浅谈无缝混凝土施工技术的应用
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作者: 林彦育
[摘要]大面积混凝土地面施工质量的控制,是当前比较热门的话题。笔者结合多年的实际工作经验,介绍了大面积混凝土地面无缝施工技术在某展览馆室的实际应用,同时提出了裂缝控制措施,可供相关技术人员参考。
[关键词]大面积混凝土地面 裂缝 无缝施工 控制
一、工程概况
某展览馆为一层混凝土框架结构,展厅面积9800平米,其地面做法为:基层采用压实度达到93%素土夯实,上面铺5公分厚的碎石,然后是1:2水泥砂浆灌浆,最后是10公分细石混凝土,原浆抹光后上铺地毯。平整度控制在1毫米,采用商业混凝土现场浇筑,混凝土设计强度C10。
由于本工程地面混凝土浇筑面积大,在施工过程中极易产生裂缝。为控制裂缝,缩短工期,节约成本,经专家现场研究论证决定采用浇筑无缝施工技术。
二、混凝土无缝施工设计
1.设计思路
大面积混凝土路面结构无缝施工设计,关键是对裂缝控制的设计。根据温度应力与结构长度呈非线性关系,且混凝土早期(7~10d)温差及收缩变形较大的特点,把大面积混凝土地面结构按垂直方向设置施工缝,分为若干小块,每一块为-仓,施工期间实行分块跳仓浇筑。这种跳仓浇筑采用了短距离释放应力的办法应对混凝土早期较大的收缩,待混凝土经过早期较大的温差和收缩后,各仓浇筑连接成整体,应对以后较小的收缩,即“先放后抗,抗防兼施,以抗为主”的辩证设计原则。
2.跳仓间距的确定
根据地基上混凝土板的平均伸缩缝间距计算公式以及施工现场的情况,跳仓间距决定取17米。整个展览馆的平面尺寸为100米×98米,按垂直施工缝分仓,整个区域分成30个网格。
三、混凝土施工工艺
施工时按网格的编号顺序进行跳仓浇筑。在每一网格内,混凝土必须一次性浇筑完毕,不允许出现冷接缝,相邻2块混凝土浇筑间隔时间不得少于7d。
1.混凝土工程
控制混凝土的用水量及水泥用量,水泥用量越大,含水量越高,则收缩变形越大,且延续的时间越长。在地面施工中,经过试配、选择了配合比为1:1.82:4.07,水灰比O.43,水泥用量328kg/m。由于抗折混凝土的石子级配要求用石量较大,所以掺入了O.75%水泥用量的FDN减水剂,掺入减水剂不仅使混凝土的和易性有明显的改善,同时又减少了1O%左右的拌合水,减水后使混凝土回缩量减小。混凝土骨料中的砂子采用中、粗砂,根据有关试验资料表明,当采用细度模数为2.79,平均粒径为0.381的中、粗砂,比采用细度模数为2.12、平均粒径为0.336的细砂,每1m3混凝土可减少用水量20~25kg水泥用量可相应减少28～35kg。如用细度较低的砂子,可以加大高效减水剂的剂量,以减小混凝土的收缩。
如工期允许,也可以考虑掺加适量的粉煤灰(因掺入粉煤灰后早期强度较低),因为普通硅酸盐水泥混凝土的自生收缩是正的(缩小变形),而粉煤灰的自生收缩是膨胀变形,这对混凝土的抗裂性是有益的,另外也可以改善混凝土的和易性,以达到减少水和水泥用量的目的。
2.主要技术措施
(1)混凝土的搅拌
搅拌在现场进行,为降低混凝土的入模温度,现场砂石采取遮阳降温(因为是夏季),必要时洒水降温,袋装水泥仓库保持空气流通,搅拌时搅拌机每2h浇水1次,混凝土输送管上覆盖麻袋,并洒水保湿。
(2)坍落度严格控制
坍落度控制在(122)cm,混凝土浇筑前应对水灰比、坍落度和入模温度进行测定,初始施工时坍落度应每1h检查1次,质量稳定后,2~4h检查1次。混凝土入模温度测试每工作班不应少于2次。
(3)混凝土振捣必须充分
