大體積防水混凝土施工技術(shù)方法

　　當(dāng)前，建筑行業(yè)不斷向前發(fā)展，施工技術(shù)也隨之出現(xiàn)巨大進(jìn)步，大體積防水混凝土澆筑技術(shù)在施工當(dāng)中的應(yīng)用逐漸加深。下面小編為大家提供大體積防水混凝土施工技術(shù)方法，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　1大體積防水混凝土澆筑技術(shù)應(yīng)用存在的問題(混凝土無外力條件下裂縫產(chǎn)生的原因)

　　1.1內(nèi)外溫差過大導(dǎo)致裂縫

　　這種形式的裂縫一般情況下會(huì)在澆筑的第三天出現(xiàn)，混凝土內(nèi)部與外部存在溫度差主要因水泥的水化熱在釋放過程中存在延遲的因素造成的。大體積混凝土澆筑完畢之后，水泥與水之間就會(huì)發(fā)生一定程度的反應(yīng)并在短時(shí)間內(nèi)放出大量熱量，導(dǎo)致內(nèi)部的出現(xiàn)水化熱凝聚的現(xiàn)象。由于混凝土體積較大，致使內(nèi)部的水化熱無法及時(shí)釋放。混凝土外部也存在水化熱的現(xiàn)象，因直接暴露在空氣之中，能在較短的時(shí)間內(nèi)釋放完畢，混凝土表面溫度很快降下來。因此，大體積混凝土在硬化過程中初期內(nèi)部與外部之間的溫差較大。當(dāng)溫差達(dá)到一定程度，混凝土內(nèi)部體積高溫膨脹，表層混凝土降溫收縮，造成內(nèi)應(yīng)力增大，當(dāng)混凝土外部所受拉應(yīng)力不斷增大，超過混凝土自身的抗拉限度時(shí)，混凝土就會(huì)在內(nèi)應(yīng)力的拉扯下出現(xiàn)裂縫。如果大氣溫度降低明顯，混凝土表層受冷收縮，導(dǎo)致混凝土收縮能力增大，拉應(yīng)力也會(huì)在此時(shí)出現(xiàn)，導(dǎo)致裂縫。

　　1.2降溫與干燥收縮導(dǎo)致裂縫

　　混凝土的成型需要在散熱與硬化實(shí)現(xiàn)之后，其中混凝土?xí)�存在收縮的可能。散熱時(shí)，內(nèi)部溫度升高達(dá)到極限值之后，水泥就會(huì)開始水化，很多水在這個(gè)過程被消耗，溫度開始呈現(xiàn)一定程度的降低，混凝土整體體積縮減;澆筑過程主要以泵送的形式開展，發(fā)揮作用的時(shí)候攜帶水分，這些水分可以運(yùn)動(dòng)，硬化開始時(shí)，這些處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的水分會(huì)逐漸蒸發(fā)，逐漸形成水分缺失的狀況，出現(xiàn)干燥收縮。這兩種形式的收縮作用結(jié)合在一起，在表層產(chǎn)生拉應(yīng)力，使原本與處于較為穩(wěn)固狀態(tài)的混凝土在應(yīng)力作用下出現(xiàn)裂縫。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的開始，通常拉扯的力量集中在一個(gè)點(diǎn)上，隨著時(shí)間的推移，拉扯的力量開始逐步增強(qiáng)，裂縫逐漸擴(kuò)大。

　　1.3混凝土組成材料性能差導(dǎo)致的裂縫

　　此類裂縫也叫安定性裂縫，主要是由于混凝土組成材料本身的性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致的裂縫�；炷�土的組成材料通常由粗骨料、細(xì)骨料、水泥、水、外參劑等組成。其中水泥的穩(wěn)定性和堿骨料反應(yīng)對混凝土的穩(wěn)定性危害很大，會(huì)造成混凝土開裂甚至造成混凝土構(gòu)件的破壞。該類裂縫從原材料質(zhì)量要求上可以控制和避免。

　　2施工實(shí)例分析

　　2.1工程概況

　　某個(gè)項(xiàng)目的選礦廠篩分間、循環(huán)水泵站以及污水處理泵站等工程，基礎(chǔ)埋深通常被控制在6到8m，類型是鋼筋混凝土、片筏式等類型，混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C25或者C30，抗?jié)B等級(jí)則為S6或者S8，基礎(chǔ)混凝土長度大致在35m左右，寬大致為25m，厚度在1.5左右，各個(gè)工程的工程量均超過1000m3，屬于大體積混凝土施工防水。

