建筑工程大體積混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)措施探討

鄭月芳

摘 ?要：目前，建筑工程體系得到優(yōu)化和完善，其中大體積混凝土技術(shù)應(yīng)用效果良好，能夠滿足高層建筑物及大型基礎(chǔ)施工方面的要求。然而，大體積混凝土具有表面系數(shù)小、水熱化釋放集中、內(nèi)部升溫速度快的特征，在實(shí)際施工期間時(shí)常出現(xiàn)混凝土溫度裂縫等質(zhì)量問題，如不及時(shí)處置，會(huì)給結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的隱患，影響建筑物安全。所以，為充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，預(yù)防和減少混凝土溫差裂縫等問題的出現(xiàn)，本文對(duì)建筑工程大體積混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施進(jìn)行探討，為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程 ?大體積混凝土 ?澆筑與養(yǎng)護(hù) ?技術(shù)措施

中圖分類號(hào)：TU755.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2021）04（b）-0050-03

Discussion on Pouring and Maintenance Measures of Mass Concrete in Construction Engineering

ZHENG Yuefang

（The Third Engineering Co.， Ltd. of China Railway 15th Bureau Group， Taiyuan， Shanxi Province， 611700 ?China）

Abstract： At present， the construction engineering system has been optimized and improved. Among them， the mass concrete technology has a good application effect， which can meet the requirements of high-rise buildings and large-scale foundation construction. However， large-volume concrete has the characteristics of low surface coefficient， concentrated hydrothermal release， and high internal heating speed. Quality problems such as concrete temperature cracks often occur during actual construction. If not disposed of in time， it will cause serious hidden dangers to the structure and affect Building safety. Therefore， in order to give full play to the technical advantages， prevent and reduce the occurrence of concrete temperature difference cracks and other problems， this article discusses the technical measures for the pouring and maintenance of large-volume concrete in construction projects to provide references for similar projects.

Key words： construction engineering; mass concrete; pouring and maintenance; technical measures

1 ?建筑工程大體積混凝土澆筑措施

1.1 混凝土制備

首先，為改善大體積混凝土的特征，突破技術(shù)應(yīng)用局限性，可通過調(diào)整混凝土配合比方案的方法，全面改善混凝土材料性能，以此來實(shí)現(xiàn)大體積混凝土澆筑溫度與降溫速率的控制目的，避免在混凝土結(jié)構(gòu)中形成溫差裂縫、收縮裂縫。因此，在選擇原材料時(shí)，應(yīng)優(yōu)先使用連續(xù)級(jí)配粗骨料、緩凝劑與減水劑等外加劑、將礦渣粉或粉煤灰作為摻合料、使用中熱硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等水熱化程度較低的水泥，或是根據(jù)工程情況直接采購(gòu)商品砼。

其次，全面掌握不同結(jié)構(gòu)部位的大體積混凝土施工要求，將其作為制定混凝土配合比方案的主要依據(jù)。例如，在所澆筑大體積混凝土具備防水功能時(shí)，需要使用低熱或中熱水泥來制備混凝土，并在混凝土中摻入適量的粉煤灰、減水劑、膨脹劑和緩凝劑。

1.2 優(yōu)化混凝土配合比

首先，技術(shù)人員分析現(xiàn)場(chǎng)氣候條件、環(huán)境溫度、施工要求等因素，優(yōu)化混凝土配合比，提高配比方案的可行性，從根源上盡量減少裂縫問題的產(chǎn)生。例如，為改善混凝土的和易性與可泵性，應(yīng)使用水熱化系數(shù)不超過32.5MPa的礦渣水泥，將水泥用量控制在340kg/m3，并加入適量的一級(jí)粉煤灰，將粉煤灰用量控制在100kg/m3左右。同時(shí)，將骨料用量比例控制在90%～83%范圍內(nèi)，優(yōu)先配置低線膨脹系數(shù)骨料。其次，開展混凝土試拌作業(yè)，將試樣送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果與混凝土性能指標(biāo)的對(duì)比分析結(jié)果，對(duì)混凝土配合比方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，直至制備出性能達(dá)標(biāo)的混凝土為止。

1.3 溫度控制

由于大體積混凝土具有水泥水熱化釋放集中與表面系數(shù)小的特征，在混凝土澆筑期間，如果混凝土溫度控制不當(dāng)，實(shí)際產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過混凝體自身可承受的拉力極限值時(shí)，將在混凝土結(jié)構(gòu)中形成裂縫，嚴(yán)重破壞了結(jié)構(gòu)整體性，大幅削弱了結(jié)構(gòu)的承載性能、防滲性能。而在我國(guó)現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-92）中明確規(guī)定，混凝土澆筑溫度不宜超過28℃，如果實(shí)際澆筑溫度超過這一數(shù)值，將會(huì)提高混凝土開裂問題的出現(xiàn)概率[1]。

