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摘要:文章通过分析剪力墙板预拌混凝土施工的特点,正确选择混凝土的原材料以及确定其合适的配合比,并和施工技术人员沟通协调,确定指导原则。
关键词:剪力墙;混凝土;钢筋混凝土
一、剪力墙板混凝土施工特点
1.在地下室工程中的剪力墙板由于其延长米相对较长,有时经常出现混凝土结构的平面尺寸远远超过《混凝土结构设计规范》(Gb50010-2002)对伸缩缝的规定值,往往此类结构均是由底板、墙板、柱和顶板组成的超静定结构,其底板的水平阻力系数Cx值均较大,一般取值为1.5N/mm3,当混凝土墙板长度超过60米时,其收缩变形的95%以上受到约束而成为约束变形,致使混凝土出现较大的收缩应力;
2.当墙板混凝土拆模时,其结构的散热面积较大、与空气接触面大,水分蒸发相对较大。由于其是竖向构件,保湿养护难度相对较难;
3.此类构件都有防水要求;
4.结构设计方面:设计时对温度变化、混凝土收缩引起的变形、在约束条件下因温度收缩变形引起的温度收缩应力对结构裂缝出现和开展的影响没有考虑或考虑甚少;通常是将水平钢筋配置在竖向钢筋的里面,而且水平方向的配筋相对偏少、间距偏大,不能发挥水平钢筋对裂缝的控制作用;在结构截面或刚度变化明显出现应力集中的部位,也缺少相应的构造措施。同时也很少考虑充分利用混凝土的后期强度,对混凝土的28天强度选择过高,使单方混凝土的水泥用量过高,加剧了水化热温升和混凝土收缩的不利影响。
二、剪力墙板混凝土施工原材料选择和配合比确定
(一)原材料的选择
1.胶凝材料(水泥+矿物外加剂及膨胀剂)。选用红狮42.5级的普通硅酸盐水泥、台州电厂Ⅱ级粉煤灰、安微马钢S95的矿粉及浙江合力高效膨胀剂UEA-y;
2.骨料。粗骨料采用黄岩区的5-25mm及5-15mm雙级配的碎石,细骨料采用宁波淡化海砂;
3.拌合水。采用自来水。
4.外加剂(减水剂)。采用江苏汇迪NF-15高效减水剂。
5.相关影响。注意外加剂与胶凝材料的相容性及粉煤灰对安定性的影响;注意拌合用水的PH值及可溶性酸碱物、水处理剂对混凝土的影响;注意骨料自身的吸水性对混凝土的影响。
(二)工艺技术控制
1.搅拌及运输控制。相关要求可参照《夏季预拌混凝土施工指导原则》及《冬季预拌混凝土施工指导原则》的内容。
2.浇捣。按照施工组织设计和作业规定的浇筑路线,有序地组织分层浇筑、适度振捣,对于门窗洞口、预留和预埋件部位、混凝土施工缝部位在混凝土振捣经初步振实之后,宜采用木榔头敲击模板的方式进行二次振捣来消除混凝土的塑性收缩、沉降收缩和表面缺陷。其它要求可参照《夏季预拌混凝土施工指导原则》及《冬季预拌混凝土施工指导原则》的内容。
3.修整。由于剪力墙板是竖向构件,墙体高度较高、墙体宽度较小,在高频振捣器的作用下,在混凝土振捣到墙体上端时,其上端的混凝土表面浮浆较重,容易产生收缩裂缝,此时应在其上撒一些经过清洗的10-25 mm的碎石并用振捣器进行稍为振捣。
4.养护。由于在混凝土中掺有高效膨胀剂UEA-y,其是属于硫铝酸钙类的膨胀剂,与水泥、水拌合后发生水化反应生成钙矾石「3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O」,反应需要大量的水。混凝土浇筑完毕后,应在墙体上端设多孔淋水管或专人养护。达到脱模强度后,可松动对拉螺栓,使墙体与外模间有2-3mm的缝隙,确保上部淋水进入模板与墙壁间。冬季施工时,墙体模板应在7天以上才可拆模,表面不得直接洒水,可采用塑料薄膜保水,必要时还应覆盖上保温材料;平时施工时,墙体模板应在4天以上才可拆模,并应及时进行保湿养护。
5.试验。混凝土试件要严格按《通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002的要求进行制作及养护。