　　2.2防控裂縫措施

　　2.2.1原材料與澆筑方法

　　為了防范溫度裂縫的產(chǎn)生，將出現(xiàn)水化熱程度較低的礦渣水泥作為主要的施工材料，以上施工工程之中通常使用525號(hào)水泥。選擇此類型水泥主要理由是，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，抗?jié)B等級(jí)為S8，一般情況下，如果設(shè)計(jì)中存在明顯的抗?jié)B要求，則混凝土應(yīng)該優(yōu)先使用一般水泥。事先查閱施工計(jì)劃，在混凝土施工時(shí)如果在冬季，氣溫過低，盡量選擇抗凍性較強(qiáng)的水泥。加入減水劑，對混凝土的和易性、密實(shí)性進(jìn)行調(diào)整，也能夠在一定程度上削弱水化熱散發(fā)速度。查詢相關(guān)資料可知，加入減水劑可以減少10%的水泥使用量。這比礦渣水泥的節(jié)約功能更強(qiáng)。因此，在強(qiáng)度方面要求相同的情況，選擇普通水泥較好。雖然普通水泥具備水化熱溫度高的情況，但是加入減水劑之后，就可以改善這個(gè)缺點(diǎn)。

　　2.2.2適當(dāng)確定砂石級(jí)配，合理控制其含泥量

　　從控制其水化熱來看，應(yīng)選擇粒徑相對較小的石子。這種選擇可節(jié)約用水，在一定程度上減少水泥的使用量，使水化熱現(xiàn)象得到控制，還能實(shí)現(xiàn)對凝結(jié)收縮及泌水干縮等情況。但是，當(dāng)其中的粗骨料外形超過一定限度，就會(huì)造成拌合離析的情況發(fā)生。并且泵送混凝土也會(huì)對石子的極限粒徑產(chǎn)生一定的影響。因此，在選擇石子的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)施工的`實(shí)際要求，對其粒徑進(jìn)行合理地確定。對上述因素進(jìn)行考慮，隨后進(jìn)行骨料適配，石子級(jí)配被確定為5～20mm、5～40mm兩種。砂類型應(yīng)該為中砂，因?yàn)榇稚半y以保留水分，細(xì)砂容易出現(xiàn)干縮，使用時(shí)容易出現(xiàn)細(xì)微的裂痕。中砂消耗水量最為適合，水泥用量符合混凝土配合比的要求。若混凝土采用泵送方式澆筑，應(yīng)盡量在一定程度上提高砂的比率含量。砂石會(huì)含有的塵土、泥土以及黏土，都會(huì)與砂石產(chǎn)生較為明顯的粘結(jié)，這種情況會(huì)加劇收縮現(xiàn)象，也會(huì)使混凝土的抗拉強(qiáng)度以及抗凍性受到削弱，在抗裂過程中產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，應(yīng)盡量清除砂石中的泥土。工程中的含泥量被調(diào)整到1%～2%之間，最后通過計(jì)算和試配對混凝土配合比，其中的一部指標(biāo)如下表所示。

　　表1 混凝土配合比參數(shù)

　　強(qiáng)度 抗?jié)B 水泥標(biāo)號(hào) 材料配比(kg·m-3) 粉煤灰 砂率 水灰比

　　等級(jí) 等級(jí) 水泥 砂 石子 水分

　　C25 S8 530 315 756 1124 181 7 38 0.54

　　C30 S6 310 770 1152 191

　　2.3重視澆筑方式，增強(qiáng)振搗

　　大體積防水混凝土澆筑技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該遵循總體、不間斷的原則。然后參照相關(guān)的初凝時(shí)間、澆筑速率，對配制泵、澆筑數(shù)量、澆筑方式進(jìn)行選擇。在這種情況下，通常可以應(yīng)用三種方式，具體如下：(1)參照分段方式，根據(jù)混凝土厚度和水化熱釋放的計(jì)算來決定分層的方式對混凝土進(jìn)行劃分，按照從下往上的方向，沿著斜坡的方向逐漸向后推進(jìn)。(2)應(yīng)該按照逐層的方式予以振實(shí)，確保每段混凝土在初凝的之前，彼此結(jié)合狀態(tài)良好，避免施工縫的存在。(3)混凝土當(dāng)中加入減水劑，適當(dāng)放緩澆筑的速率。由于一般水泥水化熱速度較快，讓混凝土在各個(gè)時(shí)期都能釋放熱量，從而在一定程度上讓混凝土內(nèi)極限溫度下降到新的水平，防范溫度裂縫的產(chǎn)生。

