大体积混凝土施工质量控制技术研究与实践

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

李南星

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摘要

本文系统地研究了大体积混凝土施工的质量控制技术及其实践。首先,识别了大体积混凝土施工的主要特征,包括其施工规模大、热控难度高等。随后,分析了施工过程中易出现的质量问题,如强度不均、离析和冷接缝的形成、以及裂缝产生的风险。针对这些问题,文章提出了一系列关键的质量控制技术,包括混凝土配合料的精确控制、浇筑工艺的优化以及养护过程的科学管理。最后,结合案例分析了上述技术在实际工程中的应用效果,验证了其有效性,并提出了优化建议。


关键词

大体积混凝土;质量控制;配合料技术;浇筑工艺;养护管理

正文


引言:随着基础设施建设规模的不断扩大,大体积混凝土施工在工程项目中变得越来越常见。然而,大体积混凝土的施工质量直接影响到结构的稳定性和耐久性,成为工程质量控制的重点和难点。诸多质量问题如强度不均、离析和冷接缝的形成以及裂缝的产生,对工程安全构成了挑战。因此,研究并实践有效的质量控制技术,对保证大体积混凝土结构的工程质量具有重要意义。

一、大体积混凝土施工的主要特征

大体积混凝土施工由于其独特的施工技术和应用范围,在现代建筑工程中扮演着重要的角色。首先,它的“大体积”特征主要是指混凝土施工时一次性浇筑的体积超过了常规尺度,常见于大型的基础、墩柱、桥梁、水坝等结构中。这种施工方法可以减少冷缝的产生,提高结构的整体性和耐久性。其次,由于体积大,内部热量的累积与外界环境的温差导致温控问题,这要求在施工过程中必须采取有效的温度控制措施,以避免热裂缝的发生。另外,大体积混凝土施工还需关注混凝土的配比、浇筑和养护过程,这些都直接影响到最终结构的质量。在材料选择上,需要考虑到收缩和膨胀系数,以及混凝土的流动性和稳定性,这些特性都需要通过精确计算和专业设计来保证施工的质量。因此,大体积混凝土的施工不仅要求严格的技术规范和精密的操作流程,还需要综合考虑材料科学与工程管理相结合的复杂性[1]

二、大体积混凝土施工存在的质量问题

(一)混凝土强度不均匀

混凝土强度的不均匀主要是由于原材料的不一致性、配比的不合理、搅拌不充分以及施工过程中浇筑和振捣不均匀所导致的。当混凝土在浇筑后不能均匀固化,就会出现硬化程度不一,这会导致结构承载力的不均匀,从而影响到整个结构的安全性和耐久性。此外,不均匀还会导致后期使用过程中出现变形或者裂缝,因此,确保混凝土浇筑过程的均匀性对于提高结构的整体性能至关重要。

(二)离析层和冷接缝众多

离析层的产生通常与混凝土浇筑时的振捣不当、混凝土的流动性差以及水灰比不合适有关。离析现象会导致混凝土内部形成强度低的层面,影响其整体强度和耐久性。冷接缝则是由于混凝土浇筑间隔时间过长,新老混凝土之间不能有效结合形成的缝隙。这些缝隙不仅削弱了结构的整体性,还会成为水分和有害物质渗透的通道,从而加速结构的损坏。

(三)易产生裂缝

大体积混凝土由于其较大的体积和内部温度梯度,容易产生收缩裂缝和热裂缝。当内部的热量不能有效散发时,就会造成混凝土内部和外部的温度差,进而引发体积收缩不均,产生裂缝。这些裂缝不仅会降低结构的美观,还会减少其防水性能,增加维护成本。因此,控制裂缝的产生是大体积混凝土施工中的一项重要任务,通常需要通过优化配比、控制温度、合理设置伸缩缝等技术手段来实现。

三、大体积混凝土施工质量控制关键技术

(一)混凝土配合料控制技术

混凝土的配合料控制是确保大体积混凝土质量的基础。配合料设计应遵循减水、降温、提效的原则,通过优化水泥种类、砂石质量、添加剂和掺合料等,实现混凝土性能的最佳组合。配合料的控制技术包括低热水泥的应用、工业废弃物如粉煤灰或矿渣的大量使用,以及掺入微细粉料如硅粉来提高混凝土的密实性和耐久性。此外,采用高效减水剂可以减少水泥用量,降低水灰比,同时保证混凝土的工作性能。配合料的设计还应考虑到当地的环境条件,如温度、湿度等,确保混凝土在各种条件下均能表现出良好的工作性和稳定的强度发展。

