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【摘 要】基础大体积混凝土的主要特点是体积较大,但是在实际的施工过程中容易因为材料、结构以及施工等因素影响而导致裂缝的出现,从而极大的增加了施工难度和施工质量。保温首先分析了建筑大体积基础施工裂缝的危害及成因,然后详细阐述了建筑大体积基础施工裂缝的控制措施。
【关键词】大体积基础;施工裂缝;材料;浇筑;温度
一、大体积混凝土基础裂缝的危害
表面裂缝是因为混凝土收缩产生的裂缝,在硬化后期,混凝土内部自由水分蒸发,就会出现干燥收缩,而表面干燥收缩快,中心干燥收缩慢,使混凝土表面产生拉应力,造成混凝土开裂。表面裂缝如果深度达到钢筋位置,钢筋与混凝土分离,即降低了混凝土对钢筋的握裹力,又使钢筋暴露在自然环境的空气中,会对钢筋造成腐蚀,减少结构的使用年限。
贯通裂缝是因为混凝土表面和内部的温度外低内高,在混凝土内部产生压应力,在表面产生拉应力,表面拉应大体积基础混凝土裂缝形成原因力无限制可以扩展,内部的应力由于受结构约束限制,不能扩展,内外应力的不同步进行,拉应力一旦超过混凝土的抗拉强度极限,应力就在混凝土的内部形成裂缝,大体混凝土由于体量大,应力约束更大,更容易形成这种温度应力裂缝。这种裂纹往往是贯通混凝土结构内部,对结构造成永久性的损害,影响结构安全和使用功能,而且会引起地下室渗漏。
二、建筑大体积基础施工裂缝的成因
(一)材料问题
施工材料的选择和质量问题,是导致基础大体积混凝土裂缝的重要原因。混凝土主要有水泥、骨料和外加剂组成。在工程施工过程中,混凝土浇筑完成后,混凝土结构会发生水化热反应,并产生大量的热量。但是基础大体积混凝土由于体积较大,混凝土结构表层散热能力较强,温度相对较低,而混凝土结构的内部散热能力较差,温度不断积攒,导致结构内部和外部产生较大温差,并形成了温度应力。如果没有得当的保温措施,在温度应力的影响下,基础大体积混凝土便会很容易形成温度裂缝。同时,如果在原材料的选定过程中,不合理的原材料也会导致混凝土结构开裂。
(二)结构设计问题
大体积混凝土浇筑之前,需要进行钢筋结构施工。不合理的配筋,同样能够增加大体积混凝土开裂的风险。配筋能够一定程度上加剧混凝土结构的收缩应力,过大的配筋率将会使收缩应力不断增加,对基础大体积混凝土造成破坏,形成裂缝。钢筋施工过程中,如果钢筋的连接处处理不合理、钢筋质量问题都会使得混凝土浇筑工序受到影响。
(三)施工问题
在施工之前,首先要对施工区域进行清理,并做好洒水处理,杂物过多会对混凝土结构造成影响。而在振捣过程中,也应该由专业人员负责,振捣的不规范和不均匀,同样会导致混凝土裂缝的出现。此外,基础大体积混凝土施工结束后,必须要注意养护工作,如果养护工作没有跟上,大体积混凝土受到外界环境因素的强烈影响,也会破坏大体积混凝土结构,造成裂缝的产生。
三、建筑大体积基础施工裂缝控制的防治对策
(一)原材料的控制
1.水泥
优先选用低水化热或中水化热的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥,根据设计强度选择材料供应充分的水泥生产厂家,进行水泥对比试验,从中选择出水化热低、强度高的水泥厂家和品种。
2.粗骨料
碎石含泥量不大于1% ,选用至少三家采石场的石子,不同粒径的石子多做出几组对比试验,从中选择出级配良好的石子配制的砼。
3.细骨料
中砂,细度模数2.80~3.00的中砂(通过 0.315n 筛孔的砂不少于 15%),平均粒径大于0.5mm ,含泥量不大于1% 。选用多家砂场和不同部位采集的砂做对比试验,选择中合适的砂拌制砼。
4.掺合料粉煤灰
在掺入前应做对比试验,选择出最适宜的粉煤灰掺量,一般控制在水泥重量的10% ~15% 。不同批次的粉煤灰颗粒、成分均有所不同,也是影响掺量的因素,所以对每批次的粉煤灰都需要进行试验,保证砼结构强度。