同时,要根据《凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的要求留置同条件养护试件,以便于确定拆模及使用的适宜时间。必要时应按《补偿收缩混凝土应用技术规程》RISN-TG002-2006的要求进行收缩应力测试及抗裂性评价。
(三)混凝土配合比确定
1.用水量的考虑。尽量降低混凝土单方用水量,宜控制在175Kg/m3以下。
2.矿物外加剂的考虑。在胶凝材料中应考虑适当掺加Ⅱ级以上的粉煤灰及S95以上的矿粉,提高混凝土的泵送性及利用它们的形态效应结合减水剂的作用进行复合减水。利用它们的活性效应及微集料效应来降低单方混凝土的水泥用量,并能改变混凝土的过度层结构而提高其抗渗性能。
掺加一定量的高效膨胀剂,能使混凝土在水化硬化过程中产生0.2-0.7MPa预压应力来抵消部分的混凝土干缩、温度等引起的拉应力,从而提高混凝土工程的抗裂性能。
3.外加剂的考虑。为了尽量降低单方混凝土的用水量,应适当提高减水剂的减水率。
4.骨料的考虑。砂要用中砂,不宜用细砂、特细砂,砂的含泥量要低于2%以下,通过0.315mm筛孔的砂不应少于15%;石要用连续级配,针片状含量要少于6%,含泥量要低于2%以下;混凝土单方石子用量不宜少于1050kg。
5.试验。试验室静态试验及模拟施工现场试验,来确定混凝土施工配合比。主要考虑混凝土的的坍落度、坍落扩展度、坍落度损失、3天及7天强度与限制膨胀率的协调。
三、与施工方技术人员的协调与沟通
本公司技术人员在剪力墙板施工前应到工地现场查看施工图纸,了解工程质量控制的重点和难点,熟悉剪力墙板的配筋情况、混凝土的强度等级、剪力墙板的厚度、钢筋保护层的厚度等因素。跟据了解情况,与施工单位技术人员提出相关的技术措施及注意要点。
为防止墙板结构的裂缝,在结构设计方面主要应考虑好温度钢筋的设计(水平筋),充分利用构造钢筋的作用以减小墙板结构的温度应力和收缩应力。由于引起墙板裂缝的主要因素是水化热及降温引起的拉应力,所以必须尽可能减少入模温度,应分层散热浇灌,预防激烈的温、湿度变化,为混凝土创造充分应力松弛的条件。应避免结构突变,(或断面突变),产生应力集中,导致应力集中裂缝。当不能避免断面突变时,如在孔洞和变断面的转角部位,由于温度收缩作用,也会引起应力集中,此时应作局部处理,做成逐渐变化的过度形式,同时加配钢筋。
钢筋混凝土中配筋率对混凝土中自约束有很大的影响。 “适当”的构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸,对控制混凝土的温度收缩裂缝及收缩裂缝有积极的作用。在墙板结构中,采取增配构造钢筋的措施,使构造钢筋起到温度筋的作用,能有效地提高混凝土的抗裂性能。
构造筋的配筋原则应做到“细一点、密一点”。即配筋应尽可能采用小直径,小间距设计。提高混凝土结构的含钢率或减小钢筋直径都可提高材料的抗裂性能,但减小钢筋直径、加密间距要比提高含钢率效果明显一些。采用直径8-14mm的钢筋和100-150mm间距是比较合理的,结构全截面的配筋率不宜小于0.3%,应在0.3-0.5%之间。受力筋如能满足变形的构造要求则不再增加温度筋;构造筋不能起到抗约束作用的,应适当增加温度筋。水平筋的布置应放在受力筋的外面。
混凝土的“带模养护”不能代替保湿养护,保湿养护应采用“小水慢淋”的方式,使新浇混凝土处在潮湿的、温度相对稳定的环境中。应注意模板完全拆除的时间不能少于四天后,对于拆模较早和处于风口部位的墙板应特别注意水分蒸发对裂缝出现和发展的不良影响。
应尽可能地早一点进行地下结构的验收和回填,减少混凝土墙板在大气中暴露的时间。
参考文献
[1]贾相龙,高兴山.剪力墙裂缝成因分析与防治措施[J].黑龙江科技信息,2010,(5).
[2]渠运国,杨修茂,单玉坤.CL剪力墙结构体系的施工技术[J].天津建设科技,2007,(3).
[3]樊宇.浅析框架——剪力墙结构设计[J].中国科技信息,2006,(17).
