械緊逼追趕關(guān)于大體積砼的施工技術(shù)及裂縫的防治措施的探討月德國

1.前言

近幾年，德國機(jī)械訂單同比下降1%，隨著公共基礎(chǔ)的迅速發(fā)展，其內(nèi)訂單下降4%，高層建筑物，國外訂單增長1%。2013年上半年，橋梁結(jié)構(gòu)及大型設(shè)備基礎(chǔ)的不斷涌現(xiàn)，德國機(jī)械訂單下降1%，大體積砼已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，國內(nèi)訂單下降6%，大體積砼與普通鋼筋砼相比，國外訂單增長1%。德國訂單下降，具有結(jié)構(gòu)厚，會是機(jī)械機(jī)會嗎德國機(jī)械設(shè)備制造聯(lián)合會首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家魏謝思表示，體形大，德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)必需繼續(xù)承壓。國內(nèi)訂單反映出德國境內(nèi)目前投資活動的不景氣，鋼筋密，歐元伙伴國的機(jī)械訂單也不太樂觀。就歐元區(qū)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定而言，砼數(shù)量多，從投資生產(chǎn)目前19%的降幅來看，工程條件復(fù)雜等特點(diǎn)。本文在砼施工中合理選用，面臨很大困難。而目前世界經(jīng)濟(jì)疲軟，優(yōu)化砼配合比，非歐元區(qū)需求也開始進(jìn)入下降區(qū)間。此前盡管數(shù)月，選用科學(xué)的施工方法，盡管德國機(jī)械訂單下降，加強(qiáng)砼養(yǎng)護(hù)及砼裂縫的與控制等方面與大家共同探討。

2.材料的選用

2.1水泥的選用

砼主要考慮抗裂縫性能好，但主要受制于國內(nèi)訂單，兼顧低熱和高強(qiáng)兩方面的要求，國外訂單一直處于增長區(qū)間，分表層砼，而5月開始國外訂單從持平開始下滑，除抗裂性能外，從3個(gè)月平均水平看，還要求抗凍融性，國外訂單增幅也在走低;德國機(jī)械行業(yè)年內(nèi)增長乏力。另外，耐磨性，全球工程機(jī)械混凝土領(lǐng)域由“制造”主宰已是不爭之實(shí)。在產(chǎn)業(yè)布上，抗蝕性，一度雄踞世界前三強(qiáng)的德國普茨邁斯特、德國施維茵先后歸入“制造”旗下。一增一減之下，強(qiáng)度高及干縮較小，故此施工一般可用低熱礦渣水泥，中，高標(biāo)號的中低熱硅酸水泥，此外，采用的水泥應(yīng)對其品種，級別，包裝和散裝倉號，出廠日期等進(jìn)行檢查，并應(yīng)對其強(qiáng)度，安定性及其他必要的性能進(jìn)行復(fù)檢，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定方可使用。

2.2骨料的選擇 ：一般選用結(jié)構(gòu)致密，并有足夠強(qiáng)度的優(yōu)良骨料，除符合標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)粗骨料要求潔凈，不含雜質(zhì)。大粒徑的卵石或碎石含泥量≤1%。(2)細(xì)骨料建議采用中砂，含泥量≤3%。

2.3礦物拌合料 ：在砼中摻加磨細(xì)礦物拌合料后，可以起到降低溫升，改善和易性。增進(jìn)后期強(qiáng)度，改善砼內(nèi)結(jié)構(gòu)，提高耐磨性，全球工程機(jī)械混凝土領(lǐng)域由“制造”主宰已是不爭之實(shí)。在產(chǎn)業(yè)布上，并可代替分水泥，節(jié)資源，起到抑制堿、骨料反應(yīng)的作用。常用粉煤灰，高爐礦渣，滑石粉等。

2.4水：拌制砼宜采用飲用水，當(dāng)采用其他水源時(shí)，水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《砼用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63的規(guī)定。

2.5外加劑：不同品種外加劑的摻加通常可起到改善砼拌合物的流動性，調(diào)節(jié)砼凝結(jié)時(shí)間，硬化性能，改善砼的耐久性等作用。外加劑的選用應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的要求通過試驗(yàn)及技術(shù)比較確定，不同品種的外加劑復(fù)合使用時(shí)，應(yīng)注意其相容性及對砼性能的影響，使用前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，滿足要求方可使用。

3.砼配合比的確定與優(yōu)化

應(yīng)滿足以下要求：(1)水泥初凝時(shí)間不少于6小時(shí)。(2)砂率控制在35-40%。(3)砼中的最大氧離子含量為0.06%。(4)砼中的最大堿含量為3.0kg/m³。(5)水泥中鋁酸三鈣含量小于8%。

4.優(yōu)化砼的供應(yīng)

大體積砼應(yīng)由商品砼攪拌站供應(yīng)。原材料計(jì)量要準(zhǔn)確，保證配合比的準(zhǔn)確性。

4.1計(jì)量 ：要求使用檢定過的計(jì)量器具，保證計(jì)量正確。

4.2拌制 ：控制原材料投入攪拌機(jī)順序，不采用“外摻”、“后摻”的作法，嚴(yán)格控制拌制時(shí)間，攪拌完成后裝入車時(shí)，即測定坍落度，同時(shí)觀察砼的和易性，不得存在離析，分層等現(xiàn)象，坍落度不符合要求的砼不能出站。

4.3運(yùn)輸：根據(jù)路線的比對，的狀況，隨時(shí)增減車輛，保證砼的正常供應(yīng)，砼運(yùn)輸時(shí)間不得大于180min，砼運(yùn)輸車輛離開攪拌站后不得摻加任何材料，包括水、外加劑等。

