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        大體積混凝土裂縫的施工控制技術(shù)應用

        2011-12-20 03:49:24陳志勇
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:大體積混凝土施工技術(shù)

        陳志勇

        【摘要】:混凝土構(gòu)造的截面尺寸達1m以上,就可以認為構(gòu)造是大體積混凝土。大體積混凝土的構(gòu)造在凝聚硬化時出于水泥水化熱及體積收縮等緣故,都可能引起混凝土出現(xiàn)裂縫。

        【關(guān)鍵詞】:大體積混凝土;縫隙控制;施工技術(shù)

        1、混凝土產(chǎn)生裂縫的原因分析

        大體積混凝土在硬化期間,原于結(jié)構(gòu)斷面大、水泥用量多、水泥水化時緩解的水化熱在混凝土內(nèi)部和表面產(chǎn)生較大的溫差,從而變?yōu)檩^復雜的膨脹或收縮應力,導致混凝土產(chǎn)生裂縫。另外,當混凝土中多余水分蒸發(fā)時,會引起混凝土體積的收縮(干縮),這種收縮也會使混凝土產(chǎn)生裂縫。

        1. 1、溫度裂縫:

        混凝土澆注后,水泥水化熱較大,使混凝土溫度上升。當聚集在混凝土內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)時,混凝土內(nèi)部溫度明顯升高。而混凝土表面通常散熱較快,形成內(nèi)外溫差,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力,表面產(chǎn)生拉應力,當拉應力超過混凝土抗拉強度時,混凝土就會產(chǎn)生裂縫。

        1. 2、干縮裂縫:

        混凝土坍落度較大,含水量較大,混凝土中約20%的水分是水泥水化所必要的,尚有剩余的游離水分要蒸發(fā),在混凝土中的多余水分蒸發(fā)時,就會引發(fā)體積干縮,因為遭受到地基或邊界條件的束縛,這種收縮轉(zhuǎn)換會在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的收縮應力,當拉應力超出混凝土抗拉強度時,混凝土就會產(chǎn)生裂縫。

        由于混凝土因溫差和干縮會產(chǎn)生表面裂縫和深層裂縫甚至貫穿裂縫,給工程帶來極大危害,直接影響結(jié)構(gòu)的安全性能和抗?jié)B性能,因此在施工中采取可靠、有效的預防控制措施是極為關(guān)鍵的。

        2、控制溫度和收縮裂縫的技術(shù)措施

        預防溫度收縮裂縫的核心在于掌控混凝土溫升,保證延長混凝土降溫速度,增強養(yǎng)護,降低混凝土收縮,改善混凝土極限延伸植。應在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中進行溫度監(jiān)控。

        2. 1、控制混凝土溫升

        運用水泥品種應是低水化熱水泥,如礦渣硅酸鹽水泥。外加劑摻合料:可選用復合型外加劑及粉煤灰,以降低水泥的用量,改進混凝土和易性及可靠性,延伸遲緩時間。

        骨料選擇:規(guī)范自然連續(xù)級配粗骨料配制混凝土,可選用5mm~40mm的碎石,降低混凝土的收縮,含泥量<1%,骨料中針片狀顆粒含量<10%。細骨料的選用中粗砂,含泥量<2%,這樣就可降低用水量。

        控制混凝土入模溫度,主要降低水泥、骨料和水等原材料的溫度,從而控制拌合物澆筑溫度≯25℃。

        自然分層,連續(xù)澆筑。

        2. 2、延緩混凝土降溫速度

        大體積混凝土澆筑后,為了盡量降低升溫階段內(nèi)外溫差,預防出現(xiàn)裂縫,故此應給予合適的保溫和保濕養(yǎng)護。在潮濕條件下也可避免混凝土表面因水分分散而產(chǎn)生的干縮裂縫,使水泥順利進行水化,改善混凝土極限抗拉強度。對混凝土開展保溫、保濕養(yǎng)護,可使混凝土水化熱降溫速度延長,降低混凝土的內(nèi)外溫差,預防產(chǎn)生較大的溫差裂縫。

        2. 3、減少混凝土體積收縮,提高混凝土的極限拉伸強度。

        (1)混凝土配合比:采用泵送混凝土,砂率≯0.45,在滿足可泵送性的前提下,應盡量降低砂率。粗骨料中針片狀顆粒含量≯10%,中砂通過0. 315mm篩孔的砂≮15%。泵送混凝土宜摻適量粉煤灰,坍落度在滿足泵送的條件下盡量選小值,以減少收縮變形。

        (2)混凝土施工:選用自然分層的持續(xù)澆筑不出冷縫。對混凝土表面均撒5mm~25mm的碎石,實行二次抹面,終凝前人工實行二次抹壓收面,以降低混凝土表面的收縮裂縫。

        2. 4、施工監(jiān)控工作。

        為了掌控大體積混凝土水化熱早就不同深度處溫度場的變化規(guī)律,在大體積混凝土中布設(shè)測溫點,及時檢測混凝土內(nèi)部的溫度變換情況,以便隨時采取有效方法,掌控溫差,進而保證混凝土施工質(zhì)量。

        3、工程實踐

        我單位承建的南通百安宜家大廈工程,基礎(chǔ)底板厚1. 4m,屬大體積混凝土。此基礎(chǔ)底板長147. 6m,寬56. 8m,在中間位置擬定橫向兩道、縱向一道寬各1m的后澆帶,混凝土等級C40,抗?jié)B等級P6,混凝土澆筑量11800m3,選用預拌泵送的混凝土施工方案。

