时间:2023-03-13 11:07:40
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中图分类号:TU528文献标识码: A
前言:近年来,随着基础建设的不断扩大,混凝土在房建,公路,铁路等领域内发
展迅速,然而也出现了不少的质量事故,在这里,针对混凝土保证质量的措施,
我来简要谈谈混凝土施工技术即水泥混凝土的搅拌与灌注要点,因为混凝土的质
量不但与配合比有关,而且与搅拌和灌注也有密切的联系,一旦采用的搅拌方法
与灌注方法不合适,也会影响混凝土的质量。
1、混凝土的概述
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与水按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土。它广泛应用于土木工程。
2、混凝土结构
混凝土结构是以混凝土为主要材料制作的结构。它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和预应力混凝土结构等。混凝土结构上由多种材料组成的复合人工材料,由于结构本身组成成分及承载受力特点,在周围环境中水及侵蚀性介质的作用下,随着时间的推移,混凝土将出现裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等现象。
3、混凝土的质量
混凝土结构工程的质量,从根本上决定、影响着整个建筑工程的质量。但混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用过程中,经常由于材料质量、施工工艺、地基变形、温度变化、湿度变化和结构受荷、设计结构等原因造成建筑工程局部甚至整体工程的质量问题。积极改进混凝土施工的技术措施,是减少和防止建筑工程质量问题、提高建筑工程质量的重要途径。
4、混凝土工程施工技术要求
4.1混凝土搅拌
搅拌混凝土前,宜将搅拌筒充分;严格计量、控制水灰比和坍落度;冬期拌制混凝土应优先采用加热水的方法。
混凝土搅拌装料顺序:石子水泥砂子水。
4.2混凝土浇筑
4.2.1单独基础浇筑。
4.2.1.1台阶式基础施工,可按台阶分层一次浇筑完毕(预制柱的高杯口基础的高台部分应另行分层),不允许留设施工缝。每层混凝土要一次浇筑,顺序是先边角后中间,务必使砂浆充满模板。
4.2.1.2浇筑台阶式柱基时,防止垂直交角处可能出现吊脚(上层台阶与下口混凝土脱空)现象。
4.2.1.3为保证杯形基础杯口底标高的正确性,宜先将杯口底混凝土振实并稍停片刻,再浇筑振捣杯口模四周的混凝土,振动时间尽可能缩短。同时,还应特别注意杯口模板的位置,应在两侧对称浇筑,以免杯口模挤向上一侧或由于混凝土泛起而使芯模上升。
4.2.1.4高杯口基础,由于这一级台阶较高且配置钢筋较多,可采用后安装杯口模的方法,即当混凝土浇捣到接近杯口底时,再安杯口模板后继续浇捣。
4.2.1.5锥式基础,应注意斜坡部位混凝土的捣固质量,在振捣器振捣完毕后,用人工将斜坡表面拍平,使其符合设计要求。
4.2.1.6为提高杯口芯模周转利用率,可在混凝土初凝后、终凝前将芯模拔出,并将杯壁划毛。
4.2.1.7现浇柱下基础时,要特别注意连接钢筋的位置,防止移位和倾斜发生偏差时及时纠正。
4.2.2条形基础浇筑。
4.2.2.1浇筑前,应根据混凝土基础顶面的标高在两侧木模上弹出标高线;如采用原槽土模时,应在基槽两侧的土壁上交错打入长100mm左右的标杆,并露出20~30mm,标杆面与基础顶面标高平,标杆之间的距离约3m。
4.2.2.2根据基础深度宜分段、分层连续浇筑混凝土,一般不留施工缝。各段层间应相互衔接,每段间浇筑长度控制在2~3m距离,做到逐段逐层呈阶梯形向前推进。
4.2.3设备基础浇筑。
4.2.3.1一般应分层浇筑.并保证上下层之间不留施工缝,每层混凝土的厚度为200~300mm。每层浇筑顺序应从低处开始,沿长边方向自一端向另一端浇筑,也可采取中间向两端或两端向中间浇筑的顺序。
4.2.3.2对特殊部位,如地脚螺栓、预留螺栓孔、预埋管等,浇筑混凝土时要控制好混凝土上升速度,使其均匀上升;同时要防止碰撞,以免发生位移或歪斜。对于大直径地脚螺栓,在混凝土浇筑过程中,应用经纬仪随时观测,发现偏差及时纠正。
5、混凝土的保护和养护
采取措施对所浇筑的混凝土进行保护,以防止风、阳光、过高和过低的温度、剧烈的温度变化、过早发生的载荷、偏转、冲击、及地下水侵入等因素对混凝土造成的有害影响。保养措施须从混凝土浇筑完成时刻开始至少持续进行14天。
外伸钢结构的温度应保持在5℃到45℃间。
所有的外露混凝土表面应在浇筑完成后至少14天内保持潮湿,所用的养护膜可以在水中使用、无毒并不染色。养护膜按厂家的说明使用。
养护膜在没有模板的混凝土浇筑9个小时内或在立墙(混凝土)去掉模板后的一个小时内使用。用养护模保养的混凝土应避开干风和日晒。防水混凝土或要加涂层的混凝土表面不使用养护摸。
在用了养护剂的60分钟里,养护剂必须稳定并阻碍水从混凝土表面蒸发。养护剂在使用后的三个星期里应该是不会与混凝土发生化学反应,不会裂,剥落或分解,否则采用其它有效养护措施补救。
6、混凝土工程施工方案
宿迁市万福隆农贸商城工程位于市区发展大道415号,本工程为集农贸市场与住宅与一体的商住工程,本工程一、二层为整体农贸商城,三至五层为住宅楼,工程总建筑面积约为12000㎡。工程为钢筋混凝土框架结构体系,混凝土采用现场搅拌。
6.1施工前,由项目部向检测中心实验室报混凝土配合比委托单,说明混凝土强度等级、浇筑量、浇筑部位及浇筑要求。现场实测混凝土坍落度与混凝土配合比设计坍落度允许偏差±30mm。
6.2现场混凝土施工作业条件:
6.2.1浇筑混凝土层段的模板、钢筋、予埋件及管线等全部安装完毕,经检查复合设计要求,办好隐蔽验收。
6.2.2浇筑混凝土用的架子及马道已支搭完毕,并经检查合格。
6.2.3水泥、砂石及外加挤等经检查复合有关标准要求,试验室已下达混凝土配合比单。
6.3混凝土浇筑前应先检查模板位置、标高是否符合要求,检查模板支撑系统是否可靠,检查钢筋和预埋件位置是否正确有无遗漏。办理完隐蔽验收。框架柱浇筑前,底部应先铺水泥净浆,再铺30~50厚的1:1水泥砂浆,柱混凝土应分层浇捣,使用插入式振捣器时每层厚度应为振捣棒长度的1.25倍,如Ф50振动棒分层厚度为43~48cm,Ф30振动棒分层厚度为33cm,振捣时不得触动钢筋和预埋件。除上面振捣外,下面要有人随时敲打模板,检查是否密实。梁板混凝土施工:梁、板应同时浇筑,浇筑方法应由一端开始用“赶浆法”:即先浇筑梁,根据梁高分层浇筑成阶梯形,当达到底板位置时再与板的混凝土一起浇筑,随着阶梯不断延伸,梁板混凝土浇筑连续向前进行。梁柱节点钢筋较密,采用小直径振捣棒振捣或辅以人工钢钎振捣。浇筑板混凝土的虚铺厚度应略大于板厚,用振捣器垂直浇筑方向来回振捣,并用铁插尺检查混凝土厚度,振捣完毕后用长木抹子抹平。施工缝处或有预埋件及插筋处用木抹子找平。浇筑板混凝土时不允许用振捣棒铺摊混凝土。楼梯段混凝土自下而上浇筑,先振实底板混凝土,达到踏步位置时再与踏步混凝土一起浇捣,不断连续向上推进,并随时用木抹子将踏步上表面抹平。楼梯混凝土宜连续浇筑完,楼梯的施工缝应留置在楼梯踏步的1/3的部位,施工缝处理同梁板。
7、结束语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献:
Abstract:With the rapid development of the construction industry, concrete is widely used in housing and high-rise buildings, the construction quality of concrete structure safety, cost engineering is closely related to the common quality problems in concrete, is the concrete crack.
Key words:Concrete;Construction technology
中图分类号:TV544+.92文献标识码: A 文章编号:
混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料,颗粒状集料(也称为骨料)、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制,经均匀搅拌,密实成型,养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛,不仅在各种土木工程中使用,就是造船业,机械工业,海洋的开发,地热工程等,混凝土也是重要的材料。
近年来,住宅工程的投诉逐年上升,尤其是楼板裂缝引起的渗漏问题,往往不容易解决,为了防止裂缝,不仅要控制混凝土内部最高温度和内外温差,还要从改善结构约束条件、改善混凝土性能和采用合理的施工技术等方面进行控制。笔者结合多年的经验,谈谈有关房屋混凝土的几种施工技术。
一、原材料的选择
在选择砖混结构工程中,经常会出现一些因砌体接茬、搭接处理质量不好造成的墙体裂缝,或者是在使用环境因素作用下,因砌体质量问题影响被扩大的裂缝问题,给工程的使用安全和正常使用功能造成隐患或不便。在我较长的施工管理过程中,注意到砌筑施工随意留槎的现象很普遍、很严重,常常表现为直槎、阴槎,并且,由于塞砌容易造成砂浆不饱满、灰缝不均匀、接茬灰缝不顺直,接茬处的砌体质量将得不到保证;因为接茬涉及结构纵、横墙间的联系,从而使结构的整体性能受到了严重地削弱。。
选择合适的混凝土原材料,优化混凝土配合比有利于减少混凝土的裂缝:
(一)水泥。水泥水化产生的水化热是混凝土产生温度裂缝的主要原因,因此要坚持使用大厂水泥,保证水泥的质量,并尽量使用低热水泥和减少水泥用量,进场时必须验证水泥生产厂家的出厂质量证明书,并严格按规定进行复试,保证凝结时间、安定性和强度合格。
(二)对骨料(砂、石)总的要求应是高质量、高强度、物理化学性能稳定、不含有机杂质及盐类的粗细骨料。粗骨料宜优先选用自然连续级配和碎石,其最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋间距最小净距的3/4。细骨料宜选用中粗砂,通过试验表明:每立方混凝土能够减少水泥用量2025kg,而每立方混凝土减少10kg水泥,温度则会降低1℃。
(三)外加剂。选用适宜的外加剂是减少混凝土开裂的措施之一,其中,粉煤灰是混凝土中防裂效果最好的一种外加剂,掺加粉煤灰可以有效改善混凝土的干缩性和脆性,也可以降低混凝土的水化热。
(四)配合比。认真进行混凝土配合比设计,通过试验确定施工中采用的配合比。在满足混凝土设计强度等级、混凝土各项性能要求以及泵送混凝土流动性要求情况下,选取水泥用量少、水灰比小的混凝土配合比,以减少水泥水化热。
二、设计措施
