建筑工程混凝土施工期裂缝控制

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sinjorzhang
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  摘要:本文结合工作实际,对建筑混凝土施工期的裂缝控制做了分析,供大家参考。
  关键词:建筑工程; 混凝土;裂缝控制
  一.建筑工程混凝土施工期裂缝控制
  1.裂缝控制概念
  大体积混凝土——板厚超过1m者的混凝土。
  研究结果表明:失水收缩和温度变化引起的约束变形是大体积混凝土产生裂缝的根本原因。
  采用系统的方法控制裂缝的出现,即采用综合控制措施的方法达到预期效果。
  2.混凝土施工期裂缝分类
  (1)按作用可分为直接作用裂缝和间接作用裂缝。
  (2)按混凝土硬化过程中的物理变化特征分:以失水收缩作用为主产生的裂缝;以温度变化作用为主产生的裂缝;以失水收缩和温度变化共同作用产生的裂缝。
  (3)按与钢筋相对位置分:垂直于钢筋的裂缝和平行于钢筋的裂缝,裂缝与钢筋的相对位置影响钢筋的锈蚀程度。
  (4)按裂缝形状分:表面裂缝和贯穿裂缝。
  (5)按产生裂缝时状态分:塑状混凝土裂缝和硬状混凝土裂缝。
  3.混凝土施工期温差分类
  (1)以考虑和不考虑时间因素分类,可分为共时温差和历时温差,这是二类性质不同的温差。
  (2)以气温变化为条件时历时温差分为昼夜温差、同期温差和季节温差。
  (3)以空间坐标为条件将共时温差分为内外温差、令期温差、体积温差和位置温差。
  4.施工期裂缝控制的思路
  从强度方面分析,混凝土出现裂缝时作用产生的拉应力大于混凝土的实际抗拉强度。亦即要使混凝土不产生裂缝就要使作用产生的拉应力小于混凝土的实际抗拉强度。
  分析裂缝产生机理可得出混凝土施工期裂缝因素关系,如图1
  
  
  
  从图1可看出,每一个环节上都可以采取措施以减少其对下一个环节的影响。
  5.裂缝控制的方法
  裂缝控制可从提高混凝土强度和减小约束应力两个方面考虑。
  
  
  