作者简介:蔡霞(1979- ),女,浙江台州人,浙江省台州市黄岩区建筑工程质量监督站工程师,研究方向:建筑工程管理。
关键词:剪力墙;混凝土;钢筋混凝土
一、剪力墙板混凝土施工特点
1.在地下室工程中的剪力墙板由于其延长米相对较长,有时经常出现混凝土结构的平面尺寸远远超过《混凝土结构设计规范》(Gb50010-2002)对伸缩缝的规定值,往往此类结构均是由底板、墙板、柱和顶板组成的超静定结构,其底板的水平阻力系数Cx值均较大,一般取值为1.5N/mm3,当混凝土墙板长度超过60米时,其收缩变形的95%以上受到约束而成为约束变形,致使混凝土出现较大的收缩应力;
2.当墙板混凝土拆模时,其结构的散热面积较大、与空气接触面大,水分蒸发相对较大。由于其是竖向构件,保湿养护难度相对较难;
3.此类构件都有防水要求;
4.结构设计方面:设计时对温度变化、混凝土收缩引起的变形、在约束条件下因温度收缩变形引起的温度收缩应力对结构裂缝出现和开展的影响没有考虑或考虑甚少;通常是将水平钢筋配置在竖向钢筋的里面,而且水平方向的配筋相对偏少、间距偏大,不能发挥水平钢筋对裂缝的控制作用;在结构截面或刚度变化明显出现应力集中的部位,也缺少相应的构造措施。同时也很少考虑充分利用混凝土的后期强度,对混凝土的28天强度选择过高,使单方混凝土的水泥用量过高,加剧了水化热温升和混凝土收缩的不利影响。
二、剪力墙板混凝土施工原材料选择和配合比确定
(一)原材料的选择
1.胶凝材料(水泥+矿物外加剂及膨胀剂)。选用红狮42.5级的普通硅酸盐水泥、台州电厂Ⅱ级粉煤灰、安微马钢S95的矿粉及浙江合力高效膨胀剂UEA-y;
2.骨料。粗骨料采用黄岩区的5-25mm及5-15mm雙级配的碎石,细骨料采用宁波淡化海砂;
3.拌合水。采用自来水。
4.外加剂(减水剂)。采用江苏汇迪NF-15高效减水剂。
5.相关影响。注意外加剂与胶凝材料的相容性及粉煤灰对安定性的影响;注意拌合用水的PH值及可溶性酸碱物、水处理剂对混凝土的影响;注意骨料自身的吸水性对混凝土的影响。
(二)工艺技术控制
1.搅拌及运输控制。相关要求可参照《夏季预拌混凝土施工指导原则》及《冬季预拌混凝土施工指导原则》的内容。
2.浇捣。按照施工组织设计和作业规定的浇筑路线,有序地组织分层浇筑、适度振捣,对于门窗洞口、预留和预埋件部位、混凝土施工缝部位在混凝土振捣经初步振实之后,宜采用木榔头敲击模板的方式进行二次振捣来消除混凝土的塑性收缩、沉降收缩和表面缺陷。其它要求可参照《夏季预拌混凝土施工指导原则》及《冬季预拌混凝土施工指导原则》的内容。
3.修整。由于剪力墙板是竖向构件,墙体高度较高、墙体宽度较小,在高频振捣器的作用下,在混凝土振捣到墙体上端时,其上端的混凝土表面浮浆较重,容易产生收缩裂缝,此时应在其上撒一些经过清洗的10-25 mm的碎石并用振捣器进行稍为振捣。
4.养护。由于在混凝土中掺有高效膨胀剂UEA-y,其是属于硫铝酸钙类的膨胀剂,与水泥、水拌合后发生水化反应生成钙矾石「3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O」,反应需要大量的水。混凝土浇筑完毕后,应在墙体上端设多孔淋水管或专人养护。达到脱模强度后,可松动对拉螺栓,使墙体与外模间有2-3mm的缝隙,确保上部淋水进入模板与墙壁间。冬季施工时,墙体模板应在7天以上才可拆模,表面不得直接洒水,可采用塑料薄膜保水,必要时还应覆盖上保温材料;平时施工时,墙体模板应在4天以上才可拆模,并应及时进行保湿养护。
5.试验。混凝土试件要严格按《通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002的要求进行制作及养护。
同时,要根据《凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002的要求留置同条件养护试件,以便于确定拆模及使用的适宜时间。必要时应按《补偿收缩混凝土应用技术规程》RISN-TG002-2006的要求进行收缩应力测试及抗裂性评价。
