一、概述

美國混凝土學會的定義:任何現澆混凝土,其尺寸達到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題,即最大限度減少開裂影響的,即稱為大體積混凝土。

日本建筑學會的標準的定義是:結構斷面最小尺寸在80cm以上;水化熱引起混凝土內的最高溫度和外界氣溫之差,預計超過25℃的混凝土,稱為大體積混凝土。

我國有的規范認為:當基礎邊長大于20米,厚度大于1米,體積大于400立方米時稱為大體積混凝土。

大體積混凝土結構的截面尺寸較大,裂縫一般在混凝土澆注短期內形成,此時設計荷載尚未作用于結構上,因此由外荷載引起裂縫的可能性很小。但由于水泥的水化作用是放熱反應,大體積混凝土自身又具有一定的保溫性能,因此其內部溫升幅度較其表層的溫升幅度要大得多,而在混凝土升溫峰值過后的降溫過程中,內部降溫速度又比其表層慢得多,在這些過程中,混凝土各部分的溫度變形及由于其相互約束及外界約束的作用而在混凝土內產生的溫度應力,是相當復雜的。一旦溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時,混凝土就會出現裂縫。

本文著重介紹大體積混凝土施工裂縫控制。

二、裂縫產生的原因

大體積混凝土結構裂縫的發生是由多種因素引起的。各類裂縫產生的主要影響因素如下:

1、水泥水化熱的影響

水泥水化過程中要產生一定的熱量,是大體積混凝土內部熱量的主要來源。由于大體積混凝土截面厚度大,水化熱聚集不易散失,引起急劇升溫。由于混凝土導熱性能較差,澆注初期混凝土的彈性模量和強度都很低,對水化熱急劇升溫引起變形約束不大,溫度應力也就較小。隨著混凝土齡期增長,彈性模量和強度相應提高,對混凝土降溫收縮變形的約束愈來愈強,即產生溫度應力,當混凝土的抗拉強度不足以抵抗該溫度應力時,便開始產生溫度裂縫。

2、混凝土收縮的影響

混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發變形,受到外部約束時,將在混凝土中產生拉應力,使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化,后期主要是混凝土內部自由水分蒸發而引起的干縮變形。

3、外界氣溫濕度變化的影響

大體積混凝土結構在施工期間,外界氣溫的變化對預防大體積混凝土裂縫的產生起著很大的影響。混凝土內部溫度是由澆筑溫度、水化熱的絕熱溫升和結構散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系,外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也就會愈高;如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快,會造成很大的溫度應力,極其容易引發混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響,外界的濕度降低會加速混凝土的干縮,也會導致混凝土裂縫的產生。

4、其他因素的影響

建筑物基礎的不均勻沉降也會產生裂縫,這種裂縫會隨著基礎沉降而不斷的增大,待地基下沉穩定后,將不會變化。混凝土配合比不良會造成混凝土塑性沉降裂縫,一般是混凝土配合比中,粗骨料級配不連續、數量不夠,砂率及水灰比不當所造成的裂縫。水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學反應也會產生裂縫。

三、防止產生裂縫的措施

大體積混凝土的裂縫破壞了結構的整體性、耐久性、防水性、危害嚴重,必須加以控制,大體積開裂主要是水化熱使混凝土溫度升高引起的,所以采用適當措施控制混凝土溫度升高和溫度變化速度,在一定范圍內,就可避免出現裂縫。這些措施包含了混凝土施工的全過程,包括選擇混凝土組成材料、施工安排、澆筑前后降低混凝土的措施和養護保溫等。

1、優選混凝土各種原材料

1.1、水泥的選擇

大體積混凝土產生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥或硫酸鹽水泥,并盡量降低混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的溫升,提高混凝土硬化后的體積穩定性。