  裂缝控制方法的重点应放在减小约束应力方面。这方面可操作的方法很多,技巧性强。主要有①无约束法:如地下室底板置于岩石上(山区),则在基础下加滑动层可消除地基的约束——卷材防水层上加2层塑料薄膜夹1层干细砂组成(1厚聚乙烯塑料膜;20厚干细砂层;0.5厚聚乙烯塑料膜);②化整为零:如常用的留后浇带或膨胀加强带和跳仓法,因时间关系,以后有机会做专题介绍;③温度控制法:又可分为控制最高温升和控制降温速率,分层浇筑是控制最高温升的方法;④补偿法:掺加微膨胀剂,制作成补偿收缩混凝土;⑤加强养护等常规措施法。上述方法大多被综合采用以达到控制裂缝的目的。
  二.保证防水混凝土质量的主要环节
  地下室混凝土通常都采用自防水混凝土,与多道防水层结合,组成地下室防水多道设防,以满足建筑使用功能要求。
  1.严格控制水灰比
  实践证明,当水灰比大于0.65时,混凝土的抗渗性能将急剧下降,当水灰比小于某一限值时其防水性能也将大大降低,因此规范规定,防水混凝土配合比不仅要满足结构的抗渗标号和抗压强度,同时还用具备良好的抗冻,融性能,处于以上原因,所以现行规范规定防水混凝土水灰比值不大于0.6。
  2.水泥用量
  当水灰比确定以后,水泥用量直接影响着混凝土的抗渗性,足够的水泥用量是保证混凝土水泥砂浆和质量的关键环节,对于防水混凝土,无论从强度和抗渗要求来说,均应寻求一个水泥最小用量。在考虑水泥用量的同时,应该注意到粉细料对提高防水混凝土抗渗性也起者一定的作用,因为加入了粉细料可以改善砂子的级配,填充一部分砂粒之间的微小空隙,间接地降低了混凝土的水灰比,使混凝土的密实度和抗渗性有一定提高。
  3.选择最佳砂率
  在水泥用量相同的情况下,砂率直接影响着混凝土的抗渗性,粗细骨料必须级配良好。一般粗细骨料用5mm~40mm的卵石时,砂率在0.35~0.4之间比较合适。
  4.选择最佳灰砂比
  灰砂比是防水混凝土配合比中的一个重要参数,它是衡量填充石子空隙的水泥砂浆质量的标准。灰砂比对混凝土各项技术指标影响都比较大,灰砂比选择得当就能得到密实性较高的混凝土。
  当灰砂比偏大时,水泥和水的用量相对偏大,容易产生不密实、不均匀及收缩大的现象,使混凝土抗渗性降低;当水灰比偏小时,使混凝土拌和物易出现干涩、粘结力不好,施工和易性差,同样降低了密实度和抗渗性。所以在确定了水灰用量后还用通过试验确定最佳灰砂比,根据对比试验出符合施工现场的最佳灰砂比。
  5.合理選择外加剂
  外加剂种类凡多,主要使混凝土减水,改善混凝土内部组织结构,以增加密实性,提高抗渗性,也是防水混凝土配合比设计的重要内容之一。
  选择和使用外加剂时要熟悉外加剂生产厂提供新技术资料,以及产品说明书,并以工程实际情况及所用材料的要求,进行试验并以试验效果评定所选外加剂掺量是否可以采用。采用外加剂时一定要加强施工管理,严格遵循外加剂掺量和使用注意事项。
  6.混凝土的搅拌、运输、浇筑和振捣是防水混凝土施工质量关键
  (1)搅拌时间应比普通混凝土略长,一般不少于2分钟;若掺入引气型外加剂,则搅拌时间约为2~3分钟。
  (2)混凝土的运输过程中要防止产生离析现象及坍落度和含气量的损失,同时还要防止漏浆。
  (3)混凝土的浇筑和振捣,先清除模板内的水和杂物,浇灌高度控制在1.5m之内,浇筑应分层400mm~500mm一层,相邻两层浇筑时间间隔不应超过2小时。
  振捣排列用行列式或梅花形式,棒距1.5R,深入下一层50mm,快插慢拔,不漏振,不欠振,不过振,拌出拌和物中的气泡,混凝土不再下沉及表面出现浮浆为止,进行泌水处理,同时进行表面浮浆处理,初凝前用长杠刮去浮浆,刮平到指定标高,表面泌水消去后,即用木抹子来回打抹2—3遍压平,待混凝土初凝前抹压一遍,随压随盖塑料布(冬天加草席),防止裂缝出现。
  7.混凝土的养护
  在混凝土进入初凝时即应覆盖、浇水湿润养护不少于14d。
  8.做好施工缝的防水处理
  一般不应留施工缝,底板的混凝土应连续浇筑,墙体上不得留垂直施工缝,最低水平施工缝距底板面应大于300mm,缝中一般设钢板止水带或迂水膨胀止水带。
  9.施工顺序的选择
  首先要进行施工面的选择,当施工面过大时,施工战线拉得太长,外露施工断面太大,施工中的上层混凝土浇灌和下层混凝土的浇灌时间间隔过长,形成了本不应该留置的水平施工缝(冷缝),降低了混凝土的强度及抗渗性。所以在混凝土施工前应先选择施工面较窄的地方进行顺序施工以避免施工缝的留置,以达到在施工中保证混凝土强度及抗渗性的质量要求。
  防水混凝土的质量是多个方面多个关键环节相互牵制的结果,不能孤立强调某一方面而忽视其它方面。
  本节介绍旨在提供各工程召开防水混凝土施工专题研讨会时参考,有待各位总监在某一方面结合工程实际进行深化和完善。
  三.基础底板大体积混凝土裂缝控制技术—案例
  某大厦工程地下室建筑面积44586m2,东西向长107.8m,南北向长124.7m,三层半,各层面标高分别为-15.400,-11.600,-6.600,-2.850(局部,其余部分顶板上覆土1800),底板厚度,双塔部分为2500,其余部分为1000,基坑局部最深处为-21.800,底板混凝土为C40,抗渗强度为0.8Mpa。