混凝土入模后先用插人式振动棒振密振实,然后用振捣粱振至表面平整,后用Φ180的钢管(内装砂子),制成的提浆滚在混凝土表面来回滚压提浆,用人工抹平。
混凝土浇筑振捣完毕,立即采用塑料薄膜覆盖,进行保水养护7d以上。注意混凝土所处的大气环境,在干燥季节或风口处应加强保水措施,防止混凝土水分蒸发速度过快,以控制其出现早期表面裂缝。
加强混凝土的养护,目的是要使混凝土保持或可能接近于饱和状态,使水化作用达到最大的速度,以得到更高强度的混凝土。在养护温度相同的情况下,连续湿养护(即盖草袋子、洒水养护)时混凝土强度在各龄期均为最高。特别是混凝土在浇筑后内部处于升温阶段时要适时进行湿养护,以加强混凝土的水化反应。这样一方面可以降低混凝土内部的温度峰值,又可以防止后期的强度损失。尤其掺加减水剂后更需要保证养护时间。
混凝土在浇灌4～6h内可能在表面出现塑性裂缝,所以对表面应进行二次至多次压光。
(4)采用二次压光技术
在混凝土浇筑完成4h后进行二次压光,有效消除表层的早期塑性裂缝。二次压光后及时覆盖塑料薄膜及2层麻袋,喷水养护,养护时间不能少于15d。
四、施工控制措施
1.要求搅拌站严格执行配合比,施工配合比可根据现场材料情况在允许范围内进行调整,以保证混凝土的工作性能。
2.混凝土出站前,要求测试坍落度,同时观察和易性,不得出现离析、分层等现象,不符合要求的混凝土不得出厂。
3.浇筑混凝土时,对到施工现场的每车混凝土都要求测坍落度,控制在160～180mm,并观察其和易性,不得存在离析、泌水现象。表观检查不符合要求的混凝土坚决退场。
4.混凝土振捣严格按操作规程进行,不能漏振、欠振和过振,更不得用振捣器拖赶混凝土,振捣时间掌握在以混凝土表面出现浮浆和不再下沉为准。
5.混凝土表面经耐磨处理并压光后立即覆盖塑料布进行保水养护,使混凝土表面一直处于潮湿状态。
6.表面防裂施工技术要点
(1)泵送混凝土经振捣后表面水泥浆较厚,容易引起表面裂缝,首先,要求在振捣最上一层混凝土时,控制振捣时间,注意避免表层产生太厚浮浆层。
(2)除了水泥水化作用影响,外界气温也会导致混凝土表面与内部产生温差,气温的骤降也会增加混凝土表层与内部温度差的梯度。在浇捣后,必须及时用2m长括尺,将多余浮浆层刮除,按施工员测设的标高控制点,将混凝土表面括拍平整。有凹坑的部位必须用混凝土填平,在混凝土收浆接近初凝时,混凝土面进行二次抹光,在混凝土收浆凝固施工期间,除了具体施工人员外,不得在未干硬的混凝土面上随意行走,收浆工作完成的面必须同步及时覆盖表面养护保护层。
五、现场监测与分析
为进一步了解大面积混凝土水化热大小及施工过程中早、中、后期温度升降和应力发展规律,根据本工程地面结构平面尺寸、形状以及厚度,在不同位置设置了温度监测器,在测点被覆盖、振捣、抹平后记录入模温度。依据大面积混凝土早期升温快,后期降温也较快的特,在温度收缩应力计算的基础上,确定测温时间为30d:1~3d每4h测读1次,3~14d每6h测读1次,以后每12h测读1次,若遇温度突变或温度过高应记录1次。
六、结语
地面结构的“分块跳仓浇筑无缝施工技术”,增强了地面结构的整体性,提升了地面的使用性能,有效地控制了大面积混凝土施工裂缝的产生,具有良好的社会效益和经济效益。跳仓施工通过合理的施工组织,缩短了施工工期,施工过程中无需特殊的施工措施,突破了规范要求的规定,实现了普通混凝土的高性能化。
参考文献:
[1]GB50010～2OO2,混凝土结构设计规范[S].
[2]建筑施工手册编写组.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
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