谈谈大体积混凝土裂缝控制
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作者: 黄 翔
摘 要:随着社会经济的不断发展,人们的物质生活及需求也在翻天覆地的变化,高楼大厦一座座拔地而起,使工程质量也不断提高。目前大体积混凝土施工也越来越多,常常出现混凝土开裂现象。笔者结合这十几年的工作实践、工程特点和工作经验,谈谈大体积混凝土施工几点体会。
关键词:大体积混凝土;裂缝;原因;预防;控制
1 工程概况
某工程,地下1层,地上16层,是一座综合性的建筑工程。基础面积为1380m,基坑深度为5.6m,局部7.4m。地下室地板采用筏板基础,筏板厚度为1.4m,局部为3.2m(集水坑处)。属于大体积混凝土,为了保证地下室大体积混凝土施工质量,主要采取了如下技术措施。
2 裂缝产生的原因
大体积混凝土施工除了要满足强度等级、抗渗要求,关健还要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差,防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝,因此,如何降低混凝土内部温度成了该工程施工方案编制的重点。通过认真总结、分析和借鉴以往的施工经验,对大体积混凝土产生裂缝的原因是由下述多种因素造成的。
2.1 设计因素
设计不合理,钢筋配置不合理,没有考虑温差和收缩而产生裂缝,没有采取相应的技术措施。
2.2 材料因素
原材料质量直接影响混凝土的性能和强度,是混凝土裂缝形成不可忽视的原因。
2.3 混凝土配合比设计因素
砂、石含泥量超标、级配不合理,外加剂、掺和料选择不当,配合比没有经过试配确定等。
2.4 施工措施因素
施工技术措施没有针对性,没有质量预控措施,施工组织不力,管理措施跟不上等。
3 施工方法
混凝土结构工程质量的好坏,除了受到材料性质及配合比成分等因素的影响外,施工过程中混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣和养护都直接影响着工程质量。施工人员应高度重视施工质量,要高标准、严要求,做到思想重视、组织严密、措施落实、施工精细。
该工程材料采用自动计量,混凝土现场搅拌,混凝土运输采用泵送。浇捣时,振捣捧要快插慢拔,根据的混凝土坍落度
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正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
4 浇筑混凝土质量控制方法
施工前应根据施工组织设计,编制有针对性的施工方案,制定施工技术措施,建立施工管理组织,明确施工操作方法,进行详细施工技术交底。施工中及时进行质量检查,发现问题及时处理。
该工程混凝土浇筑采用“一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方针。根据混凝土泵送时形成的坡度,在上层与下层布置两道振捣点:第一道布置在混凝土卸料点,主要解决上部振实;第二道布置在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。先振捣料口处混凝土,以形成自然流淌坡度,然后全面振捣。为提高混凝土的极限拉伸强度,防止因混凝土沉落而出现裂缝,减少内部微裂,提高混凝土密实度,还采取二次振捣法。在振捣棒拔出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞,这时是施加二次振捣的合适时机。由于泵送混凝土表面水泥胶浆较厚,在浇筑2h-4h后,先用长刮尺按标高刮平,然后用木抹反复搓压数遍,使其表面密实,在初凝前用铁板压光。这样既能较好地控制混凝土表面龟裂,又能减少混凝土表面水分散发。
5 裂缝的控制措施
5.1 设计因素
在图纸会审时或与设计人员交流时,建议设计单位采取相应的技术处理措施。
①积极采用补偿收缩混凝土技术。在常见的混凝土裂缝中,有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝,可在混凝土中掺入膨胀型外加剂,来补偿混凝土的收缩,实践证明,效果是很好的。
②在结构设计中,设计人员应重视对于构造钢筋的配置,特别对于混凝土墙板等薄壁构件不宜采用粗直径钢筋,尽量采用细直径(中12或14)、小间距(80mm～120mm)密筋配置或在钢筋表面增加钢板网,以增加混凝土表面抗裂力。