(二)浇筑工艺质量控制技术

浇筑工艺是保障大体积混凝土结构质量的重要环节。合理的浇筑工艺不仅关系到混凝土结构的整体质量,还直接影响到施工的进度和安全。在浇筑工艺中,需要严格控制混凝土的输送、浇筑速度、浇筑顺序和层次高度,防止离析和保证混凝土密实度。采用温控浇筑法是大体积混凝土施工中的一个重要技术,通过冷却管道循环冷却水或者加入冰片等方法控制混凝土的温升,以防止温度裂缝的产生。同时,实施适时的振捣工艺来消除气泡、提高密实度,避免造成离析或者砼结构的不均匀性,这对于提高大体积混凝土的结构性能至关重要[2]

(三)混凝土养护质量控制技术

混凝土的养护是确保其最终强度和耐久性的重要步骤。对于大体积混凝土而言,养护技术应旨在控制混凝土的早期温度和湿度,防止早期干缩和热裂缝。养护方法包括覆盖保湿、喷水养护、使用养护剂、蒸汽养护等,以确保混凝土在固化过程中保持适当的湿度和温度。在养护过程中,应用温度控制系统监测混凝土内部温度,以及使用测量仪器跟踪强度的发展情况,可以有效地指导养护的实施。特别是在气候条件恶劣的地区,如极端高温或低温环境,养护的方法和措施需要更加精细和有针对性,以确保混凝土成品的质量。养护期间的维护,如防止混凝土受到外力冲击或者化学物质的侵蚀,也是保证结构完整性的一个重要环节。通过以上技术的合理应用和细致操作,大体积混凝土施工质量得到了有效的保证,确保了工程结构的安全和持久性。

四、大体积混凝土施工质量控制实践

工程项目概述:

项目名称:江城大桥桥墩基础工程

项目地点:江城市,连接南北两岸的主要交通要道

工程规模:主桥桥墩基础,混凝土总体积约为3000立方米

质量控制实践:针对江城大桥桥墩基础的特殊要求,我们设计了特殊的低热混凝土配合比。使用低碱性水泥、外加飞灰和矿渣微粉来降低水泥的用量,同时引入大粒径骨料以减少水泥浆体积。配合比在实验室进行了多轮试验,以确保混凝土的早期和后期强度满足设计要求。桥墩基础的浇筑分为多个阶段进行,使用了内置冷却管道的系统进行混凝土温度控制。浇筑时加入了冰水混合物以控制混凝土温度的上升,同时,每个浇筑层都有严格的时间控制和同步振捣,以保证混凝土的均匀性和密实度。养护阶段,实施了主动和被动养护相结合的策略。早期养护采用了湿润麻袋和塑料薄膜覆盖,保持了混凝土表面的湿润状态。同时,利用内置的冷却管道系统监控混凝土内部温度,通过循环冷却水调整养护温度,有效防止了裂缝的产生。在整个施工过程中,实施了全面的质量监控计划。使用混凝土强度和温度监测仪器,实时跟踪混凝土的性能。通过取芯试验、超声波检测等方法,评估混凝土的均匀性和强度发展情况。所有数据均被记录和分析,以供进一步的工程评估和质量控制使用[3]

在研究和实践大体积混凝土施工质量控制技术的过程中,我们不仅需要深入理解混凝土的物理化学性质和施工过程的复杂性,还必须将理论与实际应用紧密结合。江城大桥桥墩基础工程的成功案例表明,通过科学的管理和技术创新,大体积混凝土施工的质量完全可以得到保障,进而为高性能基础设施的建设提供坚实的基础。未来,随着技术的进步和经验的积累,这一领域还有巨大的发展潜力和提升空间。

参考文献

[1]杨仁华,王彩玲.控制大体积混凝土在高层建筑超厚底板中的施工质量[J].科技与企业,2012.

[2]黄欢.冬季施工背景下大体积混凝土"跳仓法"施工及质量控制策略研究[J].散装水泥,2023.

[3]常胜伟.大体积混凝土施工技术在房建工程中的实践探讨[J].建材与装饰,2023.


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