设计中混凝土宜选用中低强度混凝土,强度等级宜在c20~c35范围内,避免采用高强混凝土;重视抗裂薄弱部位的抗裂计算,从设计源头控制混凝土抗裂薄弱部位的裂缝;对于跨度或体积较大的梁,应加强纵向构造钢筋的设置,适当提高梁纵向截面配筋率,以充分考虑施工荷载、施工期间的温度变化以及收缩应力的影响,提高构件的抗裂性;在凹角处、阳角处屋面板与剪力墙外墙相交且约束强的楼扳等部位的现浇板中合理配置抗温度筋,尽量采用小直径、密间距布置,其间距应不大于l00mm。
三、施工措施
采用合适的施工措施不仅能节约房屋建筑成本,还能有效降低混凝土内外的温差,有效地减少裂缝的产生,提高混凝土的质量。
(一)混凝土浇筑方法
混凝土的浇筑按混凝土自然流淌坡度、水平分层、斜向分段、连续逐层推移、一次到顶的方法进行。在混凝土浇筑过程中,严禁在已搅拌好的混凝土中加水,不合格的混凝土要退回搅拌站,注意混凝土的分层厚度(建议根据搅拌车漏斗或混凝土运输车的容积计算分层数量),每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖,保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间,避免出现施工裂缝。混凝土浇筑应注意气象变化,最好避开天气剧烈变化的时段(如刮风、下雨、降温等),高温气候下应降低混凝土的入模温度,如对水泥、骨料采取预冷措施,并采用低温水拌制,以降低混凝土拌合温度。
(二)加强施工。必须加强对操作工人的工艺、工法知识的学习,强化规范标准的教育培训。操作工人的技能学习应有地方政府劳务输出培训部门负责,或者由劳务资质企业委托培训,劳动行政主管部门或建设行政主管部门颁发操作者从业资格证书;由用人劳务资质企业负责对工人规范标准的培训和项目施工技术质量的管理,从源头抓住质量意识和知识培训关。
(三)总承包施工管理人员必须加强对班组的技术交底,正确处理进度与质量的关系,合理安排施工工艺和工法,保证适当地、持续进展;必须结合计划安排,有目的地解决不同阶段施工过程“质量通病”的防治。
经常组织开展群众性技术“比武”或“比赛”活动,组织工法质量管理现场会,针对留槎施工中存在的现象,结合操作实践,正确解读留槎处置方法,指出不合理留槎施工存在的问题,并结合以往工程竣工后出现的质量问题教训,讲解因果关系,帮助提高对接茬质量的认识,并适时地、强制性按照规范标准规定,推行留斜槎施工。
例如,在预埋线管铺设应有可靠合理的固定措施,使之从板件中部穿越,尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可采用线盒,同时在多根线管的集散处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的混凝土浇筑顺利和振捣密实。
加强混凝土养护混凝土浇筑后,应及时进行养护,保持混凝土始终处于湿润状态。对于屋面的养护要特别注意,屋面板的表体比大,而且在高处,过大的风速会加快水分的蒸发,使得浇筑早期的失水收缩大。混凝土表面压平后,先在混凝土表面洒水,再覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护,对不能连续覆盖的部位,如墙柱插筋部位、钢柱等采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象;保温材料夜间要覆盖严密,防止混凝土暴露;中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。膨胀剂在混凝土中的化学反应需要大量的水,应注意充分供水养护,可在底层塑料布下预设补水软管,补水软管间距68m,沿管长度方向每100mm开5mm水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,养护过程设专人负责。
混凝土浇筑完成12小时,严禁上人踩踏,浇筑完成24小时内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得上人踩踏。保温层在混凝土达到要求强度并表面温度与环境温度差要小于20℃时方可拆除,并在中午气温比较高时才可安排保温拆除。混凝土在达到一定的强度时才可以拆模,防止过早拆模,如果过早拆模.构件在实际施加于自身的重力荷载作用下,容易发生各种受力裂缝。
(三)混凝土振捣方式
混凝土振捣时布置三道振捣,第一道设在混凝土的坡角,第二道设在混凝土的坡中间,第三道设在混凝土的坡顶。三道振捣相互配合,确保振捣覆盖整个坡面。使用振捣棒振捣,注意振捣棒的插入深度和振捣时间,振捣棒插入下层混凝土中的深度〉50mm,振捣棒移动的间距以400mm左右为宜,振捣棒要快插慢拔,以混凝土面泛浆为宜。混凝土振捣密实后,在初凝前应按标高控制点找平,混凝土表面要用刮杠刮平,再撒5m-m25mm碎石,终凝前用木抹搓平。
四、结束语
总而言之,在房屋混凝土施工过程中,可以通过采用低水化热的水泥,在混凝土中掺用粉煤灰,选用合适的骨料和优化混凝土配合比等方法来降低混凝土的发热量;通过采用科学的混凝土浇筑方法,混凝土振捣方式,加强施工管理、加强混凝土养护等施工技术措施来降低混凝土内的内外温差,从而有效地控制房屋混凝土裂缝,提高了房屋的质量,避免因出现裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故的发生。
中图分类号:TU74文献标识码: A
随着桥梁工程建设的不断发展,钢纤维混凝土作为一种新型材料以性能的优越性被广泛应用于桥梁工程中,并取得了良好的效果。因此,重视钢钎维混凝土技术的总结运用显得尤为必要。
1 钢纤维混凝土的主要特性
1.1 抗裂、抗剪性能强
传统混凝土开裂荷载与极限荷载无明显差异,但钢纤维混凝土即使出现开裂荷载,其荷载还是能够保持增大趋势。在一定程度上来说,如果钢纤维混凝土体积增大,那么其开裂荷载、极限荷载与韧性均能增大。对钢纤维混凝土的剪切性能进行直接剪切试验检验,实验数据结果表明:钢纤维混凝土基体错动移位后,仍然具有良好的承载能力,承载强度为400~800mpa[1]。
1.2 抗冻、耐磨性能强
钢纤维具有较强的伸缩能力,可以随着温度的变化伸缩,因此,对比传统混凝土,钢纤维混凝土能够很好的抑制由于温度应力导致的桥梁桥面裂缝和扩张情况,这表明钢纤维混凝土抗冻、耐磨性能强。
1.3 抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能强
钢纤维混凝土主要由钢纤维和传统混凝土构成,在混凝土中,钢纤维不规则分布,这样的分布有利于加强钢纤维混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗冲击性能。实验研究钢纤维混凝土在桥梁施工中的应用,结果表明:在混凝土中适当加入钢纤维,可以有效提高50%~150%抗弯与40%~50%单轴抗拉的极限强度,若钢纤维在混凝土中的含量为0.8%~2.O%,抗冲击可达普通混凝土的50~100倍极限强度。在钢纤维混凝土中,钢纤维消耗量很小,比例约为0.8%~2.0%,钢纤维本身并不能有效提高混凝土抗压强度,但在混凝土中适当加入钢纤维后,混凝土整体抗压破坏形式出现明显变化,虽然受到破坏后会碎,但不会散,因此混凝土结构抗压性能显著加强。
1.4 改善混凝土变形性能
在混凝土中适当加入钢纤维,可以有效改善混凝土长期收缩变形性能,且能显著提高混凝土抗拉弹性模量,此外,还能使混凝土收缩率降低10%~30%。
2 钢纤维混凝土配合比设计
钢纤维混凝土施工配料主要有水泥、卵石、砂、钢纤维、外加剂、掺合料等,水泥选用型号规格为P.O.42.5的普通硅酸盐水泥;卵石型号规格为5~25mm,含泥量低于1%;砂型号规格为中砂,含泥量低于3%;钢纤维型号规格为长度60mm、直径0.9mm,最低抗压强度为1000N/m2型号规格为泵送剂;掺合料型号规格为I级粉煤灰。钢纤维混凝土的配料选用标准为:
2.1 加强控制钢纤维长径比,钢纤维长度不宜过长,最佳直径为0.45mm~0.70mm,以保证钢纤维混凝土力学性能尽可能符合施工和易性要求。
2.2 适当采用减水剂或外掺剂,使混凝土施工和易性得到改善,同时降低水泥用量及成本。
2.3 必须确保钢纤维无油污、锈渍、碎屑与杂质等。
2.4 钢纤维品种与基材强度相适应,且抗拉极限强度不低于500MPa。
2.5 钢纤维混凝土中钢纤维最佳含量为0.5%~2.O%。
2.6 采用10mm~20mm粒径的主骨料,确保钢纤维与基体结合的牢固度。
2.7 采用搅拌机拌和钢纤维混凝土时,其砂率应比相同标号同类传统混凝土高,而且控制钢纤维长径比为50~80[2]。
3钢纤维混凝土施工技术
3.1摊铺、整平
①将钢纤维连续、均匀在面板中摊铺。
②通过分散机均匀分散钢纤维后,加入搅拌机。
③摊铺时掺和物塌落度应保持一致。
④投料搅拌时采用先干后湿方式,并严格控制搅时间。
⑤摊铺同一道路作业时,应尽可能持续摊铺与浇筑。摊铺工作完成后,必须进行整平、初步压实工作。
3.2 振捣
纵向条状集束排列钢纤维,可以加强混凝土边缘的密度。采用机械振捣钢纤维混凝土,可以增加其强度与密实度,有效保障钢纤维混凝土路面的强度与抗裂性。在机械振捣过程中,应按照一定顺序和频率进行振捣,不能出现过振、漏振等问题,而且钢纤维严禁出现空洞、沟槽等现象。
3.3 整形
钢纤维混凝土的特点主要有纤维分布不规则、含砂率大、粗骨料稀等,为免钢纤维外露,应采用机械进行抹平整形。与此同时,采用压纹机压纹技术,可以避免或减少拉毛与拆模后出现的钢纤维外漏、外露现象。
3.4 施工注意事项
①加快施工进度或适当增加水分,可使钢纤维混凝土延迟凝结、硬化。
②为免影响钢纤维混凝土强度,运输和摊铺时间必须在规范要求范围内。
③摊铺或浇筑过程中,必须经过科学计算,才能增加掺和物,如水、外加剂等。
4钢纤维混凝土施工技术运用
4.1 桥梁工程中的运用
桥梁工程在使用的过程中,在时间周期的作用下,受到来自地面上部的荷载力比较大,经常需要承载很大的重力,并且在结构方面的特殊性,所以钢纤维混凝土应用的比较广泛。主要应用的部位是在桥梁和墩台的外部位置喷射五到二十厘米厚的钢纤维混凝土,以此来提高桥梁的承载力。在长期的使用过程中,可以有效的加强桥梁的强度,抗压力等相关方面的性能,避免桥梁发生裂缝等现象。
4.1.1 桥面铺装
在桥面铺装钢纤维混凝土,可提高桥面耐久性、抗裂性与舒适性,增强桥梁刚度与抗折强度,并减少铺装厚度,使结构自重降低,很好的改善桥梁受力状况。此外,还能有效提高桥面抗冲击力,加强混凝土结构和伸缩缝间的连接强度,减少桥面出现坑槽、剥落、裂缝等情况,有效延迟桥梁损坏速度[3]。
4.1.2 桥墩结构局部加固
在长期动载作用下,若桥墩、桥面板出现裂缝、表层剥落等问题,为满足桥梁结构抗震性与整体性要求,可采用转子型喷射机向出现问题的部位喷射5cm~20cm钢纤维混凝土。桥墩结构局部加固方式为:①采用10%掺量的剪切钢纤维;②喷砂或凿毛旧混凝土表面,加强新旧混凝土整体密实性、牢固性;③为提高早期抗裂性能,适当采用硫铝酸盐快硬水泥、TS型速凝剂。
4.1.3 桥梁上部承载部位
采用钢纤维混凝土加强桥梁上部应力集中的部位,可有效改善桥梁结构受力性能,控制结构变形的同时降低结构自重,使桥梁结构逐渐呈现轻型化、大跨度发展趋势。在桥梁上部结构采用钢纤维混凝土,可以提高结构承载力与抗变形性能,而且能减少上部结构材料用量与下部墩台数量,进而有效降低施工造价,提高经济效益。