　　使用插入式振動(dòng)器，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對振搗時(shí)間實(shí)施嚴(yán)格管控，盡量保證插入位置處于規(guī)則狀態(tài)，防止漏振的情況發(fā)生，確保每次移動(dòng)的長度在振動(dòng)半徑的1.5倍以下。在對混凝土的上層實(shí)施振搗的過程中，使振搗進(jìn)入下層混凝土超過5cm，避免出現(xiàn)兩層間接縫。并且要在混凝土天然斜坡的開端與尾端實(shí)施嚴(yán)格的搗振。讓上下層的混凝土都處于較為密實(shí)的狀態(tài)。注意在振動(dòng)界限前，實(shí)施重復(fù)振搗，提升混凝土束縛力，讓其具備較強(qiáng)的抗裂能力。

　　混凝土振搗完畢之后，要使用木杠對混凝土外表進(jìn)行拍打，使其處于較為平整的狀態(tài)，使用木抹子處理粗糙部分，當(dāng)整體實(shí)現(xiàn)收水之后，重復(fù)進(jìn)行處理，使外表形成毛面，防止初期裂縫出現(xiàn)。

　　2.4混凝土保養(yǎng)

　　2.4.1溫度測算

　　對混凝土的核心溫度進(jìn)行測算，以此測算出混凝土最后的絕熱溫升，計(jì)算公式如下：

　　對上式進(jìn)行分析，Th表示最后的絕熱溫升，T 表示入模溫度，T表示核心溫度，W代表單位混凝土耗費(fèi)水泥量，Q是水泥類型水化熱，C表示比熱，加權(quán)平均直，通常設(shè)定為0.9，R表示混凝土比重， 表示降溫系數(shù)。

　　2.4.2測溫方式

　　選擇類型為WMZK-01測溫設(shè)備，其測溫范圍在-40℃到150℃之間。在每個(gè)測溫位置埋下長度為0.6m的導(dǎo)線，按照每小時(shí)1根的頻率進(jìn)行預(yù)埋，測溫開始之后，將設(shè)備測桿纏在導(dǎo)線之上，就可以對混凝土內(nèi)部實(shí)施測溫，對內(nèi)外的溫度同時(shí)展開測量，10分鐘之后，可以獲得數(shù)據(jù)。注意在混凝土澆筑12小時(shí)之后即開始測溫活動(dòng)，第一周每2小時(shí)測量1次。

　　2.4.3澆筑后溫度應(yīng)力計(jì)算

　　澆筑開始之后，齡期不斷增加，內(nèi)部溫度開始呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，導(dǎo)致其應(yīng)力出現(xiàn)相應(yīng)改變，根據(jù)實(shí)際測量獲得的溫度信息，可以計(jì)算出對應(yīng)齡期的溫度應(yīng)力。

　　2.4.4混凝土養(yǎng)護(hù)

　　主要方式有降溫法和保溫法。前者主要指的是借助一些技術(shù)手段，讓混凝土內(nèi)部的溫度得到一定程度的降低，后者則是使用保溫材料，讓混凝土外部的溫度處于一定水準(zhǔn)，縮減內(nèi)外溫差。在實(shí)際工程使用草袋等物品對混凝土外表實(shí)施包裹，并以澆水的方式讓其處于濕潤的狀態(tài)。實(shí)施維護(hù)，開展早期維護(hù)對混凝土日后使用功能的發(fā)揮十分重要，當(dāng)然也同時(shí)需要注意后期的維護(hù)工作。