澆筑過程中要注意溫度因素的影響，一方面，在混凝土澆筑前，對(duì)所攪拌混凝土材料的溫度進(jìn)行測(cè)量，如果混凝土出倉(cāng)溫度過高，則將混凝土靜置一段時(shí)間進(jìn)行冷卻，或是在夜間開展混凝土澆筑作業(yè)。同時(shí)，在混凝土攪拌前，可以將骨料淋水沖洗，在砂石上方搭建簡(jiǎn)易的遮陽(yáng)裝置，這也將起到降低混凝土出倉(cāng)溫度的作用。另一方面，應(yīng)在混凝土澆筑的位置，設(shè)置冷卻管，在冷卻管內(nèi)循環(huán)流通冷水，當(dāng)冷水與混凝土接觸時(shí)，將吸收一部分熱量，起到控制混凝土澆筑溫度的作用。與此同時(shí)，對(duì)冷卻水體循環(huán)速率的調(diào)整，還將取得靈活調(diào)整混凝土澆筑溫度的效果。例如，在大體積混凝土降溫速率過高時(shí)，可以下調(diào)冷卻水循環(huán)速率，或是停止冷卻水循環(huán)，以此來控制混凝土的降溫速度，避免降溫速度過快而形成貫穿性冷裂縫[2]。

1. 4 濕度控制

澆筑時(shí)要重視內(nèi)外部濕度問題，其中水泥硬化時(shí)需要一部分水分，而混凝土內(nèi)部另外一些水分在熱化階段蒸發(fā)到空氣中，這就導(dǎo)致容易缺少水分。然而，受到外部氣溫與空氣濕度的變化，部分所澆筑大體積混凝土的水分蒸發(fā)速度過快，如果沒有采取相應(yīng)的保濕措施，同時(shí)，容易產(chǎn)生干縮裂縫。在混凝土處于干濕交替狀態(tài)時(shí)，將使得混凝土體積隨之變化，容易形成裂縫。針對(duì)上述問題，我們可以采取幾點(diǎn)措施來做好濕度控制工作。第一，考慮到體積混凝土具有散熱水分蒸發(fā)速度快的特征，在制備混凝土?xí)r，適當(dāng)增加拌合水用量，給水熱化提供相應(yīng)的水分保證。第二，盡可量營(yíng)造出具有適宜潮濕條件的混凝土澆筑環(huán)境，將空氣濕度控制在合理范圍內(nèi)，如此，在較為潮濕的環(huán)境中，將起到降低混凝土表面水分蒸發(fā)速度、預(yù)防混凝土表面脫水、形成干縮裂縫的作用。第三，施工人員可以采取人為延長(zhǎng)混凝土凝固時(shí)間的方法來降低溫度，這將起到降低混凝土表面水封蒸發(fā)速度的作用，但是，禁止在混凝土澆筑、振搗過程中直接加水[3]。

1.5 分層分段澆筑

與普通混凝土技術(shù)相比，大體積混凝土技術(shù)的局限性在于，澆筑成型的混凝土結(jié)構(gòu)過厚，致使混凝土內(nèi)部與表層的熱量散失速度不均衡，使得內(nèi)外溫差超過25℃，所產(chǎn)生溫度應(yīng)力過大導(dǎo)致混凝土開裂。因此，為突破技術(shù)局限性，可選擇采取分層分段的混凝土澆筑工藝，將混凝土結(jié)構(gòu)劃分為若干澆筑層，自下至上分層澆筑混凝土，在上層混凝土初凝前，必須完成下一層混凝土的澆筑與振搗作業(yè)。如此，在不形成施工縫的前提下，可以減小混凝土表面與內(nèi)部的溫度差值，將所產(chǎn)生溫度應(yīng)力控制在混凝土的極限抗拉值內(nèi)。

2 ?建筑工程大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)措施

2.1 灑水保濕養(yǎng)護(hù)

在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，首先，在混凝土表面覆蓋塑料薄膜等材料起到保濕作用，抑制混凝土表面水分蒸發(fā)速度。同時(shí)，也可選擇在表面覆蓋養(yǎng)護(hù)膜，作為一種以可控高分子材料制成的膜體，通過毛細(xì)管作用，可以持續(xù)吸收混凝土在水熱化過程中產(chǎn)生的蒸發(fā)水，保持膜下環(huán)境的潮濕狀態(tài)，將相對(duì)濕度穩(wěn)定保持在90%以上。其次，養(yǎng)護(hù)人員定期在混凝土避免淋灑適量水分，對(duì)混凝土內(nèi)外溫度和表面濕度進(jìn)行觀測(cè)，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果來確定灑水頻率及單次灑水量。最后，在混凝土終凝前，可選擇采取滿水法，在板面鋪設(shè)平板，將水體通過板面持續(xù)流向混凝土面，在滿水條件下將混凝土靜置3～7d[4]。

