大體積防水混凝土施工技術方法
當前，建筑行業不斷向前發展，施工技術也隨之出現巨大進步，大體積防水混凝土澆筑技術在施工當中的應用逐漸加深。下面小編為大家提供大體積防水混凝土施工技術方法，歡迎大家閱讀瀏覽。
1大體積防水混凝土澆筑技術應用存在的問題(混凝土無外力條件下裂縫產生的原因)
1.1內外溫差過大導致裂縫
這種形式的裂縫一般情況下會在澆筑的第三天出現，混凝土內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，水泥與水之間就會發生一定程度的反應并在短時間內放出大量熱量，導致內部的出現水化熱凝聚的現象。由于混凝土體積較大，致使內部的水化熱無法及時釋放。混凝土外部也存在水化熱的現象，因直接暴露在空氣之中，能在較短的時間內釋放完畢，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部與外部之間的溫差較大。當溫差達到一定程度，混凝土內部體積高溫膨脹，表層混凝土降溫收縮，造成內應力增大，當混凝土外部所受拉應力不斷增大，超過混凝土自身的抗拉限度時，混凝土就會在內應力的拉扯下出現裂縫。如果大氣溫度降低明顯，混凝土表層受冷收縮，導致混凝土收縮能力增大，拉應力也會在此時出現，導致裂縫。
1.2降溫與干燥收縮導致裂縫
混凝土的成型需要在散熱與硬化實現之后，其中混凝土會存在收縮的可能。散熱時，內部溫度升高達到極限值之后，水泥就會開始水化，很多水在這個過程被消耗，溫度開始呈現一定程度的降低，混凝土整體體積縮減;澆筑過程主要以泵送的形式開展，發揮作用的時候攜帶水分，這些水分可以運動，硬化開始時，這些處于運動狀態的水分會逐漸蒸發，逐漸形成水分缺失的狀況，出現干燥收縮。這兩種形式的收縮作用結合在一起，在表層產生拉應力，使原本與處于較為穩固狀態的混凝土在應力作用下出現裂縫。這種現象出現的開始，通常拉扯的力量集中在一個點上，隨著時間的推移，拉扯的力量開始逐步增強，裂縫逐漸擴大。
1.3混凝土組成材料性能差導致的裂縫
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不到標準而導致的裂縫。混凝土的組成材料通常由粗骨料、細骨料、水泥、水、外參劑等組成。其中水泥的穩定性和堿骨料反應對混凝土的穩定性危害很大，會造成混凝土開裂甚至造成混凝土構件的破壞。該類裂縫從原材料質量要求上可以控制和避免。
2施工實例分析
2.1工程概況
某個項目的選礦廠篩分間、循環水泵站以及污水處理泵站等工程，基礎埋深通常被控制在6到8m，類型是鋼筋混凝土、片筏式等類型，混凝土強度等級選用C25或者C30，抗滲等級則為S6或者S8，基礎混凝土長度大致在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生，將出現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號水泥。選擇此類型水泥主要理由是，在設計的時候，抗滲等級為S8，一般情況下，如果設計中存在明顯的抗滲要求，則混凝土應該優先使用一般水泥。事先查閱施工計劃，在混凝土施工時如果在冬季，氣溫過低，盡量選擇抗凍性較強的水泥。加入減水劑，對混凝土的和易性、密實性進行調整，也能夠在一定程度上削弱水化熱散發速度。查詢相關資料可知，加入減水劑可以減少10%的水泥使用量。這比礦渣水泥的節約功能更強。因此，在強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，就可以改善這個缺點。
2.2.2適當確定砂石級配，合理控制其含泥量
從控制其水化熱來看，應選擇粒徑相對較小的石子。這種選擇可節約用水，在一定程度上減少水泥的使用量，使水化熱現象得到控制，還能實現對凝結收縮及泌水干縮等情況。但是，當其中的粗骨料外形超過一定限度，就會造成拌合離析的情況發生。并且泵送混凝土也會對石子的極限粒徑產生一定的影響。因此，在選擇石子的時候，應該根據施工的實際要求，對其粒徑進行合理地確定。對上述因素進行考慮，隨后進行骨料適配，石子級配被確定為5～20mm、5～40mm兩種。砂類型應該為中砂，因為粗砂難以保留水分，細砂容易出現干縮，使用時容易出現細微的裂痕。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，應盡量在一定程度上提高砂的比率含量。砂石會含有的塵土、泥土以及黏土，都會與砂石產生較為明顯的粘結，這種情況會加劇收縮現象，也會使混凝土的抗拉強度以及抗凍性受到削弱，在抗裂過程中產生負面影響。因此，應盡量清除砂石中的泥土。工程中的含泥量被調整到1%～2%之間，最后通過計算和試配對混凝土配合比，其中的一部指標如下表所示。
表1 混凝土配合比參數
強度 抗滲 水泥標號 材料配比(kg·m-3) 粉煤灰 砂率 水灰比
等級 等級 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，增強振搗
大體積防水混凝土澆筑技術在實際應用中，應該遵循總體、不間斷的原則。然后參照相關的初凝時間、澆筑速率，對配制泵、澆筑數量、澆筑方式進行選擇。在這種情況下，通常可以應用三種方式，具體如下：(1)參照分段方式，根據混凝土厚度和水化熱釋放的計算來決定分層的方式對混凝土進行劃分，按照從下往上的方向，沿著斜坡的方向逐漸向后推進。(2)應該按照逐層的方式予以振實，確保每段混凝土在初凝的之前，彼此結合狀態良好，避免施工縫的存在。(3)混凝土當中加入減水劑，適當放緩澆筑的速率。由于一般水泥水化熱速度較快，讓混凝土在各個時期都能釋放熱量，從而在一定程度上讓混凝土內極限溫度下降到新的水平，防范溫度裂縫的產生。