4.2 道路工程的运用
在道路施工工程中,可以根据实际状况的不同,将钢纤维混凝土施工进行分类,主要有复合式、碾压式和全截面式。
使用钢纤维混凝土的优势是要比普通的混凝土节省材料,以全截面式为例的话,可以节省将近一半的材料;在双向行驶的车道工程中,不需要进行纵缝的设置,各横缝的间距保持在50cm之内,间隔距离在20cm~30cm之间;三层式复合路面施工时,钢纤维混凝土材料的掺入量最好保持在0.8%到1.2%左右。而双层式的路面施工是指将钢纤维混凝土材料铺设在道路路面的上部位置,路面的施工厚度最好占整个路面厚度的40%到60%左右。
5 结语
随着人类社会的快速发展,桥梁工程的建设日益加快,桥梁的运用越来越广泛,而广泛应用于桥梁施工中的钢纤维混凝土质量需要随之提高,所以,重视钢钎维混凝土的施工技术,重视钢钎维混凝土的质量控制点十分重要,只有这样,才能保证工程质量,确保安全。
[参考文献]
[1] 邹孟义.桥梁施工中钢纤维混凝土的施工技术分析[J].广东科技,2010年06期
1 夏季对混凝土施工的影响
1.1 对新鲜混凝土的影响
(1)增加需水量。混凝土拌合水的需求量随着气温的升高而增加,据资料介绍,混凝土温度每升高5℃,每立方混凝土的需水量增大3kg,如果混凝土的温度从10℃增至37℃,则在保持相同坍落度的情况下,每立方混凝土多增20kg的水才能满足施工时的和易性要求。如只增加用水量而混凝土配比不作调整,则会降低混凝土的强度及耐久性。
(2)增大坍落度损失速度。随着气温增高,混凝土中的水分蒸发过快,使混凝土坍落度损失速度也随之加快。例如,拌和水保持不变,混凝土拌合物的温度每升高10℃,坍落度损失增加2-3cm。
(3)增加塑性收缩。暑期的高温、低湿条件加速了混凝土表面泌水的蒸发速度,从而增大了混凝土产生收缩裂缝的趋向,这对平板之类平面系数较大的混凝土构件尤为严重。
(4)加速凝结和硬化。由于水泥在高温下水化作用加快,使混凝土的凝结和硬化加速,给混凝土的浇捣和修饰操作造成困难。
(5)增大冷接缝形成的可能性。在暑期,混凝土的硬化和碳化作用加快,施工缝的混凝土会很快生成碳化膜而形成冷接缝,影响施工缝上新老混凝土的粘结。
1.2 对硬化混凝土的影响
(1)降低后期强度。高温虽对混凝土早期强度的增长有利,但后期强度却显著降低。试验表明,在气温38℃、相对湿度25%条件下成型和养护的混凝土,其后期强度要比在气温23℃、相对湿度60%条件下的降低62%。
(2)降低混凝土耐久性。由于高温对混凝土的需水量增大,水分蒸发快,增多和增大了混凝土的毛细孔和渗透性,从而为水分及有害介质侵入混凝土提供了通道,这势必会降低混凝土抵抗冻融循环及钢筋腐蚀的能力,从而降低了混凝土的耐久性。
(3)增大干缩和收缩裂缝。混凝土硬化后仍受高温的影响,水分继续从混凝土表面蒸发而使混凝土收缩,甚至产生裂缝。而且,混凝土由初始高温而降温产生体积变化,也可能导致混凝土的裂缝。
(4)削弱混凝土与钢筋的粘结力。由于混凝土的用水量增大,混凝土振捣后,将有更多的游离水聚集在混凝土与钢筋的界面而形成一薄层水膜,削弱了混凝土与钢筋的粘结力。
1.3 其他因素的影响
下列因素促使夏季炎热天气施工混凝土变得更加复杂,应将它们与气候因素同时考虑,这些因素大致包括:①使用水化速度加大的磨细水泥;②使用需要富水泥用量的高强度混凝土;③混凝土断面小而相应含钢率又高的设计;④指商品混凝土运输车的车载容积尺寸加大;⑤要求将大量低坍落度混凝土沿水平及垂直方向作较长距离移动;⑥混凝土泵送设备的使用加多;⑦由于经济方面的原因,要求在特炎热条件下连续施工;⑧使用了抵消收缩型水泥―膨胀水泥。
2 混凝土施工注意事项
2.1 施工前的充分准备
(1)准备好施工用的模板和各种设备,以及作好施工人员的组织安排,在浇注刚开始时更应特别注意。
(2)模板和钢筋不得沾有碎屑、污物,模板不能有缝隙。
(3)对与混凝土接触到的地基、模板,施工前应洒水湿润,降低表面温度,但应防止模板蓄水。
(4)混凝土的浇筑尽可能安排在夜间施工。
2.2浇筑顺序合理
(1)不得将润管砂浆集中浇筑到柱、墙、梁等部位。
(2)浇筑墙、柱等较高构件时,一次浇筑高度以混凝土不离析为准,一般每层不超过500mm,捣平后再浇筑上层,浇筑时要注意振捣到位使混凝土充满端头角落。
(3)当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时,先浇筑墙、柱,待混凝土沉实后,再浇筑梁和楼板。当楼板与梁一起浇筑时,先浇筑梁再浇筑楼板。浇筑时要防止钢筋、模板、定位筋等的移动和变形。
(4)防止混凝土发生离析,混凝土自高处自由倾落高度超过2米时应设置串筒或溜槽,以保证混凝土下落时不发生离析现象。
(5)控制混凝土的浇注速度,保证混凝土浇筑的连续性,保障前后所浇筑混凝土的衔接,防止产生施工冷缝。
2.3 合理振捣与抹压
(1)在满足施工要求的前提下,尽可能降低坍落度,严禁现场加水。
(2)要合理振捣,避免漏振、过振等现象发生。
(3)在浇筑混凝土时,如遇高温、太阳暴晒、大风天气,浇筑后应立即用塑料膜覆盖,避免发生混凝土表面硬结。如出现硬结,可进行二次振捣。必要时应采取遮阳、挡风措施。夏季遇暴雨时,应用薄膜 对已浇筑混凝土进行覆盖。
(4)抹压要作做到一揉二搓三压实,之后立即用薄膜或草帘等覆盖,避免水分过快蒸发产生裂缝或强度降低等质量问题。
2.4 混凝土拌制和运输
砼是一种混合材料,砼成型后的均匀性和密实性可判断其质量的好坏,因此,从搅拌运输的各道工序施工中,应杜绝任何缺陷,采取措施控制砼的温升,并以此控制附加水量,减少坍落度损失,减少塑性收缩开裂。在砼拌制、运输中有以下几项措施是行之有效的:
(1)使用减水剂或以粉煤灰取代部分水泥以减少水泥用量,同时,在砼浇筑条件允许的情况下,增大骨料直径。
(2)砼拌和物的运输距离如较长,可以用缓凝剂控制砼的凝结时间,但应注意缓凝剂的掺量应合理。
(3)随着泵送混凝土迅速发展,流动性与好易性的要求,坍落度增加、水灰比增大,水泥用量、用水量、砂率均增加及其它外加剂增加等一些因素变化,导致混凝土收缩及水化热作用。因此,严格控制配合比可有效控制裂缝产生,提高混凝土抗拉、抗压强度。
(4)在炎热季节或大体积砼施工前,可以用冷水或地下水来代替部分拌合水。对于高温季节里长距离运输砼的情况,可以考虑搅拌车的延迟搅拌,使砼达到工地时仍处于搅拌状态。
(5)应做好施工组织设计,以避免在最高气温时浇筑混凝土。
2.5 混凝土浇筑和修整及温控措施
在炎热气候条件下浇筑砼时,应尽量避免当日的最高温度时间浇筑;要求项目上配备足够的人力、设备和机具,以便及时应付预料不到的不利情况,并随时控制好砼表面与外界的温差及砼内部与表面的温差的影响。控制开裂主要因素是约束温差及收缩砼的极限拉伸,在水平结构(梁、板、墙)等中,尽量采用中低档砼强度等级(25―35)利用后期强度控制。
(1)加强施工中的温度观测,必须重视温度管理,施工中若能控制实际温度差小于容许值,就可避免产生温度裂缝。
(2)采取适当的温度控制措施,在砼浇筑过程中,应使实际测量的温差小于允许温差。
(3)对大体积砼的浇筑,为了降低砼内部的最高温度,可以在结构内埋设冷却水管(蛇形管)通人循环水进行冷却。经试验埋设冷却水管的混凝土其内部最高温度可以降低4―6℃。
(4)对于大面积的现浇梁板的施工,应做好砼浇筑方案,明确出砼的浇筑方向、浇筑顺序,在适当的部位增加UEA砼膨胀带,并要养护14天。
(5)配合比的计算是砼技术关键,常规计算配合比,不但水泥用量增加,成本加大,而且容易砼温度应力过大,使砼产生开裂,破坏耐久性。以低水泥用量有效养活水化热降低砼的温升值,以大掺量掺合料增加砼密实度和体积稳定性,采用复合高效外加剂,有效降低水胶比,保证了结构设计强度要求。
(6)在施工中采用底水胶比大掺量粉煤灰,不仅满足强度要求,而且由于良好的施工性能,使整体连续浇筑成功,保证施工质量,块体砼的内外温差始终低于20℃,有效控制裂缝出现。
2.6 混凝土的养护
夏季浇筑的混凝土,如养护不当,会造成混凝土强度降低或表面出现塑性收缩裂缝等,因此,必须加强混凝土的的养护。
(1)在修整作业完成后或混凝土初凝后立即进行养护,优先采用蓄水养护方法,连续养护。
(2)对于大面积的板类工程,采取养护剂养护是较为实用和方便的,白色养护剂所形成的薄膜还能反射阳光,降低热量吸收,抑制混凝土的温升。因此,可在养护剂中掺些白色颜料。
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1 混凝土施工过程应注意的问题
混凝土的质量好坏直接关系到建筑物的质量问题。因此,在施工中应该注意以下问题:
a) 混凝土的强度。混凝土主要的质量指标是抗压强度,混凝土的抗压强度与混凝土用水泥的强度是成正比的。根据相关的计算公式可以得知,如果水和灰的比例是确定的时候,对于标号高的水泥要比标号低的所配置得到的混凝土的强度要高。因此,混凝土在施工时应该注意水泥的选择。此外,水和灰的比例也影响混凝土的强度,水灰比大,孔隙率高,强度就低,水灰比越小。孔隙率越低,强度就越高。所以,从上面的分析可以得知,混凝土的强度与水灰比和水泥的强度是息息相关的,要想更好的控制混凝土的质量就要严把水泥质量关和合理科学的水灰比。
b) 混凝土的浇筑。混凝土的浇筑是施工过程中最为重要的一个方面。在施工前,要进行建筑工人的施工技术交底工作,将相关的工艺和施工要点详细的告诉施工人员。在具体的施工过程中,应该注意以下四个问题:首先是自由高度。在浇筑时为了防止混凝土的离析现象,要对翻斗车的料斗与基坑的高度进行严格的控制,使得混凝土在落入基坑内的高度在 2m 以内,并且严格要求施工人员密切的注意离析现象的出现,一旦出现要重新进行。其次是分层浇筑。由于建筑物的混凝土施工中板墙和梁柱比较大所以浇筑很难一次性完成,所以为了保证混凝土的施工质量要进行分层浇筑,来避免由于混凝土太厚而造成的蜂窝孔现象。第三是浇筑的间歇时间。在正常情况下,混凝土的浇筑是不允许间隔进行的,需要连续作业,但是实际中由于各种原因会导致间歇浇筑,这样就要求人员做好记录严格按照规范进行操作。最后是施工缝的置留。在进行梁板和柱基的浇筑时,要留有一定的施工缝,而且应该位于柱基的顶面或者是梁板最小的受力位置处,这样就避免了结构上的薄弱,施工缝的预留是需要科学的。
2 建筑施工混凝土的施工技术要点与工艺
a) 混凝土的浇筑。建筑物混凝土施工中,涉及到混凝土的浇筑,其中主要有墙体混凝土浇筑、基础底板混凝土浇筑、顶板混凝土浇筑、楼体混凝土浇筑等。因为基础底板一般来说都比较厚,混凝土的施工工作量比较大,所以要充分的考虑到混凝土的散热问题,避免产生温度裂缝,并且完好的保持混凝土的受力能力,所以施工中不能留有施工缝,注意材料和设备选择以及供应,从而确保基础底板浇筑的连续性。在墙体混凝土浇筑时,需要事先在地步浇筑 5 厘米与墙体所用混凝土成分相同的砂浆,浇筑要均匀,并且选用铁锹下料替代吊斗直接灌模,还要控制浇筑的高度在 40 厘米左右最佳。分层浇筑时,上下相邻层面见的浇筑时间间隔不能超过 2 个小时。进行顶板浇筑时,要保证虚铺的厚度大于板厚度,振捣器要选择平板类的,沿着垂直的方向往返的振捣。当板顶比较厚时,要根据实际状况选用插入式的振捣器来进行振捣。在混凝土浇筑完成后,需要用木抹子完成找平处理。
