談談大體積混凝土裂縫控制
摘 要:隨著社會經濟的不斷發(fā)展,人們的物質生活及需求也在翻天覆地的變化,高樓大廈一座座拔地而起,使工程質量也不斷提高。目前大體積混凝土施工也越來越多,常常出現(xiàn)混凝土開裂現(xiàn)象。筆者結合這十幾年的工作實踐、工程特點和工作經驗,談談大體積混凝土施工幾點體會。
關鍵詞:大體積混凝土;裂縫;原因;預防;控制
1 工程概況
某工程,地下1層,地上16層,是一座綜合性的建筑工程?;A面積為1380m,基坑深度為5.6m,局部7.4m。地下室地板采用筏板基礎,筏板厚度為1.4m,局部為3.2m(集水坑處)。屬于大體積混凝土,為了保證地下室大體積混凝土施工質量,主要采取了如下技術措施。
2 裂縫產生的原因
大體積混凝土施工除了要滿足強度等級、抗?jié)B要求,關健還要嚴格控制混凝土在硬化過程中水化熱引起的內外溫差,防止因溫度應力而造成混凝土產生裂縫,因此,如何降低混凝土內部溫度成了該工程施工方案編制的重點。通過認真總結、分析和借鑒以往的施工經驗,對大體積混凝土產生裂縫的原因是由下述多種因素造成的。
2.1 設計因素
設計不合理,鋼筋配置不合理,沒有考慮溫差和收縮而產生裂縫,沒有采取相應的技術措施。
2.2 材料因素
原材料質量直接影響混凝土的性能和強度,是混凝土裂縫形成不可忽視的原因。
2.3 混凝土配合比設計因素
砂、石含泥量超標、級配不合理,外加劑、摻和料選擇不當,配合比沒有經過試配確定等。
2.4 施工措施因素
施工技術措施沒有針對性,沒有質量預控措施,施工組織不力,管理措施跟不上等。
3 施工方法
混凝土結構工程質量的好壞,除了受到材料性質及配合比成分等因素的影響外,施工過程中混凝土的攪拌、運輸、澆筑、振搗和養(yǎng)護都直接影響著工程質量。施工人員應高度重視施工質量,要高標準、嚴要求,做到思想重視、組織嚴密、措施落實、施工精細。
該工程材料采用自動計量,混凝土現(xiàn)場攪拌,混凝土運輸采用泵送。澆搗時,振搗捧要快插慢拔,根據(jù)的混凝土坍落度正確掌握振搗時間,避免過振或漏振,采用二次振搗、二次抹面技術,以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。
4 澆筑混凝土質量控制方法
施工前應根據(jù)施工組織設計,編制有針對性的施工方案,制定施工技術措施,建立施工管理組織,明確施工操作方法,進行詳細施工技術交底。施工中及時進行質量檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
該工程混凝土澆筑采用“一個坡度、層層澆筑、一次到頂”的方針。根據(jù)混凝土泵送時形成的坡度,在上層與下層布置兩道振搗點:第一道布置在混凝土卸料點,主要解決上部振實;第二道布置在混凝土坡角處,確保下部混凝土的密實。先振搗料口處混凝土,以形成自然流淌坡度,然后全面振搗。為提高混凝土的極限拉伸強度,防止因混凝土沉落而出現(xiàn)裂縫,減少內部微裂,提高混凝土密實度,還采取二次振搗法。在振搗棒拔出時混凝土仍能自行閉合而不會在混凝土中留孔洞,這時是施加二次振搗的合適時機。由于泵送混凝土表面水泥膠漿較厚,在澆筑2h-4h后,先用長刮尺按標高刮平,然后用木抹反復搓壓數(shù)遍,使其表面密實,在初凝前用鐵板壓光。這樣既能較好地控制混凝土表面龜裂,又能減少混凝土表面水分散發(fā)。
5 裂縫的控制措施
5.1 設計因素
在圖紙會審時或與設計人員交流時,建議設計單位采取相應的技術處理措施。
?、俜e極采用補償收縮混凝土技術。在常見的混凝土裂縫中,有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫,可在混凝土中摻入膨脹型外加劑,來補償混凝土的收縮,實踐證明,效果是很好的。
?、谠诮Y構設計中,設計人員應重視對于構造鋼筋的配置,特別對于混凝土墻板等薄壁構件不宜采用粗直徑鋼筋,盡量采用細直徑(中12或14)、小間距(80mm~120mm)密筋配置或在鋼筋表面增加鋼板網,以增加混凝土表面抗裂力。
③對于大體積混凝土,建議在設計中考慮采用60d齡期混凝土強度值作為設計值,以減少混凝土單方水泥用量,并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。
5.2 材料選擇
