大体积混凝土浇筑技术及常见的问题处理
大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土, 出现再大的均匀收缩, 也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时, 内部就会产生拉应力, 当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时, 混凝土就会开裂。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂, 是一个值得关注的问题。
一、混凝土配合比设计及材料的要求 大体积混凝土浇筑技术及常见问题处理
对配合比设计的主要要求是: 既要设计强度, 又要大幅度降低水化热; 既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性, 又要降低水泥和水的用量。
1、水泥
由于温差主要是由水化热产生的, 所以为了减小温差就要尽量降低水化热, 为了降低水化热, 要尽量采取早期水化热低的水泥, 由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数,要降低水泥的水化热, 主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数, 硅酸盐水泥的矿物组成主要有: C3S、C2S、C3A 和 C4AF, 试验表明:水泥中铝酸三钙( C3A) 和硅酸三钙( C3S) 含量高的, 水化热较高, 所以, 为了减少水泥的水化热, 降低熟料中 C3A 和 C3S 的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。
2、掺加粉煤灰
为了减少水泥用量, 降低水化热并提高和易性, 我们可以把部分水泥用粉煤灰代替,掺入粉煤灰主要有以下作用:
①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物, 其中二氧化硅含量 40%～60%, 三氧化二铝含量 17%～35%, 这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应, 是其活性的来源, 可以取代部分水泥, 从而减少水泥用量, 降低混凝土的热胀;
②由于粉煤灰颗粒较细, 能够参加二次反应的界面相应增加, 在混凝土中分散更加均匀;
③同时, 粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构, 使混凝土中总的孔隙率降低, 孔结构进一步的细化, 分布更加合理, 使硬化后的混凝土更加致密, 相应收缩值也减少。
3、骨料
谈粗骨料。要尽量扩大粗骨料的粒径, 因为粗骨料粒径越大, 级配越好, 孔隙率越小, 总表面积越小, 每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小, 水化热就随之降低 ,对防止裂缝的产生有利。其次谈细骨料。宜采用级配良好的中砂和中粗砂 ,好用中粗砂 ,因为其孔隙率小 ,总表面积小 ,这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少, 水化热就低, 裂缝就减少 ,另一方面, 要控制砂子的含泥量 ,含泥量越大 ,收缩变形就越大, 裂缝就越严重 ,因此细骨料尽量用干净的中粗沙。
二、混凝土的浇筑方案选用
1、混凝土的拌制
（1）在混凝土拌制过程中 ,要严格控制原材料计量准确 ,同时严格控制混凝土出机塌落度。（2）要尽量降低混凝土拌合物出机口温度 ,拌合物可采取以下两种降温措施: 一是送冷风对拌和物进行冷却 ,二是加冰拌合, 一般使新拌混凝土的温度控制在 6℃左右。混凝土浇注、拆模。
2、混凝土浇注过程质量控制
（1）浇注过程中要进行振捣方可密实 ,振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜, 间距要均匀, 以振捣力波及范围重叠二分之一为宜, 浇注完毕后, 表面要压实、抹平 ,以防止表面裂缝。另外 ,浇注混凝土要求分层浇注 ,分层流水振捣, 同时要上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。
（2）浇注时间控制，尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注, 若由于工程需要在夏季施工 ,则尽量避开正午高温时段 ,浇注尽量安排在夜间进行。
（3）混凝土拆模时间控制，混凝土在实际温度养护的条件下 ,强度达到设计强度的 75%以上 ,混凝土中心与表面低温度控制在 25℃以内 ,预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。
三、预测温度、设计养护方案 大体积混凝土浇筑技术及常见问题处理