b) 钢纤维混凝土的施工。建筑工程的施工,对于钢纤维混凝土的施工特别是其搅拌的过程要进行严格监管。在搅拌过程中,混凝土内含的钢纤维要均匀的分布,需要使用强制的搅拌机,从而保证搅拌的均匀度能够到达要求。同时,要不定时的进行施工抽查,确保施工的质量。在搅拌方式的选择上,主要有干拌和湿拌。搅拌时间和投料顺序也是需要注意的,这主要是要确保钢纤维在混凝土中能够结成团状,进而有利于施工进程和确保工程的质量。
c) 混凝土拆模。对于混凝土模板的拆除,一般是按照后支先拆、先支后拆的顺序进行,并且要先拆除不承重的部分,再拆除承重的部分。拆模的时间也会影响到混凝土最终的质量,时间的设计应该根据要求、气温以及强度等级这些情况综合确定。对于不承重的部分,要在混凝土强度达到2.5MPA 后拆除这样就可以不会破坏其表面和棱角;对于承重的部件,需要在混凝土的强度达到规定的设计标号后才可拆除。模板的拆除不能对楼层造成冲击负荷并且拆掉的支架和模板要及时的运走。
d) 混凝土养护。混凝土在完成浇筑以及振捣之后,需要在 12 个小时以内,对混凝土进行覆盖处理,浇水和养护。在拆模之后,要对混凝土进行喷水,通常条件下这种喷水养护要大于 7 天,喷水的频率需要根据混凝土自身的湿润情况而且混凝土要保证具有足够的湿润状态。现在,常用的养护方法主要有围水养护法、浸水养护法、覆盖浇水养护法以及塑料薄膜法等,但是常用的通常为覆盖浇水发、浸水养护法以及塑料薄膜法这三种。在冬季施工时,如果气温连续 5 天平均低于 5℃,就要按照冬季施工进行处理,采用蓄热法以及添加外加剂等方法进行养护,防治混凝土受冻而降低强度。
e)混凝土的测温控制方法。混凝土施工时, 混凝土内部热量较难散发,外部表面热量散发较快(在夜间及下雨天气时更甚),内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土表面产生拉应力。 温差大到一定程度,混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时, 混凝土表面就会产生有害裂缝,有时甚至形成贯穿裂缝。另外,混凝土硬化后随温度降低也会产生收缩,由于受到地基约束,会产生很大外约束力,当超过当时的混凝土极限抗拉强度时,也会产生裂缝。为了解基础混凝土内部由于水化热引起的温度升降规律,掌握基础混凝土中心与表面、表面与大气温度间的温度变化情况,需要采取必要的措施。对于工程混凝土的测温,施工者应制定严格的温控方案加以控制, 即控制混凝土内外温差在 25 ℃以内,根据混凝土的浇捣方向和底板厚度来考虑测温点的布置。自混凝土入模至浇捣完毕的前 3h 期间内每 1h测温 1 次;第 4~6 小时,每 2 h 测温 1 次;以后每 4 h 测温 1 次。一般 10~14 h 后可停止测温,或温度梯度<20℃时,可停止测温。 每测温一次,应记录、计算每个测温点的升降值及温差值。 当混凝土中心温度差超过 22 ℃时,必须向现场施工管理人员报警。 当超过 25 ℃时,现场施工方必须采取有效技术措施。 当温度梯度小于 20℃通知施工现场可消除混凝土表面保温材料。
采用国内先进的智能温度巡检系统 XX—16 型多点测温仪,WZC—010 铜热电阻作为测温探头进行测温,配以导线。 铜热电阻与导线必须焊接可靠,然后用环氧树脂封闭,并进行防老化处理,确保不渗水。
f) 混凝土后期修补缺陷。在拆模之后,如果发现有缺陷,应该给予及时的修补,确保工程质量。对于面积较小、数量较少的露石或者是蜂窝的混凝土,要用钢丝刷进行基层的洗刷,之后用 1:2 的水泥砂浆完成找平处理。而对于大面积的蜂窝、露石或者是露筋应该砸去薄弱的混凝土层,之后用钢丝冲刷,之后需要用比原来混凝土强的等级高的细骨料混凝土进行填塞,并捣实。对于那些对工程质量构成安全威胁的缺陷,需要跟设计单位、建设以及建立单位研究完成处理,确保施工质量。
g) 高层混凝土泵送过程中的堵管及控制措施。在高层混凝土施工中,由于施工场地一般较小,加之高度不断加大,传统的吊斗式提升设备已经无法满足高层建筑施工混凝土的需求,泵送混凝土由此产生。混凝土泵送设备主要包括混凝土泵和配套的混凝土泵管。泵输送管道内壁不干净也会导致堵管;输送泵的管线路太长,弯管太多,也会不同程度的造成堵管;另外,由于混凝土输送过程中操作不当,致使混凝土停留时间过长,也会导致堵管的发生。
控制混凝土输送管堵管的措施:在泵送混凝土砼施工前必须根据高层施工工程特点科学选择合适的混凝土泵,并对现场施工人员进行严格管理和专业培训;在混凝土输送管连接时,必须清除泵管中及管接头外残留的混凝土,尽可能少用弯管,同时严格按照国家的相关规范连接、固定管路;在泵送高层混凝土浇筑施工时,应先对输送管路进行清洗,确保器清洁,再进行泵送混凝土施工。
3 结束语
总之,混凝土的施工是需要高度重视的,其对我国建筑行业的健康发展意义重大。所以,在施工过程中,设计单位、施工单位以及建立单位等都应该按照科学的方法和工艺进行,全面提高混凝土的施工质量,从而确保建筑物的使用安全和使用寿命。
参考文献:
[1] 牛加顺. 浅析房屋建筑混凝土浇筑施工技术[J]. 科技资讯,2011, 10.
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
引言
伴随着建筑业的迅速发展,建筑材料行业的发展也在逐步的发展,其中大体积混凝土结构运用于在土木建筑工程也会是建筑行业的一个发展的诉求。这样的新型的混凝土结构比起以往的材料明显的在强度和渗透性方面都是很好的改善了的。再加上对于裂缝的防治上新型的大体积混凝土结构也有了改善,不但能够抗治外来原因的干扰,还能借以协调结构之间的功能。但是对于最近几年的监测发现,还是存在问题的,这些就是需要整个建筑工程关注的问题了。
一、大体积混凝土出现裂缝问题的主要原因
(一)水泥水化热因素
水泥在水化过程中必然要释放出一定的热量。由于大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,导致水泥释放的热量不易扩散而聚集在结构内部,以致于大体积混凝土结构内部的温度越来越高,与外界形成较大的温差,因此出现裂缝问题。
(二)外界温度变化因素
大体积混凝土在土木工程施工过程中,它的浇筑温度随着外界温度的变化而变化。每当气温骤降的情况下,都会增加混凝土内、外部的温差,形成温度应力。温差越大,温度应力越大,产生裂缝的可能性就越大。其实,温度应力与水泥水化热因素有着共同点,就是造成裂缝的主要因素都归结于温差。
(三)混凝土自缩因素
大体积混凝土中大约20%的水分是水泥硬化所需要的,其余的都应当被蒸发掉。当蒸发掉的水分超过本应该蒸发的水分——自缩值,就会引起混凝土发生收缩。因此,混凝土自缩与自缩值有着必然关系。通常而言,混凝土的自缩值与其材料有着很大关联。比如,矿渣制成的混凝土的自缩值后期比较大,使用较细材料制成的混凝土的自缩值早期较大。
除此之外,大体积混凝土材料中的添加剂、矿物质掺合物(矿渣等),也是非常重要的影响因素。比如,大体积混凝土中添加的高效减水剂增加了混凝土的流动性,同时也降低了混凝土的自缩值;干缩剂的添加可以将自缩值降低50%左右;膨胀剂等。通过这些例子,足见添加剂对大体积混凝土自缩值的影响。另外,水灰比、骨料的含量与种类也会影响大体积混凝土的自缩值。因此,在思考如何设计土木建筑工程中大体积缓凝土结构施工的过程中,应当将导致混凝土裂缝、自缩的因素考虑其中,才能够保证施工设计的科学性和有效性,保证土木工程的施工质量。
(四)较强的约束力
在土木建筑工程中,大体积混凝土往往都是厚重的整体浇筑物结构,导致地基对其有着明显的约束力。这种来自于外部的约束力会导致混凝土产生严重裂缝现象。大体积混凝土除了外部具有较强的约束力,内部也具有强大的约束力。当然,这种约束力主要来自于温度效应,温度效应是形成内部约束力的主要因素。
二、土木建筑工程中大体积混凝土结构施工设计
(一)施工方案设计原理
尽管关于大体积混凝土出现裂缝问题的原因的论述较多,但是总结来看主要包括两个方面的内容:一是温度应力,二是自缩性。基于以上两种类型的主要影响因素,施工方案设计中除了要考虑如何组织施工,还要考虑减少以上两种因素的不良影响。
(二)施工技术分析
1、控制温度应力
(1)减少水泥用量。基于水泥水化热现象的重要影响,应当减少水泥的使用量。减少水泥的使用量,相当于减少可水化的热源,水化热现象的影响也会相对较低一些。当水泥较少的情况下,还需要添加一些其他材料来保证混凝土具有符合施工标准的强度。比如,可以添加一些减水剂、混合材料,还可采用比较先进的搅拌技术,既使混凝土内部热量充分散发,又能保证具有良好的搅拌效果。
当前,水泥市场上出现一种新型的低热水泥。比如,选择大坝水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等类型的地热水泥。使用该种类型的水泥,可以降低水化热引起的混凝土温度变化。
(2)控制浇筑温度。由于混凝土浇筑温度随着气温的变化而变化,上升的浇注温度会影响混凝土发生温度应力。因此,土木建筑工程中的大体积混凝土的浇筑工作应当尽量避免在炎热的夏天进行,尽量避免正午施工。倘若一定需要在仲夏正午施工,一定要采取有效措施降低原材料温度,进行有效的冷却处理来降低浇筑温度。
(3)强制降温。必要时刻,必须采取强制措施来降低混凝土的温度。比如,在混凝土内部预埋水管,向管中排放冷水,利用冷水的温度来降低混凝土的内部温度。
2、提高抗裂性能
(1)掺加添加剂。为了有效控制混凝土的自缩值,必须采取适当措施补偿收缩混凝土,将混凝土的自缩性严格在适合施工的范围之内。因此,应当严格按照混凝土外加剂应用技术规范的标准要求来进行补偿措施。要想得知准确的限制膨胀率,必须在实验中进行限制膨胀率实验。只有通过科学技术手段得到的限制膨胀率才能够保证大体积混凝土具有良好的抗裂性。
(2)添加增强材料。所谓的增强材料就是一定程度上可以提高混凝土抗拉强度的材料。比如,有机纤维、无机纤维、金属纤等材料。倘若在大体积混凝土施工中广泛应用这种材料,能够显著增强混凝土的抗拉强度,提高混凝土的抗裂性能。
(3)添加配筋。科学实验证明,在混凝土在添加合理的配筋能够有效提高混凝土的抗裂性。倘若使用的配筋直径较小、分布间距较小,抗裂效果会更加显著。比如,配筋分布间距小于10cm时,混凝土的裂缝宽度就可以控制在0.005cm以内。由于土木建筑工程中大体积混凝土结构的中间配筋较少,可以适当地在中间添加一些温度筋,增强对薄弱部分的有效控制与管理。
(4)控制混凝土材料配比。混凝土材料的配比并不随意的,需要依据科学的技术手段来获得。在正式施工之前,技术人员应当在试验进行混凝土材料配比试验和验证,经过多方比较后方可确定较为合理的配比。这样制作出来的混凝土的强度才会满足工程的设计和施工要求,保证混凝土结构的强度。同时,在搅拌过程中严格按照规章程序进行工作,保证混凝土材料充分融合,避免产生离析现象。
(5)其他方式
除了以上几种方式,还应当注意其他方面。比如,骨料配比、骨料种类、水灰比等。其中,骨料作为混凝土的主要材料,沙砾的大小、光滑度等因素都将影响混凝土的强度。
3、减少约束力
