大體積混凝土裂縫控制的施工措施

1、大體積混凝土裂縫控制的施工措施大體積混凝土裂縫控制的施工措施大體積混凝土裂縫控制的施工措施【摘要】 ：混凝土結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫， 大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫尤為普遍， 特別是基礎(chǔ)貫通裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力， 同時可能危害到建筑物的安全使用。 本文結(jié)合工程實際，闡述了大體積混凝土裂縫控制的施工措施?！娟P(guān)鍵詞】 ：基礎(chǔ)大體積混凝土 裂縫控制 施工措施中圖分類號： TV544+.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：1 前言近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)和建筑技術(shù)的發(fā)展，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，大型構(gòu)筑物或高層建筑物不斷增多，混凝土結(jié)構(gòu)日

2、益受到人們的歡迎；于是大體積混凝土逐漸成為構(gòu)成大型設(shè)施或高層主體的重要組成部分，然而混凝土結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫尤為普遍。美國混凝土學(xué)會給出了大體積混凝土的定義：任何現(xiàn)澆混凝土, 其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度的減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。 這就提出了大體積混凝土開裂的問題，開裂問題在工程施工中裂縫一旦形成，特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫出現(xiàn)在重要結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時可能危害到建筑物的安全使用。 所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個值得關(guān)注的問題。2 大體積

3、混凝土裂縫形成的原因裂縫產(chǎn)生的原因可分為兩類： 一是材料型裂縫， 是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。 二是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的， 包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計算中的主要應(yīng)力以及施工中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。 本文主要探討施工中產(chǎn)生的裂縫。2.1 工程實例大體積混凝土裂縫控制的施工措施南出口安置房（南區(qū)）工程 2#、3#樓工程位于蘭州七里河區(qū)蘭工坪路，周邊建筑物密集，施工場地狹小。 2#、3#樓地上 32 層，地下二層，建筑面積 38700 m², 剪力墻結(jié)構(gòu)；地下室部分基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底板厚度 1400mm。2.2 基礎(chǔ)底板大體積混凝土施

4、工(1 ）工程主樓基礎(chǔ)采用平板式筏形基礎(chǔ)， 純地下室及裙房采用柱、墻下獨(dú)立基礎(chǔ)加構(gòu)造底板的形式。基礎(chǔ)底板厚度 1400mm，主樓基礎(chǔ)底板平面形狀近似為矩形， 2#樓：長 64m×17m，3#樓：長 32m×17m, 主樓與地下車庫間設(shè)寬 800 的后澆帶，基礎(chǔ)地下室混凝土強(qiáng)度等級采用 C35防滲混凝土，抗?jié)B等級 S8，基礎(chǔ)底板混凝土約 2400m³。(2) 由于基礎(chǔ)混凝土工程量大，基坑較深，為確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性和安全性， 考慮施工搭接和市區(qū)施工的困難， 基礎(chǔ)底板以后澆帶為界分為 A、B 兩段施工， A 段為后澆帶以北 2#樓部分，混凝土量約為 1600m

5、³；B 段為 3#樓部分，混凝土量約為 800m³。每段水平方向不留施工縫， 一次性澆筑； 豎向在剪力墻外墻高 300mm處留設(shè)施工縫。(3) 混凝土采用商品混凝土， 澆筑時采用“分層澆筑、 循序推進(jìn)”的澆筑工藝。澆筑時先在一個部位進(jìn)行，分兩次達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，混凝土形成扇形向前流動，然后在其坡面上連續(xù)澆筑，循序推進(jìn)。這種澆筑方法能較好的適應(yīng)泵送工藝， 便于每車混凝土都澆筑在前一車混凝土形成的坡面上，確保每層混凝土之間的澆筑間隙不超過規(guī)定的 2h。同時可解決頻繁移動泵管的問題， 也便于澆筑完成后的部位進(jìn)行覆蓋和保溫。(4) 混凝土澆筑時在每臺泵車的出灰口配置 3

6、4 臺插入式振搗器，由于混凝土的塌落度比較大，在 1400mm厚的底板內(nèi)可斜向流淌1 米遠(yuǎn)左右， 2 臺振搗器主要負(fù)責(zé)下部斜坡流淌處振搗密實，另外 2 臺主要負(fù)責(zé)頂部混凝土振搗， 混凝土澆筑至設(shè)計標(biāo)高后， 用長刮尺刮平，清除殘余浮漿后用木抹子收面， 待混凝土收水后用鐵抹子反復(fù)壓光，壓閉混凝土表面毛細(xì)孔，提高混凝土防水性能和表面觀感。（ 5）根據(jù)泵送工藝要求，混凝土塌落度在現(xiàn)場出料時嚴(yán)格控制為 160±30mm,凡超出此范圍的，一律退場，專人負(fù)責(zé)此項工作，決大體積混凝土裂縫控制的施工措施不允許在現(xiàn)場加水。2.3 基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因（ 1）基礎(chǔ)大體積混凝土施工，由于混凝土內(nèi)部

7、與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度， 從而引起較大的表面拉應(yīng)力。同時在此刻混凝土的齡期很短， 抗拉強(qiáng)度很低， 溫度產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過此刻的混凝土極限抗拉強(qiáng)度， 就會在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑完成后的第三天（升溫階段） 。（ 2）混凝土降溫階段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時收縮。 這兩種收縮由于受到基地或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。3 基礎(chǔ)混凝土配合比的選定3.1 混凝土配合比根據(jù)上述對基礎(chǔ)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因分析，混凝土配合