5.外加剂
预拌砼中的外加剂是砼的重要组成部分,选择质量良好的外加剂,是砼质量的根本保证。在预拌厂生产砼前,应根据砼的抗渗标号、运输距离、浇筑时间、浇筑距离等因素,选用多厂家的外加剂做对比试验,做到优中选优。对于确定使用的外加剂,一次采购足量确保在施工过程中不断档。
(二)配合比的控制
1.提前做好砼的试验配合比,在已经选择的各种砼组成材料后,根据有可能浇筑砼日期时的气温等各种情况,进行砼的试配,从中优选出最合理的施工配合比。
2.施工前同设计单位协商,经设计单位同意,利用砼60天的后期强度进行配合比设计,减少水泥用量。根据试验,每增减10kg水泥,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
3.掺加相应的缓凝型减水剂,如木质素磺酸钙(掺量为水泥重量0.25%)。
4.选择级配良好的粗细骨料,将砂、石含泥量控制在规范允许范围内。
(三)搅拌的控制
1.砼搅拌也是至关重要的环境。在浇筑前,施工现场和搅拌站均应密切关注天气预报,天气炎热季节时应将水泥及粗细骨料储存在低温环境中。做好粗细骨料的含水率测试,保证搅拌用水量准确。
2.根据天气温度浇筑时间运输距离等综合因素,计算出混凝土的出罐温度,入模温度,及时调整砼原材料的入罐温度,在天气过热时,搅拌用水调整为冰水,但水中不得含有冰块。
(四)混凝土浇筑的控制
1.根据每次浇筑砼数量及基础平面尺寸,配备砼泵车及搅拌运输车,其数量应满足连续浇筑的要求,防止“冷缝”的出现。
2.浇筑砼应连续进行,当必须间歇时,间歇时间应缩短,并应在前层砼凝结之前,将次层砼浇筑完毕。当层间间隔超过规定时,层面应按施工缝处理,并应符合下列规定: ①清除浇筑层表面上的浮浆;
②层面凿毛、均匀的漏出粗骨料;
③在上层砼浇筑之前,应用压力水冲洗表面污物。
④采取二次振捣法,浇筑后及时排除表面积水。
(五)砼养护和温度控制
1.选择较适宜的气温浇筑大体积砼,尽量避开炎热天气浇筑砼,夏季可采用低温水或冰水搅拌砼,对骨料进行预冷或对骨料进行覆盖,设置遮阳装置避免日光直晒,以降低砼拌合物的入模温度。
2.在每次砼浇筑完毕后及时采取保温养护措施,砼上表面搭接覆盖草袋、浇水养护;砼侧面覆盖防雨布或塑料薄膜,保温保湿,在寒冷和大风季节搭设挡风设施和保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算后确定。
3.保温养护的持续时间,应根据温度应力加以控制确定,但不得少于15天。
4.封闭与外界相连通的沟道和孔洞。
5.在砼保温养护过程中,应对砼入模温度、砼浇筑块体的里外温差、升温曲线、降温速度及环境温度进行监测。
6.当砼内外温差超过25℃时,应向基础内部预埋的冷却水管输入循环冷却水,降低砼水化热温度。
7.砼浇筑温度的测试,每工作班(8h)不少于2次。
8.浇筑块体内外温差,降温速度及环境温度的测试,每昼夜不少于8次。
(六)改善约束条件
1.设置缓冲垫层
为了能有效地减小大体积混凝土硬化过程的约束,可以在基础中设置滑动层或者缓冲层,比如:在筏板的基础垫层上铺设一层油毡,两遍沥青,然后再用用SBS防水层,这样就可以让混凝土的底部形成保护滑动层。
2.设置基础后浇带
能否对后浇带设置的合理,是降低大体积混凝土约束范围的关键,后浇带按照规范要求把基础划分成几个浇筑块,在主体结构浇筑完成30天后,要选用膨胀性水泥配置混凝土浇筑。
四、结语
综上,目前大体积基础混凝土施工技术是一项较新的技术,然而只要在施工中,根据施工规范和要求进行施工,在施工的过程中,对质量管理进行加强,认真仔细地对待好每一个施工的步骤,在浇筑过后,如果能做好保温和保湿的养护,是可以有效地抑制裂缝的产生,从而保证施工效果。
参考文献:
[1]陈冬军.大体积混凝土的施工与措施[J].中国新技术新产品.2012(06).