在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下 ,大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值 = 浇筑温度 + 水化热温升值- 环境温度。为了防止大体积混凝土裂缝的产生, 通过计算预测了混凝土的浇筑温度、混凝土温升值的可能产生应力 ,并据此制定了降低浇筑温度腔制温升值措施 ,预先制定减缓降温速率的方案和一旦出现意外情况的应急措施。
四、确定保温材料的厚度, 预测混凝土表面温度
混凝土浇筑完成后,采取养护,解决办法是在混凝土开始降温时 ,在其表面覆盖保温材料 ,使表层混凝土温度提高 ,达到减小混凝土内表温差的目的。一般规定: 混凝土内表温差 T1- T2≤25℃对于较厚的混凝土 ,此温差值可适当放宽。由此可见, 即使在炎热的夏季 ,大体积混凝上在降温阶段要“保温”养护。经过计算, 提出两种养护方案供施工时选择。一种是盖一层塑料薄膜和一层 3cm 厚的防水岩棉被。另一种是蓄水 2cm- 12cm 养护, 深度随当时混凝土内外温差增减。前者的优点是保温性能较好 ,可缩小混凝土内表温差 ,减慢降温速度 ,从而有利于混凝土抗裂, 但缺点是可能因降温速度过慢而延长养护时间; 但如遇环境温度骤降造成混凝土内表温差过大时, 较难采取临时加强保温的措施。
五、在本工程施工过程中出现的问题及处理措施
1、孔洞
表现为混凝土结构内部存在着空隙，局部没有混凝土，钢筋局部或全部裸露。产生的原因有：
①在钢筋较密的部位或预留孔洞和预埋件处，混凝土下料被搁住，未振捣就继续浇筑上层混凝土；
②混凝土离析，砂浆分离，石子成堆，严重跑浆，又未进行振捣；
③混凝土一次下料过多、过厚，下料过高，振捣器振动不到，形成松散孔洞；
④混凝土内掉入模具、木块、泥块等杂物，混凝土被卡住。
处理措施如下：
（1）在钢筋密集处及复杂部位，采用细石混凝土浇灌，在模板内充满，认真分层振捣密实，预留孔洞，应两侧同时下料，侧面加开浇灌门，严防漏振、砂石中如有粘土块、模板工具等杂物掉入混凝土内，应及时清除干净。
（2）将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆凿除，用压力水冲洗，湿润后用高强度等级细石混凝土仔细浇灌、捣实。
2．麻面 大体积混凝土浇筑技术及常见问题处理
表现为混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点，形成粗糙面，但无钢筋外露现象。产生的原因有：
①模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理干净，拆模时混凝土表
面被粘坏；
②模板未浇水湿润或湿润不够，构件表面混凝土的水分被吸走，使混凝土失水过多出现麻面；③模板拼缝不严，局部漏浆；
④模板隔离剂涂刷不匀，或局部漏刷或失效，混凝土表面与模板粘结造成表面麻面；
⑤混凝土振捣不实，气泡未排出，停在模板表面形成麻点。
处理措施如下：
（1）模板表面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物，浇灌混凝土前，模板应浇水充分湿润，模板缝隙应用油毡纸、腻子等堵严，模板隔离剂应选用长效的，涂刷均匀，不得漏刷；混凝土应分层均匀振捣密实，至排除气泡为止。
（2）表面作粉刷的，可不处理，表面无粉刷的，应在麻面部位浇水充分湿润后，用原混凝土配合比去石子砂浆，将麻面抹平压光。
3、露筋
表现为混凝土内部主筋、负筋或箍筋局部裸露在结构构件表面。
产生的原因有：
①灌注混凝土时，钢筋保护层垫块位移或垫块太少或漏放，致使钢筋紧贴模板外露；
②结构构件截面小，钢筋过密，石子卡在钢筋上，使水泥砂浆不能充满钢筋周围，造成露筋；③混凝土配合比不当，产生离析，靠模板部位缺浆或模板漏浆；
④混凝土保护层太少或保护层处混凝土漏振或振捣不实，或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋，使钢筋位移，造成露筋；
⑤木模板未浇水湿润，吸水粘结或脱模过早，拆模时缺棱、掉角，导致露筋。
处理措施如下： 大体积混凝土浇筑技术及常见问题处理
（1）浇灌混凝土，应钢筋位置和保护层厚度正确，并加强检查，钢筋密集时，应选用适当粒径的石子，混凝土配合比准确和良好的和易性，浇灌高度超过2m，应用串筒或溜槽进行下料，以防止离析；模板应充分湿润并认真堵好缝隙；混凝土振捣严禁撞击钢筋，操作时，避免踩踏钢筋，如有踩弯或脱扣等应及时调整，保护层混凝土的振捣密实，正确掌握脱模时间，防止过早拆模，碰坏棱角。
（2）表面露筋，刷洗净后，在表面抹 1:2 或 1:2.5 水泥砂浆，将露筋部位抹平；露筋较深的凿去薄弱混凝土和凸出颗粒，洗刷干净后，用比原来高的细石混凝土填塞压实。
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