        此工程在施工中采取了多項措施,基礎(chǔ)底板施工結(jié)束后,沒有出現(xiàn)裂縫情況,保證了基礎(chǔ)工程的安全性能和抗?jié)B性能。

        3.1、根據(jù)本工程基礎(chǔ)混凝土的特點,對混凝土的配置采取了如下的措施:

        (1)采用低水化熱的42. 5級的礦渣硅酸鹽水泥,每立方米混凝土中水泥用量≯380kg。

        (2)細骨料使用中砂,要求通過0. 315mm篩孔的砂≮15%,含泥量<2%。

        (3)粗骨料采用級配良好的5mm~30mm的碎石,要求石子中針片狀顆粒含量≯15%,并控制粗骨料中的含泥量小于1%。

        (4)泵送混凝土砂率為40%,水膠比為0. 36。

        (5)在拌制混凝土時,摻入Ⅱ級粉煤灰,減少相應含量的水泥。取代水泥百分率為10%,以延緩水化反應,降低水化熱。

        3. 2、混凝土配合比:

        混凝土配合比

        3. 3、底板混凝土施工方法

        本工程采用現(xiàn)場攪拌混凝土,泵送入模,三班作業(yè),連續(xù)施工,不留施工縫?;炷帘霉懿荚O(shè)在基礎(chǔ)長度方向的中間,由左向右進行澆筑,澆筑寬度不大于5M,邊澆筑邊后退。

        3. 4、混凝土的振搗

        混凝土振搗時設(shè)置了三道振搗,第一道設(shè)立在混凝土的坡角,第二道設(shè)立在混凝土的坡中間,第三道設(shè)立在混凝土的坡頂。每道設(shè)置2臺振搗器,三道振搗相互配合,保證振搗覆蓋整個坡面。運用Φ50振搗棒振搗,振搗棒插入下層混凝土中的深度>50nm,振搗棒移動的間距以400mm左右為宜,振搗棒要快插慢拔,以混凝土面泛漿為宜?;炷帘砻嬉霉胃芄纹?,再撒5mm~25mm碎石,用木抹拍實抹平。

        3. 5、混凝土的養(yǎng)護及測溫

        混凝土的養(yǎng)護

        混凝土澆注后的1小時內(nèi),表面立刻掩蓋一層塑料薄膜,再覆蓋三層棉氈和一層塑料膜,這樣不僅能有效的保溫,也能確?;炷帘砻娴臐穸?。遵循澆筑混凝土時實測的混凝土表面溫度和內(nèi)部中心溫度,及時校正掩蓋保溫材料的層數(shù)。養(yǎng)護時間不低于14天。

        混凝土測溫

        混凝土測溫點按澆筑的先后順序在不同的區(qū)域和結(jié)構(gòu)布置具有代表性的測溫點,可較早的掌握該工程基礎(chǔ)混凝土的溫度變化規(guī)律,以便及時采取溫度控制措施。本工程測溫點在距結(jié)構(gòu)外邊緣2m處開始設(shè)置,每5m設(shè)置一個測溫點。

        混凝土測溫管采用φ20的鋼管,其長度等于測溫處基礎(chǔ)混凝土的厚度,其底端封閉并焊接200mm長的鋼筋,在澆筑混凝土前豎向固定在測溫點處,底部(鋼筋端)放置于基礎(chǔ)墊層上,上部外露200mm,用塑料布或紙封閉上口,防止混凝土進入測溫管。測溫時,每個測溫點在豎向測3個厚度處的溫度,即距混凝土表面100mm處、混凝土中心處和距混凝土底面200mm處的溫度。測溫間隔:第1天—3天,為每2小時1次,第4天—7天,為每4小時1次,第8天—第14天,為每8小時1次,按測溫記錄繪制測溫曲線。經(jīng)實測,發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)溫度在第4天達到峰值為45℃,此時混凝土表面溫度為22℃,溫差最大值為23℃,小于25℃。

        3. 6、混凝土質(zhì)量控制

        本工程基本為C40、P6抗?jié)B混凝土,不僅是大體積混凝土,而且有較高的抗?jié)B需求,故此務必要實施以下措施,認真施工,才能確保不漏、不裂和不滲:

        合理地判斷混凝土的原材料和最佳配合比,降低水化熱。

        嚴厲克制混凝土的坍落度在16±2cm之間。

        (3)開盤前,認真檢修施工機械、道路、照明、原材料和人員等,確保混凝土基礎(chǔ)底板一次連續(xù)澆筑完畢,不產(chǎn)生施工冷縫。

        (4)專人擔負測溫和養(yǎng)護,實時保溫和保濕,保證混凝土的膨脹應力能抵收縮應力。

        4、結(jié)束語

        本工程因為在施工中采取了一系列的方法,有效的克制了住大體積基本混凝土裂縫的產(chǎn)生,才確保了工程的質(zhì)量。經(jīng)過長時間的觀察,未發(fā)現(xiàn)裂縫,基礎(chǔ)混凝土不漏、不裂和不滲,獲得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

        經(jīng)過本工程的實踐,對于大體積的混凝土,在施工中,只有多統(tǒng)計、多詮析,制定出全面的施工方案,采取切實有效的方法,并專注實行,大體積混凝土的裂縫是完全可以預防的。

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