使用插入式振動器，按照相關標準對振搗時間實施嚴格管控，盡量保證插入位置處于規則狀態，防止漏振的情況發生，確保每次移動的長度在振動半徑的1.5倍以下。在對混凝土的上層實施振搗的過程中，使振搗進入下層混凝土超過5cm，避免出現兩層間接縫。并且要在混凝土天然斜坡的開端與尾端實施嚴格的搗振。讓上下層的混凝土都處于較為密實的狀態。注意在振動界限前，實施重復振搗，提升混凝土束縛力，讓其具備較強的抗裂能力。
混凝土振搗完畢之后，要使用木杠對混凝土外表進行拍打，使其處于較為平整的狀態，使用木抹子處理粗糙部分，當整體實現收水之后，重復進行處理，使外表形成毛面，防止初期裂縫出現。
2.4混凝土保養
2.4.1溫度測算
對混凝土的核心溫度進行測算，以此測算出混凝土最后的絕熱溫升，計算公式如下：
對上式進行分析，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水泥量，Q是水泥類型水化熱，C表示比熱，加權平均直，通常設定為0.9，R表示混凝土比重， 表示降溫系數。
2.4.2測溫方式
選擇類型為WMZK-01測溫設備，其測溫范圍在-40℃到150℃之間。在每個測溫位置埋下長度為0.6m的導線，按照每小時1根的頻率進行預埋，測溫開始之后，將設備測桿纏在導線之上，就可以對混凝土內部實施測溫，對內外的溫度同時展開測量，10分鐘之后，可以獲得數據。注意在混凝土澆筑12小時之后即開始測溫活動，第一周每2小時測量1次。
2.4.3澆筑后溫度應力計算
澆筑開始之后，齡期不斷增加，內部溫度開始呈現出逐漸下降的趨勢，導致其應力出現相應改變，根據實際測量獲得的溫度信息，可以計算出對應齡期的溫度應力。
2.4.4混凝土養護
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手段，讓混凝土內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，縮減內外溫差。在實際工程使用草袋等物品對混凝土外表實施包裹，并以澆水的方式讓其處于濕潤的狀態。實施維護，開展早期維護對混凝土日后使用功能的發揮十分重要，當然也同時需要注意后期的維護工作。
2.5深入說明
2.5.1環境溫度和混凝土溫度
環境溫度會對混凝土溫度的造成一定影響，內部溫度屬于水化熱的絕熱溫升與其他各種類型溫度的結合。氣溫高，混凝土溫度自然也高，內部溫度自然提升。在此種情況下，如果持續時間相對較長，那么就會在這樣的情況下導致混凝土受損。但是如果環境溫度處于較低的水平，那么在當前的情況下，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℃。當混凝土遭遇寒流時，溫差則會相應增大。
對上述內容進行分析可知，大體積防水混凝土盡量不要安排在冬季進行施工，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際要求，否則很容易導致混凝土出現裂縫，影響建筑使用質量。
施工最佳時間應該是春、秋兩季，這時的溫度適合施工。施工時間盡量避開夏季，如遇高溫天氣，要采取措施進行降溫，否則會導致混凝土出現裂縫。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間進行澆筑施工。需要注意的是，混凝土的材料、攪拌、運輸、澆筑、保養等環節都要采取措施進行降溫。
2.5.2環境溫度影響混凝土之內的溫度極限值出現的時間
水化熱和環境溫度之間存在一定關聯，自然環境溫度處于較高的狀態，水化熱產生的熱量就很難釋放出去。經過分析可知，自然溫度越高，內部的溫度極限值會越提前。
2.5.3振搗技術的改良
在對混凝土實施振搗之后，并不能讓內部完全實現致密性良好的狀態，仍然會存在一些氣泡與細縫。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起到不利干擾，在澆筑完畢之后，應該在振動界限之前，再次實施振搗，能夠在一定程度清楚沉陷造成的干擾。將塑性收縮的出現幾率控制在較低水準，同時也能降低內部孔隙出現的幾率。增強混凝土的致密性，讓其抗滲性能也得到較大的提升。在對上層混凝土實施正式開始處理之前，應該對下部分的混凝土再次振搗，就能在施工完成之后，使兩層混凝土實現較佳的結合，確保其質地較為均勻，采取這種措施可以使其抗壓強度提升10%。
2.5.4大體積獨立混凝土基礎分析
對于體積較大的獨立混凝土基礎，比如，某電力企業的高爐基礎要實現降溫目的，可以預埋1到2層的管道，注入循環冷水以達到冷卻降溫的目的。當然，預埋位置需要結合施工具體情況，將通水設備埋在熱量聚集且難以散發到外部的部位。
3結語
大體積防水混凝土澆筑技術最重要的就是解決裂縫問題。首先從原材料著手，使用相應的工藝實現對裂縫的防治，使用必要的養護手段，對混凝土實施保護，使其性能處于良好的狀態，也可以使用較為明確的保溫技術，調整混凝土內外溫差，使其處于合理水平，避免裂縫出現。采取必要的保溫措施，使混凝土內外的溫差處于較為合理的水平，如此就能在當前的情況下更有效防止裂縫的出現。
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