(1)减少内部约束力。由于大体积混凝土的内部约束来自于温度应力,那么只有减少温度应力才有可能减少内部约束。较少温度应力影响的有效措施,上述内容中已经有详细地论述,在此不进行过多论述。除了上述内容中论述的方法,还有一种保温的方法,比如暖棚发、覆盖法和蓄水法等。这些方式都是经过实践论述的、非常有效的保温方法,能够将混凝土内部温度保持在一定范围之内,减少与外部温度差异。
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
1.工程概况
嫩江桥主塔基础施工采用水下混凝土施工,主塔基础采用分离式承台加钻孔灌注桩,单个承台尺寸为19m×19m,下设16根直径2m长度75m的钻孔灌注桩。水下混凝土施工一直是水上墩基础施工的重点和难点,通常在浇筑水下混凝土时需格外注意。近年来随着科学技术的发展,水下混凝土施工技术逐渐成熟,形成一套独有的施工工艺。
2 .水下混凝土施工总体方案
主桥 29#墩、30#墩桩基直径为 2m,有效桩长 75m。采用回旋钻机钻孔,气举反循环排渣,钻机选用ZSD-300 型等钻机,钻头采用滚刀钻头和梳齿钻头, 每台钻机配 22m3/min空压机作为气举反循环排渣供气。混凝土输送泵输送,导管法灌注水下混凝土。
3 .水下混凝土施工
3.1 水下混凝土是施工工艺流程图
嫩江桥水下桩基施工采用钻孔灌注桩施工。钻孔灌注桩施工流程见图1:
图1 钻孔桩施工工艺流程图
3.2 桩基钢护筒施工
钢护筒利用 50t 汽车吊配合 DZ-120 型震动锤振动下沉,为保证护筒下沉过程中的垂直度,满足钢护筒下沉时定位及焊接的精度要求,设置导向架引导钢护筒下沉。钢护筒下沉过程中钢护筒沉设其平面位置及垂直度通过焊接限位卡板进行控制。定位钢护筒打设的精度要求为:定位钢护筒的倾斜不大于 1/150,其余钢护筒的倾斜不大于 1/200。单个钢护筒的上口中心偏差不大于±100mm。
3.3 钻孔桩施工
3.3.1 钻机就位
钻机在钢护筒上划出十字线定出桩中心,调整钻机位置,使钻头对准桩中心,并准确调平,使钻锥起吊滑轮缘、钻锥中心和桩孔三者中心在同一垂线上,并找平稳固,确保桩位中心偏差不大于 5cm。钻机支承处适当加固,保证在钻进过程中,钻机平稳。
3.3.2 泥浆制备与循环
泥浆的制备在选定钢护筒内进行,钻孔施工前首先在钢护筒内直接投入膨润土,用空气管反复冲击造浆。钻进过程中,泥浆通过净化器使颗粒筛分到储渣筒内,处理后的泥浆通过钢护筒之间的连通管流入钻孔孔内。钻渣通过运渣船运至指定地点处理。
3.3.3 终孔、清孔
终孔前应有现场地质工程师和监理工程师判断并确定嵌岩深度和孔底标高,测量孔径、孔深、孔位,要求孔径不小于设计桩径,孔底沉渣不大于 10cm,桩身垂直度允许最大偏差不大于 1/200。在孔深达到设计标高取样检查合格后,采用气举反循环抽浆换浆法清孔,钻头提起离孔底 20-30cm,采用稍高的转速转动钻头,一边继续气举反循环,把孔底泥浆钻渣混合物排出孔外,一边向孔内补充储浆池内净化后的泥浆,测量出浆口的泥浆达到规范要求后拆除钻机,准备下钢筋笼。
3.4 钢筋笼的制作与安装
钢筋笼的制作采用支架成型法。支架用 3cm~4cm 厚的钢板,按骨架的设计尺寸,做成半圆的固定支架。在它的周围边缘,按主筋的位置凿出支托主筋的凹槽。制作时,将主筋逐根放入凹槽,然后将箍筋按设计位置放在骨架,弯绕成圆箍,并与主筋点焊连接。直到最后加工成型。
3.5 水下混凝土浇筑
3.5.1 混凝土首批方量的确定
钻孔灌注桩施工时首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度的需要,首批混凝土的数量为:
V≥πd2h1/4+πD2Hc/4
式中:V——首批混凝土所需数量,m3;
h1——桩孔混凝土面高度达到Hc时,导管内混凝土柱平衡导管外水(或泥浆)压所需要的高度,即h1≥Hwγw/rc,m;Hc——灌注首批混凝土时所需桩孔内混凝土面至孔底的高度,Hc=h2+h3。其中h2为导管初次埋置深度,h2≥1.0m;h3为导管底端至钻孔底间隙。Hw——桩孔内混凝土面以上水或泥浆深度,m;d——导管内径;D——桩孔直径;rc——混凝土拌和物的容重γw——泥浆的容重(取 11KN/m3)如遇溶岩地层需按实际情况加大初次灌注量。
3.5.2 水下混凝土浇筑
桩基混凝土灌注采用垂直提升导管法施工,灌注设备主要由导管、混凝土储料斗、溜槽、漏斗等组成。导管使用前要进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量标码等工作,并经监理工程师检查合格后下放导管。在浇筑桩基混凝土前,需对桩孔进行全面的检查,当孔深、沉淀厚度满足设计要求、泥浆相对密度达到 1.03~1.10、含砂率<2%、粘度 17~20pa.s、胶体率>98%的要求时,可以进行混凝土浇注。
混凝土具有良好的和易性,灌注时保持有足够的流动性,其坍落度宜控制在18~22cm,首批混凝土的初凝时间控制在 15h 以内。开始灌注首批混凝土时,导管下口至孔底的距离控制在 40cm左右,且使导管埋入混凝土的深度不小于 1.4m。首批混凝土灌注后,连续灌注,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间,灌注过程中每隔 20min 左右用测深锤探测孔内混凝土面标高,并测算混凝土上升高度和导管埋深,以便及时调整导管埋深,一般情况下导管埋深控制在 4~6m。
4水下混凝土施工控制要点
4.1 清孔
清孔要注意以下事项:
(1)清孔排渣时,注意保持孔内水头,孔内水位应保持在地下水位以上1.5m~2.0m,防止坍孔。
(2)清孔过程中的泥浆均需运至符合环保要求的地点,尽量减少对周围环境的影响。
(3)禁用超深成孔的方法代替清孔。
(4用优质泥浆在足够的时间内,经多次循环,将孔内悬浮的钻渣置换并沉淀出,清孔时间不少于将孔内泥浆循环三次。
(5)清孔后的孔底泥浆性能指标达到相对密度达到1.03~1.10、含砂率<2%、粘度 17~20pa.s、胶体率>98%的要求时,孔底沉淀物厚度按设计要求不大于10cm。
4.2 钢筋笼制作的质量要求
钢筋的品种和质量,焊条的牌号和性能应符合设计要求及施工有关规范的标准规定。钢筋的加工、骨架的制作应符合设计要求及有关规范的规定。安装钢筋时,配置的钢筋级别、直径、根数和间距符合设计要求,焊接的钢筋和钢筋骨架,没有变形、松脱和开焊。清除钢筋表面浮皮及铁锈。
4.3浇注水下混凝土注意事项 (1)优化混凝土配合比,混凝土需具有良好的流动性、不离析性能,防止堵管。
(2)加强现场物资管理,混凝土原材料中不得含有任何杂物,并在浇注现场层层把关,防止异物混入混凝土中,确保混凝土浇注顺利。
(3)严格控制混凝土流量和下放速度,保持均匀的流量和流速。保证灌注的连续性,尽量缩短混凝土泵送的间歇时间,如出现突发事件混凝土在短时间内(30min~1h)不能搅拌到位时混凝土泵储料斗内应储备满斗混凝土,间隔 10min泵送两个行程。混凝土浇注过程中的间断时间应不得超过 15min。
(4)混凝土灌注前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验,以保证混凝土灌注过程中导管不漏水堵管。
(5)导管不宜埋置过深,拆除导管应迅速及时,拆除后导管要检查密封圈好坏,及时更换密封圈,并保证导管有足够的安全埋管深度。测算混凝土上升高度和导管埋深要勤、要准,避免计算出错。
5结语
水下混凝土浇筑有其特殊性,施工时要综合考虑地质、水文、气象条件及工程规模、技术特点等多方面因素。经过多年的发展与总结,水下混凝土施工技术已形成了比较成熟的一套施工工艺、控制要点和经验做法,成功保证了水下混凝土施工质量。
参考文献:
一、前言
近年来,随着建筑行业的迅猛发展,大体积混凝土得到了越来越广泛的应用,如混凝土大坝、高层建筑的地下室混凝土底板都是用大体积混凝土浇筑而成的。但在建造和使用过程中,有关因出现裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故也时有发生合理选择施工材料,优化混凝上配合比的目的是使混凝土具有较大的抗裂能力。
(一)施工材料的选择
1.水泥的选择。内部混凝土主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两方面的要求,一般采用低热矿渣水泥,中热硅酸盐水泥掺入一定量的粉煤灰。外部混凝土,除抗裂性能外,还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小,因此一般采用较高标号的中热硅酸盐水泥。当环境水具有硫酸盐侵蚀时,应采用抗硫酸盐水泥。
2.骨料的选择。选用结构致密,并有足够强度的优良骨料,特别是粗骨料,具体应符合有关的标准、规范和规程。除此之外,还应注意以下问题:①骨料要求表面洁净,不含杂质。②砂子采用中砂,石子采用大粒径的卵石或碎石。③砂子含泥量不得超过3%,石子含泥量不得超过1%。④粉煤灰在混凝土的配合比中以部分粉煤灰代替水泥,不仅可以改善混凝土的和易性有利于施工操作,而且对降低混凝土的水化热有益。在混凝土工程中,掺人粉煤灰时应满足:选用细度合格、质地优良的粉煤灰;粉煤灰的掺量一般以15%~20%为宜。
(二)混凝土配合比的确定与优化
通过试验室进行多种配合比的试验和研究,选用最佳配合比作为混凝土的施工配合比,最佳配合比应满足以下要求:
1.混凝土的初凝时间不少于6小时。
2.混凝土的砂率控制在35——40%。
3.混凝土中的最大氯离子含量为0.06%。
4.混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3。5.水泥中铝酸三钙含量<8%。
二、优化混凝土的供应
大体积混凝土由商品混凝土搅拌站供应,混凝土原材料计量要准确,以保证配合比的准确性。
(一)计量。要求使用检定过的计量器具,保证计量正确。每工作班正式称量前,要求对计量设备进行零点校核。
(二)拌制。控制原材料投入搅拌机顺序,不得采用“外掺”、“后掺”等作法。混凝土必须严格控制拌制时间,驻站工程师每一班抽测2次。搅拌完成后装入运输车时,即要求每车测定坍落度,同时观察混凝土的和易性、不得存在离析、分层等现象,坍落度不符合要求的混凝土不能出站。
(三)运输。根据路线的比短、交通的状况,随时增减车辆,保证混凝土的正常供应,连续浇注,避免因混凝土供应不上而出现冷缝。混凝土运输时间在任何情况下不得大于180min,对到达浇筑点超过210min的混凝土不得使用。混凝土运输车离开搅拌站后不得掺加任何材料,包括水、外加剂等。混凝土坍落度在运输过程中损失超过40mm或混凝土到达浇筑点温度大于25℃,不得浇筑到作业面。要求从每个搅拌站每隔一段时间就派出一辆混凝土罐车,保证混凝土供应的均衡性。因大体积混凝土方量较大,要求搅拌站派管理人员进驻现场指挥、联络、协调,发现问题及时解决。
三、采用合适的施工方法
大体积混凝土产生裂缝是由多种原因造成的,其中,采用合理的施工方法,是防止大体积混凝土裂缝的有效措施。(一)混凝土浇筑方法。混凝土的浇筑按混凝土自然流淌坡度、斜面分层、连续逐层推移、一次到顶的方法进行。混凝土浇筑过程中,每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖,保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间,避免施工裂缝出现。依据设计图纸中的后浇带将整个大底板划分成厚薄、大小不同的区段,每个区段将独立一次浇筑完成。