(三)混凝土配合比确定
1.用水量的考虑。尽量降低混凝土单方用水量,宜控制在175Kg/m3以下。
2.矿物外加剂的考虑。在胶凝材料中应考虑适当掺加Ⅱ级以上的粉煤灰及S95以上的矿粉,提高混凝土的泵送性及利用它们的形态效应结合减水剂的作用进行复合减水。利用它们的活性效应及微集料效应来降低单方混凝土的水泥用量,并能改变混凝土的过度层结构而提高其抗渗性能。
掺加一定量的高效膨胀剂,能使混凝土在水化硬化过程中产生0.2-0.7MPa预压应力来抵消部分的混凝土干缩、温度等引起的拉应力,从而提高混凝土工程的抗裂性能。
3.外加剂的考虑。为了尽量降低单方混凝土的用水量,应适当提高减水剂的减水率。
4.骨料的考虑。砂要用中砂,不宜用细砂、特细砂,砂的含泥量要低于2%以下,通过0.315mm筛孔的砂不应少于15%;石要用连续级配,针片状含量要少于6%,含泥量要低于2%以下;混凝土单方石子用量不宜少于1050kg。
5.试验。试验室静态试验及模拟施工现场试验,来确定混凝土施工配合比。主要考虑混凝土的的坍落度、坍落扩展度、坍落度损失、3天及7天强度与限制膨胀率的协调。
三、与施工方技术人员的协调与沟通
本公司技术人员在剪力墙板施工前应到工地现场查看施工图纸,了解工程质量控制的重点和难点,熟悉剪力墙板的配筋情况、混凝土的强度等级、剪力墙板的厚度、钢筋保护层的厚度等因素。跟据了解情况,与施工单位技术人员提出相关的技术措施及注意要点。
为防止墙板结构的裂缝,在结构设计方面主要应考虑好温度钢筋的设计(水平筋),充分利用构造钢筋的作用以减小墙板结构的温度应力和收缩应力。由于引起墙板裂缝的主要因素是水化热及降温引起的拉应力,所以必须尽可能减少入模温度,应分层散热浇灌,预防激烈的温、湿度变化,为混凝土创造充分应力松弛的条件。应避免结构突变,(或断面突变),产生应力集中,导致应力集中裂缝。当不能避免断面突变时,如在孔洞和变断面的转角部位,由于温度收缩作用,也会引起应力集中,此时应作局部处理,做成逐渐变化的过度形式,同时加配钢筋。
钢筋混凝土中配筋率对混凝土中自约束有很大的影响。 “适当”的构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸,对控制混凝土的温度收缩裂缝及收缩裂缝有积极的作用。在墙板结构中,采取增配构造钢筋的措施,使构造钢筋起到温度筋的作用,能有效地提高混凝土的抗裂性能。
构造筋的配筋原则应做到“细一点、密一点”。即配筋应尽可能采用小直径,小间距设计。提高混凝土结构的含钢率或减小钢筋直径都可提高材料的抗裂性能,但减小钢筋直径、加密间距要比提高含钢率效果明显一些。采用直径8-14mm的钢筋和100-150mm间距是比较合理的,结构全截面的配筋率不宜小于0.3%,应在0.3-0.5%之间。受力筋如能满足变形的构造要求则不再增加温度筋;构造筋不能起到抗约束作用的,应适当增加温度筋。水平筋的布置应放在受力筋的外面。
混凝土的“带模养护”不能代替保湿养护,保湿养护应采用“小水慢淋”的方式,使新浇混凝土处在潮湿的、温度相对稳定的环境中。应注意模板完全拆除的时间不能少于四天后,对于拆模较早和处于风口部位的墙板应特别注意水分蒸发对裂缝出现和发展的不良影响。
应尽可能地早一点进行地下结构的验收和回填,减少混凝土墙板在大气中暴露的时间。
参考文献
[1]贾相龙,高兴山.剪力墙裂缝成因分析与防治措施[J].黑龙江科技信息,2010,(5).
[2]渠运国,杨修茂,单玉坤.CL剪力墙结构体系的施工技术[J].天津建设科技,2007,(3).
[3]樊宇.浅析框架——剪力墙结构设计[J].中国科技信息,2006,(17).
作者简介:蔡霞(1979- ),女,浙江台州人,浙江省台州市黄岩区建筑工程质量监督站工程师,研究方向:建筑工程管理。