1.2、骨料的選擇

在選擇粗骨料時,可根據施工條件,盡量選用粒徑較大、質量優良、級配良好的石子。既可以減少用水量,也可以相應減少水泥用量,還可以減小混凝土的收縮和泌水現象。

在選擇細骨料時,采用平均粒徑較大的中粗砂,從而降低混凝土的干縮,減少水化熱量,對混凝土的裂縫控制有重要作用。

1.3、摻加外加劑

摻加適量的減水劑,它可有效地增加混凝土的流動性,且能提高水泥水化率,增強混凝土的強度,從而可降低水化熱,同時可明顯延緩水化熱釋放速度。

2、混凝土澆筑過程控制措施

2.1、控制混凝土入模溫度

入模溫度的高低,與出機溫度密切相關,另外還與運輸工具、運距、轉運次數、施工氣候等有關。

在溫度較高的情況下進行施工,可以在施工現場對堆在露天的砂石用布覆蓋,以減少陽光對其的輻射,同時對澆筑前的砂石用冷水降溫。在攪拌過程中向混凝土中添加涼水。

如果是在冬季進行施工,因為要防止早期混凝土被凍問題。在澆筑混凝土以前還應該對基礎及新混凝土接觸的冷壁用蒸汽預熱,對原材料應視氣溫高低進行加熱。

?2.2、嚴格控制混凝土的澆筑速度,一次澆注的混凝土不可過高、過厚,以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實,嚴格控制振搗時間,移動距離和插入深度,嚴防漏振。

2.3、砼溫度控制、監測與養護

1)、溫度控制、監測

為降低大體積混凝土的水化熱,在混凝土的內部通入冷卻循環水,采用循環法保溫養護,以便加快混凝土內部的熱量散發。

為能夠較準確地測量出砼內部溫度,在砼中預埋測溫管,用水銀溫度計測溫。上下層溫差控制在15~20℃之內。根據各測點的溫度,可及時繪制出混凝土內部溫度變化曲線,對照混凝土理論計算值,分析存在的問題,及時采取相應的技術措施。

3)、砼養護

砼養護是大體積砼施工中一項十分關鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度,以便控制混凝土的內外溫差,促進砼強度的正常發展及防止裂縫的產生和發展。

從砼澆筑完成到終凝這段時間的養護對砼而言十分重要。混凝土澆筑完畢后,在其頂面及時加以覆蓋,要求覆蓋嚴密,并經常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用有二:一是蓄水保溫,防止表面水分蒸發和抵抗受太陽輻射與刮風時溫度驟變,二是保持內外溫差的穩定。

2.4、健全施工組織管理:

在制訂技術措施和質量控制措施的同時,還需落實組織指揮系統,逐級進行技術交底,做到層層落實,確保順利實施。

四、結束語

實踐證明,改善施工工藝,提高施工質量,做好溫度監測工作及加強養護等方面采取有效施工技術措施,堅持嚴謹的施工組織管理,完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發生。

篇2:某鋼筋混凝土核芯筒裂縫控制措施

鋼筋混凝土核芯筒裂縫控制措施

核芯筒鋼筋混凝土有害裂縫可能產生的原因是多方面的。其控制的方法與我方在基礎工程裂縫控制中所采取的控制方法一樣,即采用綜合控制的方法來處理。主要分為材料控制、施工控制、結構構造控制、外部環境控制四個方面。

1材料控制

1.1原材料選用

為了控制或減少混凝土結構的有害裂縫,應妥善選定組成材料和配合比,以

使所配制的混凝土除符合設計和施工所要求的性能外,還具有抵抗開裂所需要的功能。

1)水泥:采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥;對大體積混凝土,采用中低熱硅酸鹽水泥。所用水泥的鋁酸三鈣(C3A)的含量小于8%。水泥質量符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175、《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》GB1344的規定。

2)骨料:選用潔凈、級配良好的中砂和級配良好、空隙率較小的粗骨料。骨料質量分別符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》JGJ52、《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》JGJ53的規定。同時要加強對骨料中的含泥量、泥塊含量和其他有害物質檢查。

3)礦物摻合料:為改善混凝土性能適量摻入礦物摻合料,所用摻合料分別符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596、《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》GB/T18046的規定。

4)外加劑:所用外加劑符合《混凝土外加劑》GB7086、《混凝土泵送劑》JC473的規定,并按《混凝土外加劑應用技術規程》GB50119的規定進行施工;選用外加劑時,必須根據工程具體情況做好水泥適應性及實際效果試驗。

5)水:符合《混凝土拌合用水標準》JGJ63規定。當使用混凝土攪拌站中的回收水時,應經過沉淀,去除砂石、泥漿,澄清后的水方可使用,并注意回收水中所含外加劑和其他有害物質對混凝土質量的影響。

6)鋼筋:所用鋼筋應分別符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499、《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB13778、《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》GB13014、《冷軋帶肋鋼筋》GB13778的規定。