(二)混凝土振捣方式。混凝土振捣时布置三道振捣,第一道设在混凝土的坡角,第二道设在混凝土的坡中间,第三道设在混凝土的坡顶。每道设2台振捣器,三道振捣相互配合,确保振捣覆盖整个坡面。使用振捣棒振捣,振捣棒插入下层混凝土中的深度>50mm,振捣棒移动的间距以400mm左右为宜,振捣棒要快插慢拔,以混凝土面泛浆为宜。混凝土表面要用刮杠刮平,再撒5mm——25mm碎石,用木抹拍实抹平。
(三)泌水处理。混凝土在浇筑、振捣过程中,上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底,通过侧模底部开孔将泌水排出基坑。当混凝土大坡面的坡角接近顶端模板时,改变混凝土浇筑方向,形成集水坑,及时用水泵将泌水排除,以提高混凝土质量,减少表面裂缝。
(四)表面处理。由于泵送混凝土表面水泥浆较厚,在浇筑后2~8h,初步按标高用长刮尺刮平,然后用木板反复压数遍,使其表面密实,再用铁面板收面后立即用塑料薄膜覆盖。
(五)加强施工管理。在混凝土结构中,强度不是均匀的,裂缝总是从强度最低的薄弱处开始,当混凝土质量控制不严,混凝土离差系数大时裂缝就多。为防止裂缝,必须加强施工管理,提高混凝土的施工质量。
四、加强混凝土养护
降低大体积混凝土块体里外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力,对混凝土的养护是非常重要的。
混凝土浇筑后,应及时进行养护(保温层材料和厚度待定)。混凝土表面压平后,先在混凝土表面洒水,再覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护,保温材料夜间要覆盖严密,防止混凝土暴露,中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。底层塑料布下预设补水软管,补水软管间距68m,沿管长度方向每100mm开5mm水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,养护过程设专人负责。混凝土泌水结束、初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,要求进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对底板面不能连续覆盖的部位,如墙、柱插筋部位、钢柱等采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象。混凝土浇筑完成12小时,严禁上人踩踏,浇筑完成24小时内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得上人踩踏。保温层在混凝土达到要求强度并表面温度与环境温度差要小于20℃时方可拆除,并在中午气温比较高时才可安排保温拆除。
五、结束语
大体积混凝土产生裂缝是由多种原因造成的,在大体积混凝土施工中,合理选择施工材料,优化混凝土配合比,优化混凝土的供应,采用科学的施工方法,严格施工管理,加强大体积混凝土养护,就可以低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能,保证工程质量。
参考文献:
中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:
随着建筑业的飞跃发展,混凝土品质愈显重要。开发新型优质高强混凝土,满足结构设计要求,减轻结构自重、简化施工工艺,降低施工成本,改变传统的低强度等,已成为建筑施工科学研究发展方向之一。在高层建筑中应用高强混凝土,具有缩小构件继面的承重,增加强度,加快周转,缩短工期等显著的经济效益和社会效益。
影响混凝土浇筑质量的因素较多,这就要求我们工程技术人员抓住重点,控制质量,制定有效的施工方法,做好技术交底,加强现场管理力度,责任落实到人,使混凝土浇筑质量逐步提高,为全面提高工程建设质量而努力。
1 施工准备
混凝土浇筑前做好对工人的书面安全技术交底,交底须详细说明施工过程中要注意的问题,要有针对性和可操作性。混凝土浇筑前还须对班组进行口头交底,重要强调柱与梁、梁板与剪力墙混凝土标号的控制,振捣间距、振捣时间等。料斗、串筒、振动器等机具设备要准备充足,应有备用的振动器,所用的机具应在浇筑前进行检查和试运转,同时配有专职
技工随时检修。
在混凝土施工阶段应掌握天气的变化情况,下雨施工时采用塑料薄膜混凝土盖好,以保证混凝土连续浇筑的顺利进行,确保混凝土的质量。根据工程需要和季节施工的特点,应准备好在浇筑过程中所必需的防雨、防暑等物资。
在浇筑混凝土之前,应检查和控制模板、钢筋、保护层和预埋件等的尺寸、规格、数量和位置,其偏差值应符合现行国家质量验收评定标准的规定,此外还应检查模板支撑的稳定性以及模板接缝的密合情况。模板、钢筋应分别进行预检和隐蔽验收符合要求时,方可进行浇筑。
2 施工过程
2.1 浇筑过程中应注意的事项。商品混凝土浇筑过程中,混凝土不应集中布料,防止堆积或振捣不充分,并由远而近、先竖向结构、后水平结构顺序,分层连续浇筑,并保证钢筋保护层厚度。在浇筑工序中,应控制混凝土的均匀性和密实性。混凝土拌合物运至浇筑地点后,应立即浇筑入模。在浇筑过程中,如发现混凝土拌合物的均匀性和稠度发生较大的变化,应及时处理。浇注柱、剪力墙混凝土时,应注意防止混凝土的分层离析。混凝土由料斗内卸出进行浇筑时,其自由倾落高度一般不宜超过2M,在竖向结构中浇筑混凝土的高度不得超过3M,则在浇注时应采用串筒、斜槽、溜管等下料。浇筑混凝土时,应经常观察模板、支架、脚手架有无异样,当发现有松动、变形时应立即停止浇筑,马上加固,修整后方可继续浇筑混凝土。浇筑混凝土时发现钢筋垫块移动,不能保证受力钢筋保护层厚度,或预留孔洞位移的情况,应立即整改后,才能浇筑混凝土。此次混凝土为一次性浇筑,应在柱、墙浇筑完毕后尽量马上连续浇梁板混凝土。
在浇注混凝土时,出现堵泵拆管时,应在拆管前在泵管头布设模板或麻袋,把从泵管里倒出的混凝土用模板或麻袋接住,然后把混凝土抬到正在浇注的位置。如混凝土不小心留到楼板上,应马上清理干净。在浇注前把 11 米层多余的钢管扣件木方清理干净,以免留下的混凝土把材料埋起来。
2.2 振动器作业。浇梁混凝土时,插入式振动器的振动方法有两种,一种是垂直振捣,即振动棒与混凝土表面垂直;另一种是斜向振捣,即振动棒与混凝土表面成一定角度,约 40°~ 45°。振动器的操作,要做到“快插慢拔”。快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面混凝土发生分层、离析现象;慢拔是为了使混凝土能填满振动棒抽出时所造成的空洞。在振捣过程中,宜将振动棒上下略为抽动,以使上下振捣均匀。柱与梁混凝土分层浇筑时,在振捣上一层时,应插入下层 5cm 左右,以消除两层之间的接缝,同时在振捣上层混凝土时,要在下层混凝土初凝之前进行。每一插点要掌握好振捣时间,过短不易捣实,过长可能引起混凝土产生离析现象,一般每点振捣时间,最短不应少于10s,但应视混凝土表面呈水平不再显著下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准。振动棒的插点要均匀排列,可采用“行列式”或“交错式”的次序移动,不应混用,以免造成混乱而发生漏振。每次振动位置的距离应不大于振动棒作用半径 R 的 1.5 倍。一般振动棒的作用半径为 30 ~ 40cm。
2.3 具体浇筑部位应当注意。当柱的混凝土标号等级大于梁一个等级以上时,为保证质量达到设计要求可采取适当措施。在浇注梁板混凝土时,如施工缝出现初凝,应在浇筑梁板混凝土前,凿去水泥薄膜、表面上的软弱混凝土层,清除垃圾,用水冲洗干净,但不得积水。在浇注梁板混凝土前,宜在施工缝面上先铺上 10~15mm厚的水泥砂浆一层,其配合比与混凝土内的砂浆成分相同。混凝土在浇筑过程中,要保证混凝土保护层及钢筋位置的正确性,不得踩踏钢筋(宜先铺设脚手板),不得移动预埋线管和预留孔洞的原来位置,如发现偏差和移位,应及时纠正。
当浇筑柱梁及主次梁交叉处的混凝土时,一般钢筋较密集,特别是上部负钢筋又粗又多,因此,即要防止混凝土下料困难,又要注意砂浆挡住石子下不去。必要时这一部分可改用细石混凝土进行浇筑。
在浇注核心筒混凝土时,为了避免板、楼梯混凝土流入墙内,先把剪力墙混凝土浇筑至板底,然后再浇注板梁混凝土。墙与楼梯交接的位置用钢丝网拦截,待墙混凝土开始初凝时,不拆除直接浇楼梯混凝土。混凝土浇筑时,不可随意挪动钢筋,要经常加强检查钢筋保护层厚度。踩乱的板负筋应及时调整。浇筑完成后用木抹子搓两道,防止砼表面裂缝。以同条件养护试块为准,未达到 1.2Mpa 不得进行下道工序。
2.4 混凝土养护。在浇筑 12h 后,由专人浇水养护,每天浇水次数应保证砼构件表面保持湿润,时间不少于 7 天。在已浇筑的混凝土强度达到 1.2N/mm2以后,始准在其上来往行人和安装模板及支架。已入模振捣成形的砼要及时覆盖,防止突然遇雨,受雨水冲淋。
3 施工过程中施工现场的质量控制
工程项目的整个施工过程就是完成一道道的工序,所以施工过程的质量控制主要是工序的质量控制,要很好地完成每道工序,就必须有一个良好的施工现场作保证,因此质量控制表现为施工现场的质量控制,也是施工阶段质量控制的重点。所以,施工过程中应加强施工现场的质量控制和施工工艺的监督控制。 在工序活动过程中,应注意各种影响因素和条件的变化, 如发现不利于工序质量的因素变化,要立即采取有效措施加以处理,使工序质影台终处于受控状态。由施工单位进行自检,自检合格后填写质量验收通知单,监理单位在接到验收通知单后,在规定的时间内到达现场对工序进行抽样,通过对子样(样品)检验的数据进行统计分析,判断工序活动效果(质量)是否正常和稳定;是否符合质量标准的要求。
4 结束语
建筑工程混凝土施工质量的好坏,性能的优良都将直接影响到建筑结构物的安全。因此在施工过程中,我们必须对混凝土的施工质量有足够的重视,严格控制混凝土制作与施工的每一道工序,才能保证混凝土的强度符合设计要求,作者参考资料及结合自己在施工过程中积累的经验,对如何做好混凝土的质量控制加以论述。
参考文献:
前言:科学技术作为当今社会生活中的第一生产力,在当今改造客观世界的过程中起到无可替代的作用与价值。其中单以建筑工程中的活动为案例,混凝土作为构件产品的技术材料,越来越受到用户与厂方的欢迎和重视。钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度。一般的,我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土;混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土;混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。
一、钢管混凝土的应用历史
