝土表面出現(xiàn)漿液后，就可以移動(dòng)到另外一個(gè)振搗位置;最后是根據(jù)底板混凝土的澆筑量，檢查是否出現(xiàn)冷縫，以及根據(jù)混凝土的坍落度，將振搗棒插入到下層至少50 mm位置，否則可能出現(xiàn)混凝土縫，并影響混凝土的結(jié)合。

6)混凝土養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓戤吅?，為避免內(nèi)外溫差的變化影響混凝土的自約束應(yīng)力，以及為進(jìn)一步提高混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗裂能力等，需要對(duì)混凝土進(jìn)行全方位的養(yǎng)護(hù)。案例工程的混凝土養(yǎng)護(hù)方式，可選擇的有封閉式養(yǎng)護(hù)、表面保溫養(yǎng)護(hù)、表面灑水保濕養(yǎng)護(hù)幾種。首先是封閉式養(yǎng)護(hù)，在澆筑完混凝土之后，控制混凝土表面溫度的下降，預(yù)防混凝土的早期干裂。其次是表面保溫養(yǎng)護(hù)，根據(jù)表面混凝土保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)暴露比較大的混凝土進(jìn)行表面保溫，以防止外界溫度的驟然下降，可借助氣墊薄膜、軟木板、泡沫混凝土、完全飽和草袋、石棉板等導(dǎo)熱系數(shù)和吸水率比較小的保溫材料進(jìn)行保溫，另外還要根據(jù)外界溫度的變化情況，注意控制保溫的時(shí)間，譬如陽(yáng)光直射的混凝土，最佳保溫時(shí)間為1 d～2 d。最后是表面灑水保濕養(yǎng)護(hù)，在混凝土的表面終凝以后，在保溫養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上，在混凝土表面覆蓋塑料薄膜，并定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)約12 d，這是防止混凝土開(kāi)裂的有效養(yǎng)護(hù)手段。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的研究，基本明確了大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用方法，但由于大體積混凝土施工過(guò)程中存在各種各樣的不確定性因素，給相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，帶來(lái)諸多的難點(diǎn)，因此在應(yīng)用以上施工技術(shù)時(shí)，必須緊扣實(shí)際工程的情況，以免技術(shù)應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)偏頗。

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