1.2配合比設計

1)混凝土配合比按《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55的規定外,根據要求的強度等級、抗滲等級、耐久性及工作性等要求進行配合比設計,同時要考慮以下參數。

2)干縮率:混凝土90天的干縮率宜小于0.05%。

3)坍落度:在滿足施工要求的條件下,盡量采用較小的混凝土坍落度;采用泵送混凝土時,建筑物底部的混凝土坍落度宜控制在150±30mm,建筑物上部的混凝土坍落度宜控制在180±30mm。

4)擴展度:鋼管中的自流平混凝土的擴展度宜控制在550±75mm。

5)用水量:不宜大于180kg/m3。

6)水泥用量:根據不同設計強度等級,確定不同的水泥用量。高強混凝土不宜大于550kg/m3(含替代水泥的礦物摻合料)。

7)水膠比:應盡量采用較小的水膠比。混凝土水膠比不宜大于0.55。

8)砂率:在滿足混凝土工作性的前提下,應采用較小砂率。

9)泌水量:宜小于0.3ml/m3。

10)宜采用萘系、聚羧酸外加劑。

11)在箱基工程中建議采用混凝土的后期強度,降低混凝土的水泥用量以控制箱基的開裂。

2施工控制

鋼筋混凝土工程有害裂縫的產生,與施工技術措施是否合理有相當影響因素。在各道工序各個環節配置相應技能的熟練人員,按施工組織設計技術方案進行施工。

2.1模板的安裝和拆除

1)模板及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性,能可靠地承受澆注混凝土的自重、側壓力、施工過程中產生的荷載,以及上層結構施工時產生的荷載。

2)安裝的模板必須構造緊密、不漏漿、不滲水,并能保證構件形狀正確規整。

3)安裝模板時,為確保鋼筋保護層厚度,應準確配置混凝土墊塊或鋼筋定位器等。

4)拆除模板前,應對混凝土進行充分的澆水養護,拆除模板后,應馬上涂刷養護液。

5)底模及其支架拆除時的混凝土強度應符合設計的要求。

6)已拆除模板及其支架的結構,在混凝土強度達到設計要求的強度后,方可承受全部使用荷載;當施工荷載所產生的效應比使用荷載的效應更為不利時,必須經過核算并加設臨時支撐。

2.2混凝土的制備和運輸

1)采用預拌混凝土。其質量符合《預拌混凝土》GB/T14902的規定。

2)對品質、種類相同的混凝土,原則上要在同一預拌混凝土廠訂貨,如在兩家或兩家以上的廠家訂貨時,應保證各預拌混凝土廠所用主要材料及配合比相同,制備工藝條件基本相同。

3)混凝土運輸時,應能保持混凝土拌合物的均勻性,不應產生分層離析現象,運送容器應不漏漿,內壁光滑平整,并宜快速運輸。運送頻率,應保證混凝土施工的連續性。

4)運輸車在裝料前應將車內殘余混凝土及積水排盡。當需在卸料前補摻外加劑調整混凝土拌合物的工作性時,外加劑摻入后運輸車應進行快速攪拌。攪拌時間應由試驗確定。

5)運至澆注地點混凝土的坍落度和擴展度應符合要求。

6)由攪拌、運輸到澆搗入模,當氣溫不高于25℃,持續時間不宜大于90min,當氣溫高于25℃,持續時間不宜大于60min。當在混凝土中摻加外加劑時,持續時間據試驗另行確定。

2.3混凝土的澆搗

1)搗前檢查模板及其支架、鋼筋及其保護層厚度、預埋件等的位置、尺寸,確認正確無誤后,方可進行澆搗。

2)混凝土的一次澆搗量要適應各環節的施工能力,以保證混凝土的連續澆搗。

3)對現場澆搗的混凝土要進行監控,運至現場的混凝土坍落度不能滿足施工要求時,采用經試驗確認的可靠方法調整坍落度,嚴禁隨意加水。

4)澆搗剪力墻時,一次澆搗高度以混凝土不離析為準,一般每層不超過500mm,搗平后再澆搗上層,澆搗時要注意振搗到位,使混凝土填充至每個角落。

5)要注意混凝土澆搗的程序。澆搗時要防止鋼筋、模板、定位鋼筋等的移動和變形。

6)混凝土采用快插慢拔,梅花狀布點的方法震搗。每點震搗的時間在10~15秒。振搗要密實,不得漏振,也不得過振,更不得用振搗器拖趕混凝土。

7)分層澆搗混凝土時,注意使上下層混凝土一體化。應在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆搗完成。在澆搗上層混凝土時,須將振搗器插入下層混凝土50mm左右以便

