大體積混凝土施工工藝裂縫控制
隨著建筑施工技術飛速發展,現代建筑中經常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩等,其主要特點是體積大,表面小,水泥水化熱釋放較集中,內部溫升較快。當混凝土內外溫差較大時,會產生溫度裂縫,影響結構安全和正常使用,所以必須從根本上加以分析,來保證施工的質量。
大體積混凝土內出現的裂縫按深度的不同,分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫3種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發展為深層裂縫,最終形成貫穿裂縫。它切斷了結構的斷面,可能破壞結構的整體性和穩定性,其危害性較嚴重。而深層裂縫部分地切斷了結構斷面,也有一定危害性。表面裂縫一般危害性較小,但也影響外觀質量。出現裂縫并不是絕對地影響結構安全,它有一個最大允許值。處于室內正常環境的一般構件最大裂縫寬度≤0.3毫米;處于露天或室內高濕度環境的構件最大裂縫寬度≤0.2毫米。對于地下或半地下結構,混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當裂縫寬度在0.1~0.2毫米時,雖然早期有輕微滲水,但經過一段時間后,裂縫可以自愈。如超過0.2~0.3毫米,則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以,在地下工程中應盡量避免超過0.3毫米貫穿全斷面的裂縫。如出現這種裂縫,將大大影響結構的使用,必須進行化學灌漿加固處理。
大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫,一方面是混凝土內部因素:由內外溫差而產生的;另一方面是混凝土的外部因素:結構的外部約束和混凝土各質點間的約束,阻止混凝土收縮變形,混凝土抗壓強度較大,但抗拉能力卻很小,所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時,即會出現裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內,一般不會影響結構的強度,但卻對結構的耐久性有所影響,因此必須予以重視和加以控制。而產生裂縫的主要原因有水泥水化熱、外界氣溫變化和混凝土的收縮等造成。
如何控制這幾方面對結構耐久性的影響呢
1.水泥的選用:應盡量選用水化熱低、凝結時間長的水泥,優先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等。
2.粗細骨料:粗骨料宜采用連續級配,細骨料宜采用中砂。大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下,應提高摻合料及骨料的含量,以降低單方混凝土的水泥用量。
3.減水劑:為滿足和易性和減緩水泥早期水化熱發熱量的要求,宜在混凝土中摻入適量的緩凝型減水劑。除加入減水劑外,有些混凝土還要根據需要加入其他外加劑,如引氣劑、膨脹劑、泵送劑等。
4.除以上3點外,還要適當降低原材料的溫度。
澆筑方案,除應滿足每一處混凝土在初凝前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外,還應考慮結構大小、鋼筋疏密、預埋管道和地腳螺栓的留設、混凝土供應情況以及水化熱等因素的影響,常采用的方法有以下幾種:
1.全面分層。即在第一層全面澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層,此時應使第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續澆筑,直至完工為止。這種方案適用于結構平面尺寸不太大,施工時從短邊開始,沿長邊推進比較合適。必要時可分成兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時進行澆筑。
2.分段分層。混凝土澆筑時,先從底層開始,澆筑至一定距離后澆筑第二層,如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數較多,所以澆筑到頂后,第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時間內要求供應的混凝土較少,結構物厚度不太大而面積或長度較大的工程。
3.斜面分層。要求斜面坡度不大于1/3,適用于結構長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始,逐漸上移。混凝土的振搗也要適應斜面分層澆筑工藝,一般在每個斜面層的上、下各布置一道振動器。上面的一道布置在混凝土卸料處,保證上部混凝土的搗實。下面一道振動器布置在近坡腳處,確保下部混凝土密實。隨著混凝土澆筑的向前推進,震動器也相應跟上。
1.水化熱溫升控制措施
混凝土升溫時間較短,根據工程實踐,一般在澆筑后的二至三天內,混凝土彈性模量低、基本處于塑性與彈塑性狀態,約束應力很低。當水化熱溫升至峰值后,水化熱能耗盡,繼續散熱引起溫度下降,隨著時間逐漸衰減,延續10余天至30余天。作為工程預控指標,可采取保溫與降溫措施的有:
1)采用冰水配制混凝土,或混凝土廠址配置有深水井,采用冰涼的井水配置;
2)粗細骨料均搭設遮陽棚,避免日光曝曬;
3)選用低水化熱的P.O.普硅水泥,并利用摻合料減少水泥單方用量。
2.混凝土拆模時,混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。
3.采用內部降溫法降低混凝土內外溫差。內部降溫法是在混凝土內部預埋水管,通入冷卻水,降低混凝土內部最高溫度。冷卻在混凝土剛澆筑完時就開始進行,還有常見的投毛石法,均可有效控制因混凝土內外溫差而引起的混凝土開裂。
4.保溫法是在結構外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料(如草袋、鋸木、濕砂等),在緩慢的散熱過程中,使混凝土獲得必要的強度,以控制混凝土的內外溫差小于20℃。
大體積混凝土結構的施工技術與措施直接關系到混凝土結構的使用性能,如何采取更好的方法來降低混凝土的水化熱,摻和料的用量該如何控制,混凝土原材料的溫度是否可以再降低這些都有待于在施工實踐中進一步積累經驗,采取有效措施,使大體積混凝土澆筑中出現的開裂問題能得到好的解決。
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