?、俑鶕?jù)結構的要求選擇低水化熱類礦渣水泥或礦渣硅酸鹽水泥,以減少混凝土在硬化過程中水化熱過高。
?、谶x用級配優(yōu)良的砂、石原材料,其含泥量應符合規(guī)范要求。
?、鄯e極采用摻合料和緩凝膨脹型外加劑,可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
?、芡饧觿搅恳凑债a品使用說明書的具體要求,通過有資質的實驗室試配確定。
5.3 混凝土配合比設計確定
配合比要通過實驗室試配來確定,依據(jù)施工現(xiàn)場的原材料選用情況和混凝土輸送方式、澆搗工藝、操作水平、構件截面等情況,選擇合理的混凝土的坍落度。實驗室提供的混凝土配合比為理論配合比,在混凝土配置前,要根據(jù)施工現(xiàn)場砂、石等原材料含水率和質量情況及時調整為施工配合比。
該工程混凝土設計標號為C35,抗?jié)B等級為s6,坍落度為110~130。
配合比采用:水:水泥:中砂:碎石:外加劑=185:394∶731∶1051:39.4
水泥為P.042.5礦渣硅酸鹽水泥,外加劑為緩凝泵送型UEA—w膨脹劑。
5.4 降溫和保溫措施
大體積混凝土施工首先要考慮混凝土在硬化過程中,因水化熱過高而引起混凝土內部的溫度劇增,在施工時應根據(jù)工程特點和施工季節(jié)采取相應措施。該工程地下室底板混凝土澆筑是在八月初,是炎熱的夏季,對混凝土產生裂縫如何控制應作為重點。因此,該工程采取將溫和保溫相結合方法,控制混凝土裂縫的產生。
?、俨捎媒档突炷恋娜肽囟龋玫叵滤?水溫在25℃左右),對粗骨料進行沖洗,一方面可以降低粗骨料表面溫度,另一方面減少粗骨料含泥量,達到降低混凝土人模溫度的目的。
②采取了必要降溫措施:埋設50鍍鋅鋼管(通水結束后,管內注入水泥漿),間距為2000上下兩層,相互錯開,在混凝土施工完成12h后進行通水;使用降水井中的地下水,通過蓄水池形成自流,水流量根據(jù)出水ZI1溫度進行調整。避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。測溫水管布置圖見圖1。
③澆搗成型后,應采取在混凝土表面覆蓋薄膜、麻袋片等方式進行保溫,以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。
6 混凝土測溫
為及時掌握混凝土內部溫度的變化值,根據(jù)厚度不同,在基礎內埋設測溫點2組共6個點,每組深度分別設在板中及距表面、底面300mm處,分別測量底表溫度、中心溫度、表面溫度,測溫管均露出混凝土表面50mm。測溫點布置圖見圖2。
測溫工作在混凝土澆筑完畢后開始進行,測溫頻率持續(xù)15d左右。具體安排是:前3d,每2h測溫1次;4d一8d,每4h測溫1次;9d15d,每6h測溫1次?;炷翝仓?,經過溫度測量,中心最高溫度發(fā)生在第2~4天,最高溫度50.1℃。混凝土中心與表面溫度升降基本同步上升,在前10d溫差始終保持在8~C一18℃左右,遠遠低于不安全溫差25℃,后5d溫差保持在3~C一5℃左右,說明溫度得到有效控制,溫差控制理想。
7 混凝土養(yǎng)護措施
在混凝土裂縫的防治工作中,對混凝土的早期養(yǎng)護工作尤為重要。為保證混凝土早期盡可能減少收縮,該工程表面采用農膜、麻袋片覆蓋保溫,蓄水養(yǎng)護,蓄水養(yǎng)護時間為15d。
8 現(xiàn)場管理
要加強項目管理力度,管理層與操作人員要有凝聚力,在管理方面首先做好技術交底工作,讓所有操作人員都要按方案、措施進行操作。加強過程控制,特別要強化施工工作面控制,要有專業(yè)技術人員值班,時時跟蹤檢查、指導工作,每進行一個環(huán)節(jié),安排、指揮到位,做好值班記錄,直到所有混凝土全過程施工完畢為止。
9 結束語
混凝土裂縫的形成往往是多種因素綜合作用而形成的,原因非常復雜。如果施工措施不力,工藝不正確,極易產生裂縫。我們只是在控制裂縫產生的方面做了一些工作,實踐證明混凝土裂縫得到有效地控制。在本案例中,由于采取了有效的施工措施和施工方法,較好地控制了地下室底板混凝土裂縫的產生。通過地下室蓄水試驗沒有發(fā)生滲漏現(xiàn)象,確保了工程質量,受到業(yè)主及當?shù)刭|量監(jiān)督部門的認可。
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