③对于大体积混凝土,建议在设计中考虑采用60d龄期混凝土强度值作为设计值,以减少混凝土单方水泥用量,并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
5.2 材料选择
①根据结构的要求选择低水化热类矿渣水泥或矿渣硅酸盐水泥,以减少混凝土在硬化过程中水化热过高。
②选用级配优良的砂、石原材料,其含泥量应符合规范要求。
③积极采用掺合料和缓凝膨胀型外加剂,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
④外加剂掺量要按照产品使用说明书的具体要求,通过有资质的实验室试配确定。
5.3 混凝土配合比设计确定
配合比要通过实验室试配来确定,依据施工现场的原材料选用情况和混凝土输送方式、浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况,选择合理的混凝土的坍落度。实验室提供的混凝土配合比为理论配合比,在混凝土配置前,要根据施工现场砂、石等原材料含水率和质量情况及时调整为施工配合比。
该工程混凝土设计标号为C35,抗渗等级为s6,坍落度为110~130。
配合比采用:水:水泥:中砂:碎石:外加剂=185:394∶731∶1051:39.4
水泥为P.042.5矿渣硅酸盐水泥,外加剂为缓凝泵送型UEA―w膨胀剂。
5.4 降温和保温措施
大体积混凝土施工首先要考虑混凝土在硬化过程中,因水化热过高而引起混凝土内部的温度剧增,在施工时应根据工程特点和施工季节采取相应措施。该工程地下室底板混凝土浇筑是在八月初,是炎热的夏季,对混凝土产生裂缝如何控制应作为重点。因此,该工程采取将温和保温相结合方法,控制混凝土裂缝的产生。
①采用降低混凝土的入模温度,用地下水(水温在25℃左右),对粗骨料进行冲洗,一方面可以降低粗骨料表面温度,另一方面减少粗骨料含泥量,达到降低混凝土人模温度的目的。
②采取了必要降温措施:埋设50镀锌钢管(通水结束后,管内注入水泥浆),间距为2000上下两层,相互错开,在混凝土施工完成12h后进行通水;使用降水井中的地下水,通过蓄水池形成自流,水流量根据出水ZI1温度进行调整。避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。测温水管布置图见图1。
③浇捣成型后,应采取在混凝土表面覆盖薄膜、麻袋片等方式进行保温,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
6 混凝土测温
为及时掌握混凝土内部温度的变化值,根据厚度不同,在基础内埋设测温点2组共6个点,每组深度分别设在板中及距表面、底面300mm处,分别测量底表温度、中心温度、表面温度,测温管均露出混凝土表面50mm。测温点布置图见图2。
测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行,测温频率持续15d左右。具体安排是:前3d,每2h测温1次;4d一8d,每4h测温1次;9d15d,每6h测温1次。混凝土浇筑后,经过温度测量,中心最高温度发生在第2～4天,最高温度50.1℃。混凝土中心与表面温度升降基本同步上升,在前10d温差始终保持在8~C一18℃左右,远远低于不安全温差25℃,后5d温差保持在3~C一5℃左右,说明温度得到有效控制,温差控制理想。
7 混凝土养护措施
在混凝土裂缝的防治工作中,对混凝土的早期养护工作尤为重要。为保证混凝土早期尽可能减少收缩,该工程表面采用农膜、麻袋片覆盖保温,蓄水养护,蓄水养护时间为15d。
8 现场管理
要加强项目管理力度,管理层与操作人员要有凝聚力,在管理方面首先做好技术交底工作,让所有操作人员都要按方案、措施进行操作。加强过程控制,特别要强化施工工作面控制,要有专业技术人员值班,时时跟踪检查、指导工作,每进行一个环节,安排、指挥到位,做好值班记录,直到所有混凝土全过程施工完毕为止。
9 结束语
混凝土裂缝的形成往往是多种因素综合作用而形成的,原因非常复杂。如果施工措施不力,工艺不正确,极易产生裂缝。我们只是在控制裂缝产生的方面做了一些工作,实践证明混凝土裂缝得到有效地控制。在本案例中,由于采取了有效的施工措施和施工方法,较好地控制了地下室底板混凝土裂缝的产生。通过地下室蓄水试验没有发生渗漏现象,确保了工程质量,受到业主及当地质量监督部门的认可。
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