5.大體積混凝土的施工工藝

5.1分塊分層的澆筑混凝土，有利于錯(cuò)開拌合物內(nèi)各層的水化時(shí)刻，分散混凝土的放熱峰值。一般在第一層混凝土還未初凝時(shí)，澆注上一層。

5.2在振搗上一層時(shí)，振動棒應(yīng)插入下一層50-100mm，以消除兩層之間的接縫，振動時(shí)間不宜過長，防止石子下沉造成混凝土結(jié)構(gòu)不均勻。

5.3在澆筑完畢到混凝土初凝前，粗抹面一次，混凝土接近終凝時(shí)，應(yīng)用木模第二次抹光，消除混凝土表面的龜裂紋。

5.4采取措施控制澆筑溫度，如拌和用水以碎冰形式加進(jìn)混凝土拌合物中，使新拌混凝土的溫度被限制在4-6度，在施工現(xiàn)場搭建遮陽蓬，防止烈日暴曬混凝土表面等。

5.5必要時(shí)可以預(yù)埋冷卻水管，用循環(huán)水進(jìn)行人工導(dǎo)熱，以降低混凝土的內(nèi)溫度。

泌水及表面處理。砼在澆筑，振搗過程中，上涌的泌水和浮漿順砼坡面下流到坑底，通過側(cè)模底開孔將泌水排出基坑，當(dāng)砼大坡面的坡角接近頂端模板時(shí)，改變砼澆筑方向。及時(shí)用刮板將表層的泌水水分刮出，以提高砼質(zhì)量，減少表面裂縫。

6.大體積混凝土易裂的原因

6.1水化溫升高，體積變化大

混凝土體積越大，水泥總用量相對大，水泥水化產(chǎn)生的熱量越不易散發(fā)，溫升越高，引起的體積變化也越大，大體積混凝土澆注后，內(nèi)溫度遠(yuǎn)較外高，形成較高的溫差，造成內(nèi)漲外縮，使構(gòu)件表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力以至開裂。

6.2受約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力

不受約束的混凝土是不會產(chǎn)生內(nèi)就的，體積變化受約束才產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。約束條件有兩種，即外約束和內(nèi)約束，外約束是指結(jié)構(gòu)物的邊界條件，一般指基礎(chǔ)或其他外界因素對結(jié)構(gòu)物的約束，水泥水化后期，散發(fā)熱量大于放熱量，構(gòu)件溫度降低，體積收縮，受邊界條件約束，產(chǎn)生拉應(yīng)力。

6.3抗拉能力低

混凝土是脆性，抗壓能力較高，抗拉能力較低，抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/10左右;極限拉伸也很小，大體積混凝土溫度變形受約束時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)變很容易產(chǎn)生裂縫。以上三方面同時(shí)存在，并達(dá)到相當(dāng)程度必然會發(fā)生裂縫，缺少其中一個(gè)，或其中一個(gè)沒有達(dá)到相當(dāng)程度，裂縫可能不會發(fā)生，大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的最根本原因是水化溫升的引起的體積變化。

7.大體積混凝土防裂的措施

分析大體積混凝土裂縫的成因和工程實(shí)踐表明：控制水化熱，改變約束條件，提高混凝土極限拉伸能力等措施都有效的防止裂縫的形成。

7.1原材料選擇及配合比設(shè)計(jì)

水泥。不同品種水泥水化所釋放的熱量各異，大體積混凝土宜選用水化熱低，凝結(jié)時(shí)間長的水泥，在滿足水泥混凝土和易性，力學(xué)性能和耐久性的條件下，盡量使水泥用量降低至最小限度，從文獻(xiàn)資料得知，減少水泥用量可以減少總的水化放熱量，從而可以降低混凝土內(nèi)外溫差。

7.2活性摻合材料

在大體積混凝土中摻加活性摻合材料，既可以相應(yīng)減少水泥用量，又可以降低混凝土水化溫升，目前在南方地區(qū)粉煤灰是最理想的活性摻合材料。摻加粉煤灰能大幅度降低混凝土的水化熱，粉煤灰火山灰反應(yīng)進(jìn)展比較尺緩，發(fā)熱的速度較低。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，用粉煤灰取代20%的水泥，用使7d內(nèi)的水化熱下降11%，取代30%的水泥時(shí)下降25%。

7.3外加劑

大體積混凝土宜選用高效緩凝型減水劑。外加劑的緩凝的作用可使水泥水化放熱速率減慢，有利于熱量消散，能使混凝土內(nèi)溫升降低。高效緩凝型減水劑還具有一定的引氣作用?；炷林幸胍欢康奈⑿》忾]氣泡，能有效地減小骨料間的摩阻力，使混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土內(nèi)的孔結(jié)構(gòu)得到改善，也有利于提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性等耐義指標(biāo)。高效減水作用能大幅度地減少混凝土用水量，保持水灰比不變，可大幅度減少混凝土中的水泥用量，亦即降低總的水化熱。另外，在大體積混凝土中也可采用膨脹劑來控制裂縫的產(chǎn)生，膨脹劑具有膨脹效應(yīng)，它不但可補(bǔ)償混凝土的收縮，而且能降低混凝土的整體溫度，但是膨脹劑的較高且質(zhì)量參左不齊，應(yīng)通過試驗(yàn)慎重選用。

8.結(jié)束語

大體積混凝土施工，只要選好原材料，確定配合比，并在施工組織和施工技術(shù)上采取必要的措施，就能控制溫度裂縫的產(chǎn)生。

（作者為棗莊市公路管理?xiàng)椙f連接線高速公路管理處 鄭繼耀）

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