钢管混凝土称得上是第二次工业革命在建筑领域之内研发与应用的结晶与产物。在家居设备基本实现电力化的基础上,建筑设施的设计与建造领域之内则实现了钢管混凝土设备的广泛应用[1]。早在十九世纪的八十年代中期,钢管混凝土的结构及使用就率先在英国出现。1879年,英国的塞文铁路桥的竣工,便主要借助了这种新兴技术的成果,在钢管中注入了混凝土,有效防止了内部的生锈腐蚀甚至产生了极大的抗压成果。英国之后,法国在桥梁建筑和营造的过程中也开始广泛应用这种钢管混凝土。及至二战之后的日本、瑞士等国也是如此,在大量节省建筑钢材的前提下,也使得本国的建筑技巧大大提高,并为战后社会经济的恢复和发展付出了很大的贡献。
二战结束后引发了第三次科技革命的到来,新技术的推广以及对大型工程项目的指导和辅助也达到了一个空前的巅峰。将近一个多世纪以来,钢管混凝土这种组合性的材料取得了了科学原理的理论研究层面的不断深入,施工技巧在应用实践中也得到了大幅度的改进,全世界的高层居民楼、机关单位的办公楼抑或是高速公路与桥梁等均离不开这种组合技术材料[2]。由于钢管混凝土的抗压能力极强、承载力量大,并且随着时代的发展自身的实用价值在不断得到多元化的挖掘和运用,使得上个世纪末期钢管混凝土的产量与销售利润大大提升,也在生活细节中处处可见。拒不完全统计,从1990年到1994年,短短的五年之内含有钢管混凝土技术参与的拱桥就超过了二百架,其中我国占据二十多架,而到了1998年又增加到了六十多架,科学地位与实用价值在不断得以提高和利用。钢管混凝土结构在我国的高层建筑工程、地铁车站工程和大跨度桥梁工程中得到了较多的应用。此外在多层、高层民用住宅建筑中也已开始采用钢管混凝土柱和钢梁组成的框筒(剪)结构体系,并且经济效益显著。
二、钢管混凝土柱的科学原理与技术结构
(一)科学原理
混凝土,简称为“砼”,是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件,按截面形式不同,可分为圆钢管混凝土,方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。其中钢管混凝土便是混凝土应用技术与实用价值中的升华载体。钢管混凝土在应用中兼具金属和土质的双重优势:混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱,而钢材,特别是型钢的抗弯能力强,具有良好的弹塑性,但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起,可使混凝土处于侧向受压状态,其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在,提高了钢管的刚度,两者共同发挥作用,从而大大地提高了承载能力[3]。
钢管混凝土是无缝钢管与混凝土两种精华材料的精华凝合之作,其英文简称为CFST,在世界和中国的范围内知名度颇高。在高强度的混凝土中贯入薄壁圆钢管内而形成的组合结构材料,在两种或两种不同力学性能的材料产生中发生紧箍式的作用,并有助于工程施工体系之内实现技术性的巩固和协调,具有承载力高、延性好以及抗震性能优越等突出的特点和优点。
(二)技术结构
钢管混凝土的施工结构主要包括钢管的制作和安装、钢管内混凝土浇筑和钢管外部外钢筋混凝土的施工等三个主要构成方式。三大部分的施工应当在具体的实践施工过程中呈现无形的三叉戟格局,通过相互衔接与密切配合,将混凝土柱的应用价值和技术功效达到最大化[4]。而究其原理则具体体现为相互之间产生的一种粘合力的牵制作用,使得钢管与混凝土处于三向受力状态,如图1所示。
图1 钢管混凝土柱三向受力图示
钢管混凝土的施工技术以三方受力原理为主要技术动力,在施工建筑的体系中使产品的稳定性能大大增强。钢管混凝土在实行结构施工的过程中,工作人员需要以无缝钢管的刚性力量承担起施工阶段的结构重量,同时还要保证其不受到混凝土柔性养护力量与时间所带来的摩擦影响。同时还需要注意的是,钢管内部填充的大量混凝土,能吸收大量的热能,因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀,增加了柱子的耐火时间,减慢钢柱的升温速度,对于钢管抵抗燃烧也能起到相当程度的缓解作用,具有防火和抗火的功效[5]。此外由于钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程度、施工工期和工程造价都有很大的影响,所以这种技术在耐腐蚀的能力上也令人叹为观止。
三、钢管混凝土柱在混凝土浇筑施工过程中的问题及其对策
(一)主要问题
虽然钢管混凝土在施工技术的运用活动中的实用价值得到了科学界的关注与认同,但是由于我国在这一层的科学研究处于起步阶段,对于钢管混凝土的技术原理的认识没有突破感性认识的局限,虽然在实践工程项目活动中取得了一定成就,但总体拉看特别是与美国、欧盟、日本等发达国家比较而言,在钢筋混凝土的结构剖析能力上显示出很大程度上的不成熟。
这种不成熟主要体现在两个侧面。第一,在针对钢管混凝土的本构关系的处理上,中国境内的研究水平至今仍然缺乏体系化的构建,对于钢管混凝土内在的力学原理和力学行为的剖析了解仍然不够深入。除了三方受力分析外,其余的理论常识几乎完全空白。加之国内工程企业管理上的短板,使得这种技术的运用在国内市场或多或少显得不接地气。第二,传统的工程实践中,压浆和微膨胀的混凝土用来解决混凝土收缩的问题一度普遍运用,但是这种技术手段随着建筑要求和标准的越发严格与提高,其内在的局限性已经越发明显[6]。这种局限主要体现为压浆和微膨胀作为一种低端技术的操控技法,使其对钢管混凝土的本身无法进行系统而又精准的有限元计算,现有的计算模型除了矩阵位移的方法之外,别无其他的理论建树。这就导致在具体的施工过程中,随着日光照射的强烈与加剧,混凝土会在温差变动之下受到负面影响而出现结构上的缝隙,进而削弱自身的套箍力量,最终使得整体建筑质量受到一定损害。
(二)控制对策
面对着国内混凝土施工技术的短板,采取解决问题的措施应当以加强对钢管混凝土的理论学术研究和多元化、多渠道的实践能力飞跃为主,实现良性而又可靠的控制对策[7]。首先在学术研究层面上,面临自身的成就局限要采取两重性的心态和态度。一方面,面对着业已取得的部分成就,需要加强其实践指导,并且在必要时刻实行一些实验性质的建筑,以具体的现成的试验产品为模板,进行全面化的理论联系实际的科技研究活动;另一方面对于大部分的不足,要积极学习发达国家在钢管混凝土的技术应用过程中常用的经验。在混凝土的有限元计算的能力上、混凝土与钢管器材的构建方法上,都要实现绝对强度的精湛与熟稔。
四、钢管混凝土柱的混凝土浇筑施工技术的实用价值
(一)扩大混凝土使用范围
尽管混凝土的科学原理和应用价值在国内仍然还要经历比较漫长的挖掘阶段和研发过程,但是站在世界科学发展史的高度上看,钢管混凝土在混凝土浇筑施工技术体系中所具备的实用价值仍然是显而易见的。首先对于混凝土这种工程原料来看,它至少是扩大了混凝土的使用范围。混凝土可以追溯到古老的年代,其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。根据考古人员的发现和研究,得出了早在五千年前的凌家滩先民的生活中,便开始将混凝土作为房屋建设的原材料,并利用木骨撑起泥墙,这种格局的运用就已经具备了钢管混凝土的雏形。第二次工业革命以后,英、法、德、美等国的科学家都认识到这种技术在建筑领域内的价值,于是纷纷展开深入研究,从家居生活的家具一直到今天的桥梁道路、高楼大厦,钢管混凝土以其刚性力量与柔的完美结合,逐渐成为混凝土施工中必不可少的工具,甚至成为了改变可这个世界景观的技术材料[8]。
(二)固化建筑产品的质量
钢管混凝土实现了钢管技术与混凝土建筑功能的完美合一,在社会生活与工程实践的体系中取得的最大最直接的影响便是带动了建筑行业的蓬勃发展,因为在质量等硬件设施的建设和完善上实现了质变化的飞跃[9]。国家市场经济的发展和房地产市场的空前活跃为建筑行业的进步带来了客观上的契机,但是由于住宅工程在市场经济的自发性的束缚之下仍然凸显出质量问题上的牵制与桎梏,使得居民的居住和出行均面临着一定的安全隐患。混凝土施工技术的拓展对于这种安全隐患正起到了一定的补充作用。而钢管混凝土的推广与普及尤为混凝土的浇筑技术带来了崭新的技术支持,从根本上便对建筑产品的浇筑质量起到了釜底抽薪的固化作用。即便遭遇地震,大凡7.0级以下,基本不会造成重大损失。
结论:钢管混凝土以其自身非凡的实用价值为建筑行业带来了崭新的发展时代,具有很大程度上的里程碑意义。技术层面的广泛运用,不但保障了建筑产品的全面进步和质量安全性能的大幅度进展,更使得居民生活水平在物质层面和需求上的提高,对于和谐社会的积极构建,也提供着潜在的保障作用和稳定功能。
参考文献:
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关键词: 土建;混凝土;质量控制;施工技术
Key words: civil engineering;concrete;quality control;construction technology
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)16-0138-02
0 引言
混凝土又称为“砼”,是一种在土建工程中应用非常广泛的材料。普通混凝土就是用水泥、细骨料、粗骨料以及水混合搅拌而成的一种无机非金属复合材料,在具有良好特性的同时造价低廉,因此在众多的土建工程中,混凝土都是一种重要的材料。由于土建工程的质量关乎着人民的生命财产安全,所以对其质量控制也是越来越严格,混凝土施工在一定程度上决定着土建工程的质量,所以混凝土原料的质量控制显得尤为重要。并且混凝土的施工技术较为复杂,所以要对其施工过程进行严格的控制,在最大程度上保证土建工程的安全性,避免事故的发生。
1 混凝土材料质量控制
1.1 对混凝土原材料的质量应进行严格控制 为保证高质量的混凝土必须从源头出发,采用高质量的混凝土原材料。由于混凝土由水泥、骨料和水三大部分混合而成,因此在对着三个方面的质量控制缺一不可。
骨料是混凝土的最基本的组成成分,其用量很大,并且骨料的质量好坏能够会影响混凝土的强度以及水泥的用量等。所以在选择骨料时应该选择强度高、粒径大的粗骨料以及级配优良的细骨料,因为粗骨料粒径越大,级配越好,孔隙率越小,水化热就随之降低,而细骨料因为其孔隙率小,总表面积也小[1]。这样的选择能够在很大程度上降低水化热,减少裂缝的形成。
另外,骨料在一定程度上影响着整个工程的工程造价,所以在选择骨料时应选择质优价廉的产品,以提高性价比。水泥的品种较多,可根据工程具体情况的需要选择不同特性的水泥,在土建工程中大多数选择通用水泥。在水泥进入场地使用之前,应对其生产批次、强度级别等进行检验和记录,只有质量合格的水泥才能准许其进入使用。对于储存时间较长的水泥,必须经过再次检验,合格后才能使用。
水的质量控制对于施工质量来说也具有非常大的影响,在混凝土的配制过程中严禁使用未经处理的生活污水和工业废水,对水的酸碱的也有严格的要求,不得使用PH值过低(