　　2.5深入說明

　　2.5.1環(huán)境溫度和混凝土溫度

　　環(huán)境溫度會(huì)對混凝土溫度的造成一定影響，內(nèi)部溫度屬于水化熱的絕熱溫升與其他各種類型溫度的結(jié)合。氣溫高，混凝土溫度自然也高，內(nèi)部溫度自然提升。在此種情況下，如果持續(xù)時(shí)間相對較長，那么就會(huì)在這樣的情況下導(dǎo)致混凝土受損。但是如果環(huán)境溫度處于較低的水平，那么在當(dāng)前的情況下，就需要采取措施使入模溫度以及攪拌溫度得到提升。入模溫度至少為10℃。當(dāng)混凝土遭遇寒流時(shí)，溫差則會(huì)相應(yīng)增大。

　　對上述內(nèi)容進(jìn)行分析可知，大體積防水混凝土盡量不要安排在冬季進(jìn)行施工，如果情況較為特殊，必需在冬季開工，保溫措施一定要符合實(shí)際要求，否則很容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，影響建筑使用質(zhì)量。

　　施工最佳時(shí)間應(yīng)該是春、秋兩季，這時(shí)的溫度適合施工。施工時(shí)間盡量避開夏季，如遇高溫天氣，要采取措施進(jìn)行降溫，否則會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。但是，如果工期恰巧趕在夏季，可以在早上或晚間溫度較低的時(shí)間進(jìn)行澆筑施工。需要注意的是，混凝土的材料、攪拌、運(yùn)輸、澆筑、保養(yǎng)等環(huán)節(jié)都要采取措施進(jìn)行降溫。

　　2.5.2環(huán)境溫度影響混凝土之內(nèi)的溫度極限值出現(xiàn)的時(shí)間

　　水化熱和環(huán)境溫度之間存在一定關(guān)聯(lián)，自然環(huán)境溫度處于較高的狀態(tài)，水化熱產(chǎn)生的熱量就很難釋放出去。經(jīng)過分析可知，自然溫度越高，內(nèi)部的溫度極限值會(huì)越提前。

　　2.5.3振搗技術(shù)的改良

　　在對混凝土實(shí)施振搗之后，并不能讓內(nèi)部完全實(shí)現(xiàn)致密性良好的狀態(tài)，仍然會(huì)存在一些氣泡與細(xì)縫。粗骨料與鋼筋之上仍然殘留水分，對其與混凝土之間的粘結(jié)起到不利干擾，在澆筑完畢之后，應(yīng)該在振動(dòng)界限之前，再次實(shí)施振搗，能夠在一定程度清楚沉陷造成的干擾。將塑性收縮的出現(xiàn)幾率控制在較低水準(zhǔn)，同時(shí)也能降低內(nèi)部孔隙出現(xiàn)的幾率。增強(qiáng)混凝土的致密性，讓其抗?jié)B性能也得到較大的提升。在對上層混凝土實(shí)施正式開始處理之前，應(yīng)該對下部分的混凝土再次振搗，就能在施工完成之后，使兩層混凝土實(shí)現(xiàn)較佳的結(jié)合，確保其質(zhì)地較為均勻，采取這種措施可以使其抗壓強(qiáng)度提升10%。

　　2.5.4大體積獨(dú)立混凝土基礎(chǔ)分析

　　對于體積較大的獨(dú)立混凝土基礎(chǔ)，比如，某電力企業(yè)的高爐基礎(chǔ)要實(shí)現(xiàn)降溫目的，可以預(yù)埋1到2層的管道，注入循環(huán)冷水以達(dá)到冷卻降溫的目的。當(dāng)然，預(yù)埋位置需要結(jié)合施工具體情況，將通水設(shè)備埋在熱量聚集且難以散發(fā)到外部的部位。

　　3結(jié)語

　　大體積防水混凝土澆筑技術(shù)最重要的就是解決裂縫問題。首先從原材料著手，使用相應(yīng)的工藝實(shí)現(xiàn)對裂縫的防治，使用必要的養(yǎng)護(hù)手段，對混凝土實(shí)施保護(hù)，使其性能處于良好的狀態(tài)，也可以使用較為明確的保溫技術(shù)，調(diào)整混凝土內(nèi)外溫差，使其處于合理水平，避免裂縫出現(xiàn)。采取必要的保溫措施，使混凝土內(nèi)外的溫差處于較為合理的水平，如此就能在當(dāng)前的情況下更有效防止裂縫的出現(xiàn)。

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