[2]张桂芳.谈大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施[J].山西建筑.2012(09).
[3]顾枫,刘鑫.大体积混凝土裂缝成因与预防[J].黑龙江科技信息.2007(08).
【关键词】大体积基础;施工裂缝;材料;浇筑;温度
一、大体积混凝土基础裂缝的危害
表面裂缝是因为混凝土收缩产生的裂缝,在硬化后期,混凝土内部自由水分蒸发,就会出现干燥收缩,而表面干燥收缩快,中心干燥收缩慢,使混凝土表面产生拉应力,造成混凝土开裂。表面裂缝如果深度达到钢筋位置,钢筋与混凝土分离,即降低了混凝土对钢筋的握裹力,又使钢筋暴露在自然环境的空气中,会对钢筋造成腐蚀,减少结构的使用年限。
贯通裂缝是因为混凝土表面和内部的温度外低内高,在混凝土内部产生压应力,在表面产生拉应力,表面拉应大体积基础混凝土裂缝形成原因力无限制可以扩展,内部的应力由于受结构约束限制,不能扩展,内外应力的不同步进行,拉应力一旦超过混凝土的抗拉强度极限,应力就在混凝土的内部形成裂缝,大体混凝土由于体量大,应力约束更大,更容易形成这种温度应力裂缝。这种裂纹往往是贯通混凝土结构内部,对结构造成永久性的损害,影响结构安全和使用功能,而且会引起地下室渗漏。
二、建筑大体积基础施工裂缝的成因
(一)材料问题
施工材料的选择和质量问题,是导致基础大体积混凝土裂缝的重要原因。混凝土主要有水泥、骨料和外加剂组成。在工程施工过程中,混凝土浇筑完成后,混凝土结构会发生水化热反应,并产生大量的热量。但是基础大体积混凝土由于体积较大,混凝土结构表层散热能力较强,温度相对较低,而混凝土结构的内部散热能力较差,温度不断积攒,导致结构内部和外部产生较大温差,并形成了温度应力。如果没有得当的保温措施,在温度应力的影响下,基础大体积混凝土便会很容易形成温度裂缝。同时,如果在原材料的选定过程中,不合理的原材料也会导致混凝土结构开裂。
(二)结构设计问题
大体积混凝土浇筑之前,需要进行钢筋结构施工。不合理的配筋,同样能够增加大体积混凝土开裂的风险。配筋能够一定程度上加剧混凝土结构的收缩应力,过大的配筋率将会使收缩应力不断增加,对基础大体积混凝土造成破坏,形成裂缝。钢筋施工过程中,如果钢筋的连接处处理不合理、钢筋质量问题都会使得混凝土浇筑工序受到影响。
(三)施工问题
在施工之前,首先要对施工区域进行清理,并做好洒水处理,杂物过多会对混凝土结构造成影响。而在振捣过程中,也应该由专业人员负责,振捣的不规范和不均匀,同样会导致混凝土裂缝的出现。此外,基础大体积混凝土施工结束后,必须要注意养护工作,如果养护工作没有跟上,大体积混凝土受到外界环境因素的强烈影响,也会破坏大体积混凝土结构,造成裂缝的产生。
三、建筑大体积基础施工裂缝控制的防治对策
(一)原材料的控制
1.水泥
优先选用低水化热或中水化热的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥,根据设计强度选择材料供应充分的水泥生产厂家,进行水泥对比试验,从中选择出水化热低、强度高的水泥厂家和品种。
2.粗骨料
碎石含泥量不大于1% ,选用至少三家采石场的石子,不同粒径的石子多做出几组对比试验,从中选择出级配良好的石子配制的砼。
3.细骨料
中砂,细度模数2.80~3.00的中砂(通过 0.315n 筛孔的砂不少于 15%),平均粒径大于0.5mm ,含泥量不大于1% 。选用多家砂场和不同部位采集的砂做对比试验,选择中合适的砂拌制砼。
4.掺合料粉煤灰
在掺入前应做对比试验,选择出最适宜的粉煤灰掺量,一般控制在水泥重量的10% ~15% 。不同批次的粉煤灰颗粒、成分均有所不同,也是影响掺量的因素,所以对每批次的粉煤灰都需要进行试验,保证砼结构强度。
5.外加剂
预拌砼中的外加剂是砼的重要组成部分,选择质量良好的外加剂,是砼质量的根本保证。在预拌厂生产砼前,应根据砼的抗渗标号、运输距离、浇筑时间、浇筑距离等因素,选用多厂家的外加剂做对比试验,做到优中选优。对于确定使用的外加剂,一次采购足量确保在施工过程中不断档。