  (一)对设计的要求
  1.建议设计抗压强度采用60d龄期,可减少水泥用量。
  2.地下室外侧壁的外表面,其水平筋应设置在竖向筋以外,钢筋采用细而密,一般为Φ12~Φ16@100~150。
  3.地下室采用无缝设计,划块长一般为40~60米,应示明后浇带位置及构造祥图,其中钢筋、混凝土标号、防水层应加强,目前已发展采用加强带连续施工。
  4.预埋件、预埋管道位置示明,并有构造详图。
  5.设计对施工要求应在图纸上详细说明
  (二)对承包商要求
  要求承包商提供防水混凝土施工方案
  (三)召开专题研讨会
  监理会同业主,召开有业主、监理、设计、总包、分包参加的专题研讨会,对防水混凝土施工方案深入进行讨论,提出保证质量的修改建议,供承包商完善,并要求承包商使用计算机控制混凝土温度。
  (四)业主、监理、总包方考察商品混凝土供应厂家,并提出相应保质建议。
  (五)案例
  因尚未施工,仅对大体积混凝土裂缝控制技术要点提出设想,在施工时集思广益,确保工程质量。
  1.原材料选择
  (1)水泥:采用中低水化热硅酸盐水泥或矿战水泥。矿渣水泥的水化热比普通硅酸盐水泥低约70%左右,但矿渣水泥泌水率大,干缩大,早期强度低,表面易产生龟裂,在C40中不常用,而普通硅酸盐应选用水化热和发热速度最快的C3A的含量在7%以下。
  (2)砂:采用质地坚硬,级配良好的B类低碱活性天然中、粗砂,含泥量不大于1%,细度模数2.5~3.2;优点是可减少用水量,相应减少水泥用量,可降低混凝土的温升和减少混凝土的收缩。
  (3)石子:采用粒径5~25mm的低碱自然连续级配的机碎石或卵石,含泥量不大于1%,针状和片状颗粒含量不大于15%。优点是有较好的和易性,用水量较少,抗压强度较高,能减少混凝土的收缩。
  (4)混凝土掺和剂和外加剂:采用绿色环保型无污染、无毒害、无氨类并经有相应资质的检测机构检测的,已备案的生产厂家生产的优质产品。
  (5)采用颗粒活性高,能降低混凝土碱含量,降低水化热,减缓混凝土强度增长,具有抗腐蚀性的Ⅰ级粉煤灰。
  (6)WDN—7高效减水剂,可改善混凝土拌和物的和易性,增加坍落度,减小坍落度损失,减少用水量,节约水泥;后期强度增长明显,并改善和提高混凝土多项物理力学指标。
  (7)S75磨细矿粉:可显著减少单方混凝土的用水量,水泥量,降低水灰比,延缓凝结时间,早强高强,抑制水泥初期水化热,推迟热峰出现时间,提高混凝土的抗裂能力,防止或减少混凝土早期裂缝,避免冷缝;提高密实性、抗透水性,抗渗性;抑制碱骨料反映的产生并提高混凝土的工作性能。
  原材料的选择还应结合商品混凝土供应商历来采用的原材料情况及其应用效果。
  2.配合比设计
  针对本工程的特点和现场实际情况,经多次优化,确定混凝土配合比,监理应认真细致地审核,并深入了解已采用的类似混凝土配合比使用的工程及其效果情况。这一点工作力度应加大,混凝土的碱含量不大于3KG/m3。
  3.施工步署及施工组织
  由于基坑深,平面尺寸大,基礎底板施工时可能不设立塔吊,无法布置布料杆,故准备采用多台HBT80型拖式柴油泵泵送混凝土,在基坑周边同时布置多台混凝土泵,并将基础底板划分为若干条浇筑带,针对大体积混凝土施工的特殊性,制定紧急预案。
  4.施工方法
  大体积混凝土最佳浇筑期为每年12月、1月(冬季),最差浇筑期为7、8月(夏季)。
  (1)浇筑避免留施工缝,2.5m厚底板按500mm厚分5层浇筑到顶,斜面每层浇筑厚度不超过500mm,通过竖向尺杆控制分层厚度,并保证上层混凝土覆盖已浇筑混凝土的时间不得超过混凝土初凝时间。混凝土以1:6~1:10的坡度(一个坡度)、分层浇筑、循序推进、一次到顶的施工方法进行。
  (2)在混凝土卸料点和混凝土坡角处,以及中间布置3道振捣棒振捣,振捣符合操作规程要求。
  (3)夏季施工时应采取降温措施,如砂石料搭棚,混凝土中加冰水,泵管用麻袋覆盖等,降低出机温度、入模温度。
  (4)混凝土浇筑后,表面水泥浆较厚,须认真及时处理(泌水、厚浆)以及上述6.(3)混凝土表面处理,并用塑料薄膜及草帘子覆盖。
  (5)养护期间必须对混凝土严格温控:混凝土内外温差小于25℃;表面温度与大气温度之差小于25℃,混凝土升温速率小于1℃/d,降温速率小于2℃/d,以避免出现有害裂缝,养护期间保证混凝土湿润不少于14d。
  测温点一般间距10m,2.5m厚板同一点设上、中、下三处,1.0m厚板则为2处。
  2.5m厚板一般在板中设置冷却水管,尤其在夏季。
  (6)采用温度传感器进行自动测温,用计算机控制,在监测周期的前7天,检测系统每隔30分钟自动测量并记录各点温度数据1次;8~14天,监测系统每隔1小时自动测量并记录各点温度数据1次;15~30天,监测系统每隔2小时自动测量并记录各点温度数据1次;将同一测试位置上的相邻测点间同一时刻的温度差绝对值为温差,监测报警温差设置为25℃。
  
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