2.2 混凝土溫控

養(yǎng)護(hù)過程要重點(diǎn)把握好溫差問題，將內(nèi)外溫差、混凝土表面與環(huán)境溫差控制在允許范圍內(nèi)，在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)期間，為預(yù)防和減少混凝土溫差裂縫的出現(xiàn)，必須采取以下溫控養(yǎng)護(hù)措施。第一，溫度監(jiān)測(cè)。在混凝土底板等部位設(shè)置一定數(shù)量的測(cè)溫點(diǎn)，定期對(duì)混凝土表面和內(nèi)部溫度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果采取相應(yīng)的溫控措施。同時(shí)，隨著混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間的推移，適當(dāng)持續(xù)降低測(cè)溫頻次，延長(zhǎng)測(cè)溫間隔時(shí)間。例如，在混凝土澆筑完畢后的4～8d內(nèi)，每隔4h測(cè)量一次混凝土溫度。而在混凝土澆筑完畢后的15～32d內(nèi)，每隔1d測(cè)量一次溫度即可。第二，混凝土保溫。在冬季施工條件下，由于外部環(huán)境溫度較低，會(huì)加大混凝土表面與內(nèi)部溫差值，更容易形成溫差裂縫。因此，可以在混凝土四周包裹棉簾進(jìn)行保溫，延緩混凝土表面溫度流失，在澆筑完畢后的一段時(shí)間內(nèi)，將混凝土表面溫度控制在合理程度。第三，及時(shí)采取保溫防護(hù)，可以通過覆蓋保溫材料，防止熱量散發(fā)過快，維持混凝土表面溫度。同時(shí)，混凝土不同部位的表面等效放熱系數(shù)有所不同，一般部位等效放熱系數(shù)為β≤2.0～3.0w/m2℃，棱角部位與永久暴露面的表面等效放熱系數(shù)為β≤1.5-2.0w/m2℃。第四，內(nèi)部混凝土冷卻。提前在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)布置冷卻管，在混凝土內(nèi)外溫差過大時(shí)，在冷卻管內(nèi)循環(huán)流通冷卻水體，冷卻水與混凝土內(nèi)部接觸時(shí)會(huì)吸收一部分熱量，起到減小內(nèi)外溫差的作用。第五，表面溫控。在混凝土表面溫度遠(yuǎn)高于內(nèi)部溫度時(shí)，直接向混凝土表面潑灑涼水即可。反之，則在混凝土表面定期噴澆熱水、蓄存熱水，或是包裹保溫材料與防治碘鎢燈。第六，遮陽(yáng)降溫。在炎熱夏季施工背景下，為減小太陽(yáng)光照射對(duì)混凝土溫度造成的影響，需要在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)遮陽(yáng)設(shè)施，避免陽(yáng)光直射。第七，蒸汽加熱。在冬季施工背景下，要保證表面溫度，可以采取蒸汽養(yǎng)護(hù)法，配置熱交換器、蒸汽管與水箱等裝置設(shè)備，利用直接或間接加熱的方法實(shí)施養(yǎng)護(hù)[5]。

2.3 確定養(yǎng)護(hù)時(shí)間

在大體積混凝土施工期間，工作人員應(yīng)綜合分析混凝土厚度、混凝土性能指標(biāo)、建筑結(jié)構(gòu)部位、養(yǎng)護(hù)方法等因素，明確大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在混凝土澆筑完畢12h內(nèi)開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，將養(yǎng)護(hù)時(shí)間設(shè)定為10d～32d不等。例如，在采取自然養(yǎng)護(hù)法時(shí)，可以在混凝土澆筑完畢后的10d左右結(jié)束養(yǎng)護(hù)作業(yè)。而在所使用混凝土材料中含有火山灰水泥時(shí)，需要將養(yǎng)護(hù)時(shí)間設(shè)定在21d及以上。如果混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間設(shè)定不合理，或是提前結(jié)束養(yǎng)護(hù)作業(yè)，將對(duì)成型混凝土的強(qiáng)度造成影響[6-7]。

3 ?結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代混凝土施工工藝及制備工藝不斷完善，大體積混凝土的應(yīng)用范圍越來越廣，在建筑工程中發(fā)揮極大的優(yōu)勢(shì)作用。大體積混凝土澆筑施工及養(yǎng)護(hù)作業(yè)比較復(fù)雜，如處理不當(dāng)容易發(fā)生裂縫等病害問題。所以，施工人員要認(rèn)真對(duì)待澆筑與養(yǎng)護(hù)工作，嚴(yán)格控制好澆筑時(shí)間，控制好溫度及濕度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及氣候環(huán)境，及時(shí)采取相應(yīng)的保溫及散熱措施，防止內(nèi)外溫差過大而影響結(jié)構(gòu)完整。另外，為取得理想的施工成果，克服大體積混凝土施工技術(shù)的局限性。因此，建筑企業(yè)必須提高對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)的研究力度，綜合采取上述大體積混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施，為建筑工程質(zhì)量提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

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