形成整體。

8)由于混凝土的泌水、骨料下沉,易產生塑性收縮裂縫,此時應對混凝土表面進行壓實抹光;在澆搗混凝土時,如高溫、太陽暴曬、大風天氣,澆搗后立即用塑料膜覆蓋,避免發生混凝土表面硬結。

9)對大體積混凝土,控制澆搗后的混凝土內外溫差、混凝土表面與環境溫差不超過25℃。

10)板類(含底板)混凝土面層澆搗完畢后,在初凝后終凝前進行二次抹壓。

11)按設計要求合理設置后澆帶,后澆帶混凝土的澆搗時間應符合設計要求。

12)施工縫處澆搗混凝土前,將接茬處剔鑿干凈,澆水濕潤,并在接茬處鋪水泥砂漿或涂混凝土界面劑,保證施工縫處結合良好。

2.4混凝土的養護

1)養護是防止混凝土產生裂縫的重要措施,必須充分重視,并制定養護方案,派專人負責養護工作。

2)混凝土澆搗完畢,在混凝土凝結后即須進行妥善的保溫、保濕養護,盡量避免急劇干燥、溫度急劇變化、振動以及外力的擾動。

3)澆搗后采用覆蓋、灑水、噴霧或用薄膜保濕等養護措施;保溫、保濕養護時間,對硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土,不少于7天;對摻用緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土,不少于14天。

4)底板和樓面等水平結構:混凝土澆搗收漿和抹壓后,用塑料薄膜覆蓋,防止表面水分蒸發,混凝土硬化至可上人時,揭去塑料薄膜,鋪上麻袋或草簾,用水澆透或蓄水養護。

5)在本核芯筒剪力墻等豎向結構中:混凝土澆搗完畢,達到一定強度(1~2天)后,必要時及時松動兩側模板,離縫約3~5mm,在墻體頂部架設淋水管,噴淋養護。拆模后,在墻兩側涂刷養護液,沿外墻周邊包裹聚乙烯彩條布等覆蓋物,避免陽光直照墻面,并連續噴水養護。

3結構構造控制

結構上的構造措施是控制混凝土有害裂縫產生的最有效措施。

在本工程核芯筒施工中,建議采取以下幾條措施對有害裂縫進行控制:

3.1在-18.00標高墊層處附加一層柔性隔離層

由于箱基底板直接支承于-18.00標高的中風化巖上,巖層對2m厚的箱基底板大體積砼有很強的約束力。在大體積混凝土冷卻收縮,徐變過程中,產生強大的摩阻力將導致底板開裂。

為此在墊層和基礎底板之間附加一層柔性隔離層,可以大大減少其約束力。從而減少有害裂縫產生的機率。柔性隔離層可以采用二氈三油或三元一丙,也可以采取瀝青砂的方法。

3.2在核芯筒外壁剪力墻中增加抗裂鋼筋網片,洞口處增加放射抗裂鋼筋

在結構設計時,設計師所關心的是豎向的結構受力鋼筋,對于環向鋼筋,大都僅作構造配筋處理。根據以往的施工實踐中發現環狀結構的有害裂縫主要是豎向裂縫。而混凝土的環向收縮是導致豎向裂縫發生的主要原因,為此在本工程橢圓形結構施工事中在筒體外壁鋼筋保護層內,布置Φ6mm的弧狀鋼筋網片;在洞口處增加抗裂放射細鋼筋的方法,來預控制高聳核芯筒結構豎向有害裂縫的產生。

篇3:鋼筋混凝土現澆樓板裂縫防治技術措施(2)

鋼筋混凝土現澆樓板裂縫防治的技術措施(二)

a、現澆板的混凝土應采用中粗砂。

b、混凝土應采用減水率高、分散性能好、對混凝土收縮影響小的外加劑,其減水率不應低于8%。

c、預拌混凝土的含砂率應控制在40%以內,每立方米粗骨料的用量不少于1000