(二)配合比的控制
1.提前做好砼的试验配合比,在已经选择的各种砼组成材料后,根据有可能浇筑砼日期时的气温等各种情况,进行砼的试配,从中优选出最合理的施工配合比。
2.施工前同设计单位协商,经设计单位同意,利用砼60天的后期强度进行配合比设计,减少水泥用量。根据试验,每增减10kg水泥,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。
3.掺加相应的缓凝型减水剂,如木质素磺酸钙(掺量为水泥重量0.25%)。
4.选择级配良好的粗细骨料,将砂、石含泥量控制在规范允许范围内。
(三)搅拌的控制
1.砼搅拌也是至关重要的环境。在浇筑前,施工现场和搅拌站均应密切关注天气预报,天气炎热季节时应将水泥及粗细骨料储存在低温环境中。做好粗细骨料的含水率测试,保证搅拌用水量准确。
2.根据天气温度浇筑时间运输距离等综合因素,计算出混凝土的出罐温度,入模温度,及时调整砼原材料的入罐温度,在天气过热时,搅拌用水调整为冰水,但水中不得含有冰块。
(四)混凝土浇筑的控制
1.根据每次浇筑砼数量及基础平面尺寸,配备砼泵车及搅拌运输车,其数量应满足连续浇筑的要求,防止“冷缝”的出现。
2.浇筑砼应连续进行,当必须间歇时,间歇时间应缩短,并应在前层砼凝结之前,将次层砼浇筑完毕。当层间间隔超过规定时,层面应按施工缝处理,并应符合下列规定: ①清除浇筑层表面上的浮浆;
②层面凿毛、均匀的漏出粗骨料;
③在上层砼浇筑之前,应用压力水冲洗表面污物。
④采取二次振捣法,浇筑后及时排除表面积水。
(五)砼养护和温度控制
1.选择较适宜的气温浇筑大体积砼,尽量避开炎热天气浇筑砼,夏季可采用低温水或冰水搅拌砼,对骨料进行预冷或对骨料进行覆盖,设置遮阳装置避免日光直晒,以降低砼拌合物的入模温度。
2.在每次砼浇筑完毕后及时采取保温养护措施,砼上表面搭接覆盖草袋、浇水养护;砼侧面覆盖防雨布或塑料薄膜,保温保湿,在寒冷和大风季节搭设挡风设施和保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算后确定。
3.保温养护的持续时间,应根据温度应力加以控制确定,但不得少于15天。
4.封闭与外界相连通的沟道和孔洞。
5.在砼保温养护过程中,应对砼入模温度、砼浇筑块体的里外温差、升温曲线、降温速度及环境温度进行监测。
6.当砼内外温差超过25℃时,应向基础内部预埋的冷却水管输入循环冷却水,降低砼水化热温度。
7.砼浇筑温度的测试,每工作班(8h)不少于2次。
8.浇筑块体内外温差,降温速度及环境温度的测试,每昼夜不少于8次。
(六)改善约束条件
1.设置缓冲垫层
为了能有效地减小大体积混凝土硬化过程的约束,可以在基础中设置滑动层或者缓冲层,比如:在筏板的基础垫层上铺设一层油毡,两遍沥青,然后再用用SBS防水层,这样就可以让混凝土的底部形成保护滑动层。
2.设置基础后浇带
能否对后浇带设置的合理,是降低大体积混凝土约束范围的关键,后浇带按照规范要求把基础划分成几个浇筑块,在主体结构浇筑完成30天后,要选用膨胀性水泥配置混凝土浇筑。
四、结语
综上,目前大体积基础混凝土施工技术是一项较新的技术,然而只要在施工中,根据施工规范和要求进行施工,在施工的过程中,对质量管理进行加强,认真仔细地对待好每一个施工的步骤,在浇筑过后,如果能做好保温和保湿的养护,是可以有效地抑制裂缝的产生,从而保证施工效果。
参考文献:
[1]陈冬军.大体积混凝土的施工与措施[J].中国新技术新产品.2012(06).
[2]张桂芳.谈大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施[J].山西建筑.2012(09).
[3]顾枫,刘鑫.大体积混凝土裂缝成因与预防[J].黑龙江科技信息.2007(08).