基础底板大体积混凝土裂缝控制探讨
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作者: 李志新
摘 要:筏板基础是高层建筑工程的基础结构形式之一,这种结构形式通常是面积大厚度高。大体积混凝土的最大特点是施工过程结束后容易出现裂缝,所以如何控制混凝土由于温度变形造成的裂缝,提高混凝土的抗渗、抗裂和抗浸蚀性,是基础工程大体积混凝土施工的关键问题。
关键词:混凝土裂缝;混凝土配合比;温度控制
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2010)06-0316-01
1 混凝土裂缝产生原因分析
1.1 温度差引起的温度应力是大体积混凝土可能产生裂缝的主要原因
水泥在水化过程中产生大量热量即水化热,使处于绝热温升的值很大,结合工程实例的热工计算可达到56℃-72℃(1.0m厚至1.8m厚)。施工及验收规范指出,当混凝土内部温度与表面温度之差大于25℃时产生的温度应力,会使混凝土产生裂缝。此外,混凝土的内部应力与构件的约束条件,如构件的断面和构件周围的围档物等有关,混凝土的变形受内外约束条件的影响。约束条件产生的约束应力,使混凝土在温度上升时产生的膨胀变形受到限制,于是将混凝土的温度下降时,则针产生较大的拉应力,这种拉应力若超过混凝土的抗拉强度,就会出现垂直裂缝。
1.2 混凝土的收缩应力,使混凝土的收缩应力,使混凝土产生收缩变形,是产生裂缝的又一个原因
混凝土在硬化之前处于塑性状态极易产生塑性收缩裂缝。在上部混凝土的均匀下沉受到限制时,其水平方向的收缩与垂直方向收缩不同步,因此会形成不规则的垂直裂缝。混凝土在浇筑完成后,在水分蒸发过程中发生干燥收缩,由于表面的干燥速度快,中心部位干燥慢,因此会在表面产生拉应力致使混凝土出现裂缝。
2 我们采取的防止裂缝产生的技术组织措施
2.1 选择合理的混凝土配合比
应尽量采取水化热低和安定性好的水泥,并在满足设计强度要求的前提下,尽可能减少水泥用量,以减少水泥的水化热。
例如:我们选用抚顺水泥厂生产的浑河牌525#大坝水泥,用量为440kg/m3(其水化热值为420kJkg)。用浑河中砂,含泥量≤1%。为推迟水化热的高峰值期,采用JL―143型缓凝型泵送剂。防水剂用UE膨胀剂,用量为水泥量的12%。为使配合比符合混凝土设计强度要求和保证混凝土不裂缝,我们将试验配合比单交混凝土商试验,在一致认为可行时,确定下来。在与混凝土商签订供货合同时,将这个配合比明确地详细地写进去,这是保证大体积混凝土质量的最重要的条件。
2.2 为控制混凝土入模温度
为控制混凝土入模温度,应想办法降低混凝土浇筑温度,使浇筑温度不超过28℃―29℃。为了降低入模温度低了可将浇筑温度(浇筑后混凝土表面以下100mm处的温度)降到28℃以内。混凝土的内部温度是水泥水化热产生的绝热温度和浇筑温度的叠加,结合工程实测混凝土内部最高峰值温度主楼为75℃,裙楼为65℃,与热工计算得出的数值基本相符。
2.3 分层浇筑,增加散热层面,减少应力约束,增大散热量,缩短散热过程
整个筏板基础以后浇带为界划分区段进行,每个段形成相对独立的块体,每施工段独立浇筑。这样就把特大体积的筏板基础分割为体积不大的块体,这就削弱了约束力,减少了因为应力约而产生裂缝的机会。同时混凝土体积小了,水泥水化热量相对地也就小了。
2.4 分层均匀振捣,拍打抹压,使混凝土密实,增加强度,增大抗裂能力
混凝土振捣是保证混凝土质量的关键工序,振捣均匀密实减少内部空隙,实现高密实度,是防止裂缝,满足防水性能的基本保证。应注意构件的边缘处,特别是基础与地下室外墙相交的墙上施工缝必须反复振捣。振捣应快插慢拔,振捣持续时间20――30秒,同时以出现浮浆和不再沉降为准。
2.5 指定合理的浇筑实施方案,保证连续浇注,防止出现施工缝破坏整体性
制定合理的商品混凝土浇筑实施方案,是在保证质量的前提下实现预定浇注工期计划的保证。大体积混凝土的施工计划方案应由总承包方和混凝土商共同制定,由混凝土商首先提出书面计划。内容包括浇筑施工段的划分,浇筑方向顺序,泵车台数,运输车台数,运输线路,弯道布置,浇筑方法,浇筑持续时间以及热工计算予计内部温度等。
2.6 合理及时养护、进行温度测量,根据温度变化及时采取措施,防止混凝土表面温度与大气温度差超过25℃。
我们采取用麻袋片或草帘子覆盖放水养护的方法来调整混凝土表面温度。在混凝土浇筑完成12小时终凝后开始升温,升温时间很短,经测量在浇筑完成后第36小时就达到了最高峰值。
我们在混凝土强度达到1.2N/mm2时就覆盖浇水,在升温阶段它起散热保湿的作用,在降温阶段则起保温作用。
经实测温度曲线图统计,混凝土的内部温度(1.2m处)在浇筑完成12小时终凝就为55℃,33小时达到67℃,36小时达到75℃,为最高峰值。以后逐渐进入降温阶段,直到第12天才与大气温度趋于一致为28℃左右。
上述测量结果表明,混凝土内部温度与表面温度之差,在31℃-37℃之间,温差值在各个测量时间均超过数在6-12℃之间,超过幅度为24-40℃。混凝土表面温度与环境大气温度之差,在终凝后始终处与6-12℃之间,未超过25℃。混凝土内部温度与表面温度之差远远超过大体积混凝土定义所限定的温度差范围,但是却没有因为温度差大而产生裂缝。
因此,在混凝土终凝后及早放水养护是防止升温期温度突然下降,降温阶段温度散失过快的有效措施事实证明,在温差超过25℃时,只要覆盖和放一定深度的水,就可以保证混凝土不产生裂缝。
参考文献
[1]混凝土结构工程施工质量验收规范,GB50204-2002.
[2]大体积混凝土施工技术规范,GBT50496-2009.
[3]建筑工程冬季施工规程,JGJ104-97.
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