1.2 混凝土配料和搅拌工作的质量控制 混凝土的配合比关系着混凝土的强度和性能,因此严禁根据根据工作经验获得的配合比进行水泥的配料,必须根据实际工程的技术指标和施工要求来确定配合比,并按照相应的标准进行试配。在具体配制过程中,可能实际材料与设计时有差异,应该重新测量实际砂石的含水率等指标,适当调整配合比,并且综合考虑混凝土的经济型,从而达到配合比的最优化。搅拌工作的质量好坏关系着成品混凝土的均匀性。在搅拌过程中,除了应该选择合适的搅拌机外,对于搅拌中的参数的设置应该有很好的控制,例如:搅拌时间、一次进料量以及进料顺序等。不管何种类型的搅拌机,其容量总是有限的,若一次进料量超过其额定容量,则对混凝土的均匀性会产生影响;搅拌混凝土时,根据计算出的各组成材料的一次投料量,按重量投料,混凝土搅拌的最短时间应满足规范的规定[2]。
2 混凝土的施工技术
2.1 混凝土的浇筑 混凝土的浇筑是土建工程施工的关键环节,也是其核心部分。由于混凝土浇筑过程具有繁杂性,因此规范其浇筑过程显得十分必要。浇筑前的准备工作也非常的重要,具体做法是:浇筑前必须对模板的相关参数进行严格的检查,重点对钢筋的位置、保护层的厚度、混凝土垫块的数量和安置的预埋件表面是否与模板紧密相贴等进行检查,并将检查结果记录在施工记录表[3]。必须及时清楚模板内的污渍,检查合格后才能用于浇筑工作。混凝土的浇筑工作必须具有层次性,进行分层浇筑,并且在混凝土的浇筑过程中应尽量保证浇筑工作的连贯性,即浇筑工作应一气呵成,尽量避免暂停,对于不可避免的暂停应尽可能缩短暂停的时间,不能在浇筑上层混凝土时底层的混凝土已经完全凝结。另外,雨雪天气对浇筑工作也有一定的影响,因此应避免在雨雪天气下进行该项工作。在整个浇筑过程中,应注意对浇筑施工过程的质量控制,浇筑完成后应该保证所浇筑混凝土的均匀性,以及密实性。
2.2 施工缝 由于各种自然或人为因素的限制而必须中断浇筑过程时,若其施工暂停的时间大于混凝土的初凝时间时,必须预留施工缝。施工缝位置的选择应根据施工条件和设计等确定,由于施工缝是整个结构中的薄弱环节,因此施工缝的位置应选择在便于施工,且新旧混凝土层之间的剪切力最小的地方。
2.3 混凝土的捣实 为了使进入模板的混凝土快速成型,并保证已经成型混凝土的紧实性和外观的完整性,必须对入模的混凝土进行捣实,以达到技术上要求的标准。捣实主要分为人工振捣和机械振捣。人工振捣是指通过使用捣棍等工具插混凝土,加速其成型过程,该种方式主要应用在机械设备较为落后的地区,或者混凝土为塑性混凝土时采用人工振捣的方式。使用机械振捣的方式一般会取得比人工振捣更好的效果,因为机械振捣具有较高的强度,这种特点直接决定了它具备较高的模板周转速度[4]。所以在施工过程中应根据实际的不同情况,合理的选择振捣方式。
2.4 混凝土的养护工作 良好的养护工作对于混凝土硬化的初级阶段具有非常好的作用,能够使混凝土的外观美观,并且减少裂缝的形成,提高混凝土工程的耐久性。养护工作主要分为控制温差的养护和早期的养护。根据截面构建的不同以及土建工程在使用方面不同的性质,可采用适当的措施对温差进行控制,例如在混凝土表面覆盖充满循环冷却水的水管,能够有效降低混凝土的中心温度,对温差进行有效的控制[5]。混凝土的早期养护是为了防止昼夜温差以及外界自然条件对混凝土产生不良的影响,在拆除防护膜之后对混凝土进行的全湿养护,通常情况下,早期养护时间在14天以上。在施工以后及时的对混凝土进行养护工作,能够在很大程度上提升混凝土的耐久性。
3 总结
我国经济的发展促进建筑行业日新月异的变化,我国的混凝土技术已经处于世界各国的领先水平,随着建筑领域的不断扩大,混凝土的应用范围也不断扩大。混凝土技术的高低不尽对土建工程的质量和进度产生非常大的影响,而且也会影响工程交工后的安全问题,所以必需不断加强对混凝土新技术的探究,从源头上对混凝土进行质量控制。在混凝土施工过程中要严格按照施工技术标准,不得偷工减料,不得在恶劣天气强制施工,要对施工过程中所存在的问题寻找科学的解决办法,不断推动我国混凝土技术的革新,并保证土建工程的建设质量。
参考文献:
[1]王山峰,张文辉.土建混凝土施工技术问题浅析[J].科技创新与应用,2012,07:197-198.
[2]张岩.浅谈土建工程混凝土施工技术[J].科技信息,2009,35:739-940.
关键词:
土建;混凝土;施工
随着城市化脚步进一步加快,城乡地区对房屋建筑,以及城市桥梁等建筑的需求不断增大,因此建筑工程已走进高速发展时期。不过传统的砖混结构已经发展到了瓶颈期,如何应对如此多的建筑需求,成为了土建施工人员施工的头等难题。伴随着土建工程多年的改革和发展,混凝土施工技术逐渐走进了广大土建施工人员的视野之中。不过受许多客观因素影响,我国在混凝土技术的应用和其他发达国家相比,差距仍较为明显。因此本文将对其他发达国家的施工技术以及施工流程展开详细调查,针对国外的施工技术加以借鉴与学习,在提高我国自身混凝土施工技术的同时,加强混凝土技术的创新。
1混凝土技术在土建工程中的应用现状
1.1外在因素对施工的影响
人们对建筑工程最关心的两点莫过于建筑自身的质量以及建筑成本,尤其是部分市政工作,例如公共设施以及桥梁等。如若建筑的质量存在安全隐患,那么必将导致人们在使用公共设施或是经过桥梁时,心情紧张。同时如果存在安全隐患的建筑工程真的因质量问题,发生安全事故,那么势必会造成大量人员的伤亡,严重影响群众的人身安全。随着多年技术的发展,我国土建工程施工质量已经趋于和国外发达国家持平,不仅体现在材料质量得到提升,同时施工技术和施工步骤也逐渐更加规范。例如在技术的挑选与应用上,钢筋混凝土结构建筑已经逐步取代传统砖混结构建筑,成为了人们居住、生产的主流使用建筑。混凝土建筑的出现,大大提升了现代人们房屋使用的安全,减少了土建工程的安全隐患,同时也能够有效缩减土建工程施工周期。不过随着人们对房屋功能性需求的增加,混凝土原材料的挑选,以及混凝土搅拌设备的性能和施工技术,都成为了目前能够影响到混凝土建筑的施工质量的重要因素。不论是哪一步骤出现问题,都将严重干扰土建工程最终成品质量。
1.2施工过程中所向面临的问题
在实际施工中,必然会因为许多不可控因素,导致房屋质量和房屋设计初衷出现偏差[1]。除了因我国混凝土施工技术起步较晚,人员在施工技术的理解上还不够深刻之外,还存在其他问题严重干扰着土建工程成品质量。例如根据调查,由于土建行业工作强度大,现阶段大部分施工工地的工人都是从农村来的农民工,缺乏专业的施工技术指导,致使部分工人用着粗糙的技术直接上岗施工。总的来说,大部分施工质量都是因为施工现场欠缺管理,部分施工人员仅盲目的依照多年的施工经验,缺乏相应理论技术指导,使得房屋质量和性能存在较为严重的安全隐患。目前这种现象在我国普遍存在,随着近些年科技和人们综合素质不断提高,我国土建施工技术得到了不错的发展机遇。但是由于部分企业为了降低生产成本,从而谋取更大的企业效益,偏重于采用价格较为低廉,或是以次充新的原材料进行施工,致使近些年工程事故发生几率居高不下。
2施工技术的应用意义
在土建工程中,经常出现由于施工人员素质偏低,对施工材料的重视程度不够,将混凝土与其他原材料堆放一起。由于混凝土是建筑的施工主体,承担着建筑最终的安全质量与性能高低,因此如若将混凝土与其他原材料堆放在一起,混合存放那么必将由于混凝土掺杂了其他杂物,导致房屋质量出现问题。相比较西方国家的土建施工,笔者认为国外施工人员对细节的控制更为精准,更为科学。例如原材料的配备和混凝土的搅拌工作。同时因为不同土建工程施工目的不同,因此对于工程的质量和性能需求也大不相同,所以许多时候土建工程在现场中会搭建实验室,开展力学实验,确保工程的预期效果达标,以便设计出更为合理的施工具体步骤。
3混凝土施工技术细化
3.1原材料的选取
混凝土工程由于施工目的不同,所以在挑选原材料时,施工人员也会根据建筑的用途需求而制定不同的材料挑选策略。原材料的挑选对于建筑的质量影响至关重大,材料的优劣和性能将会直接关乎到人们的生命和财产安全。混凝土主要由水泥、沙子、石头和水组成[2]。相比较其他材料,混凝土的质量主要由水泥所决定。所以在挑选水泥的品牌时,采购人员应当充分了解市场中不同水泥的稠度、比热容和凝结时间等。只有充分了解水泥的挑选方法,才可以在施工前便为土建工程的质量打好坚实的基础。另外在混凝土搅拌过程中,为了避免杂质的掺杂,在混凝土搅拌时,还要选用更为纯净的自来水,而非含有杂质的污水和废水。最后为了提高混凝土建筑体积安定性,砂石的选取还要根据建筑需求做抉择。
3.2搅拌技术
混凝土搅拌是土建工作施工的重要环节,也是施工前提,唯有使用质量更优秀的搅拌设备才能够充分满足后期施工需求。一般来说,混凝土搅拌工作要在干净无污染的地区实行,避免杂质的掺杂。同时要将各种配料分区堆放,以免配料在搅拌前混合,影响后期各材料配比[3]。混凝土搅拌技术详细流程如下:①科学计算混凝土原材料配比,确保混凝土搅拌需求符合建筑应用需求。比如施工前,首先由现场专家对土建工程的地形和气候等进行勘察。同时根据设计图纸需求,利用实验室对原材料的混合配比进行实验,确保混凝土最终质量;②在搅拌时,应明确材料的添加步骤,防止因材料添加顺序出错影响到后期混凝土的质量。首先应添加石头,其次倒入水泥,最后加入沙子进行搅拌。根据建筑需求和搅拌机的容量合理搭配材料的数量,确保原材料在搅拌机中能够得到充分搅拌,混合均匀。最后为了确保混凝土的最终质量,在搅拌过程中,混凝土搅拌机使用人员应当充分了解搅拌机的使用方式。同时还要做好定期的设备维护工作,防止由于设备老化造成混凝土搅拌质量偏低。
3.3其他施工要素
混凝土施工技术除了以上几点因素外,在实际施工过程中,还将涉及到许多施工技术和步骤[4]。例如混凝土建筑的后期养护工作,以及施工中的浇筑技术等。一般在浇筑时,如若建筑的大小可以一次浇筑完成,那么施工人员必须一次完成混凝土的浇筑。如若不能,便需要利用分层浇筑技术,在浇筑过程中也不能够有停歇,确保浇筑的质量和效果满足建筑设计需求。另外在浇筑期间,由于混凝土建筑普遍存有内外温差问题,因此部分混凝土施工还要预埋冷水管等做混凝土建筑降温处理工作。另外后期的养护技术也是混凝土施工技术的主要内容。由于混凝土在完成浇筑之后,经过时间的变化,必然会受到自然侵蚀,或是风吹日晒导致裂缝[5]。因此后期的养护是保障建筑整体性能的必然工作。
4结语
在土建工程中,混凝土原材料的选取是施工质量的安全前提。其次在施工过程中,技术的运用也将承担着建筑在完工后的功能性、安全性效果。基于我国混凝土施工技术应用时间较短,技术形式还不够完善,致使我国部分建筑工程由于缺乏混凝土施工技术的正确应用,而出现许多质量问题。随着我国国民经济水平逐步走上正轨,生活质量逐渐开始与发达国家持平,我们更应该重视建筑工程的施工技术,以及房屋施工质量。因而在土建工程施工过程中,必须要遵循房屋的建筑施工设计要满足安全、合理的设计原则,同时还应确保建筑原材料的挑选要符合建筑质量的需求,最后施工技术的应用和混凝土的搅拌和浇筑,必须在专业的施工技术和理念下完成,在最大程度上提高土建工程施工质量。
参考文献
[1]左文.全面分析土建施工建设中的混凝土施工技术[J].山东工业技术,2016(19):64.
[2]赵宏峰.土建施工建设中的混凝土施工技术研究[J].江西建材,2016(17):74-75.
[3]张翠翠.土建施工建设中的混凝土施工技术[J].住宅与房地产,2016(21):191.