8、比的選定是至關(guān)重要的。 經(jīng)與商品混凝土廠家 （蘭州永佳商品混凝土公司）一起反復(fù)試配，選定的配合比中水泥: 砂子: 石子: 水為1:3.52:4.86:0.44，另 DXH-B外加劑 1.8%，UEA-H微膨脹劑 0.23%，CF礦粉 0.54%。3.2 原材料的選用（1）水泥：選用中材甘肅祁連山水泥廠 #525 普通硅酸鹽水泥，出廠后貯存 7d 以上，使用前經(jīng)復(fù)試，合格后方能使用。（2）砂、石料：采用細(xì)度模數(shù)大于 2.4 的中砂， 525mm碎石，級配良好；砂、石含泥量均要小于 1%。（3）摻合料：選用甘肅酒鋼礦渣磨細(xì)的高性能磨細(xì)礦粉，比表面積 400m²以上。（4）外加劑：

9、減水劑采用選用 DXH-B型高效緩凝減水劑；微膨脹劑選用甘肅中科工程材料公司生產(chǎn)的 UEA-H高效混凝土膨脹劑。3.3 配合比的特點(diǎn)和作用（1）此工程中選用的配合比一個最大的特點(diǎn)，就是水泥用量僅為 220Kg/m³（一般 C35、S8 的混凝土，水泥用量為 350400Kg/m³）。混凝土最高絕熱溫度Tmax與每立方混凝土內(nèi)的水大體積混凝土裂縫控制的施工措施泥用量成線性正比關(guān)系。 此工程通過降低水泥用量以防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生， 在保證混凝土強(qiáng)度的前提下， 通過摻加高性能磨細(xì)礦粉，取代部分水泥以減少水泥用量。 磨細(xì)礦粉的摻量為膠凝材料用量的 30%。選擇

10、減少水泥用量而不是選用初凝時間長、水化熱低的礦渣水泥，是因為礦渣水泥的析水性比普通硅酸鹽水泥強(qiáng)， 在澆筑層表面有大量水析出， 析出的水聚集在上下兩澆筑層的表面， 造成混凝土的水灰比改變，形成了一層含水量多的夾層，妨礙兩層混凝土粘合，破壞混凝土的整體性，這種混凝土的泌水性與用水量成正比。（2）目前市場上用作混凝土摻合料的除磨細(xì)礦粉外，還有粉煤灰、硅灰和沸石粉等。由于粉煤灰的耐久性不如磨細(xì)礦粉，硅灰相對來源少、價格貴，沸石粉則需水量過大，摻入后增加混凝土泌水性，故選用高性能磨細(xì)礦粉作為此工程混凝土的摻合料。（3）由于水泥砂漿和粗骨料的粘結(jié)強(qiáng)度即界面粘結(jié)力大小是決定混凝土強(qiáng)度的主要因素之一。 因此選

11、擇與水泥適應(yīng)性好、 減水率高的優(yōu)質(zhì)外加劑也至關(guān)重要。 同時考慮到基礎(chǔ)大體積混凝土計劃澆筑時間為 9 月上旬，當(dāng)時的白天氣溫仍在 26以上，為使混凝土的初凝時間滿足施工要求， 摻用 DXH-B型高效緩凝減水劑試配后， 混凝土性能完全滿足了設(shè)計和施工要求。（ 4）鑒于市場上 UEA微膨脹劑種類多而雜，經(jīng)多方考證，慎重選用甘肅中科工程材料公司的專利產(chǎn)品第五代 UEA高效混凝土微膨脹劑（ UEA-H）。4 基礎(chǔ)混凝土的測溫和養(yǎng)護(hù)為防止大體積混凝土內(nèi)外溫差超過限制而產(chǎn)生溫度裂縫， 在混凝土內(nèi)布置測溫點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)內(nèi)部實際溫度變化情況，監(jiān)視溫差波動，以指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)工作?；A(chǔ)混凝土振搗時氣溫較高，在混凝土表面用木

12、夯緊壓整平后，覆蓋一層塑料薄膜，兩層麻袋布（草袋） ，并澆水濕潤，此后根據(jù)溫控數(shù)據(jù)確定覆蓋材料的增減。基礎(chǔ)筏板測溫點(diǎn)共布置 27 點(diǎn)，另有薄膜下溫度測點(diǎn) 2 個，大氣溫度和室內(nèi)溫度各 1 個測點(diǎn)，由于測溫點(diǎn)數(shù)量不多， 因此采用了 CU50 熱電阻和電子測溫儀進(jìn)行檢測。大體積混凝土裂縫控制的施工措施根據(jù)經(jīng)驗，大體積混凝土的溫差變化在 172h 波動最大，因此在這段時間現(xiàn)場值班不間斷測溫，測試頻率每 2h 一次，測試時要求記錄一下數(shù)據(jù)：混凝土入模溫度；每次測溫時間，各測溫點(diǎn)溫度值；各部位保溫材料的覆蓋和去除時間； 澆水養(yǎng)護(hù)或恢復(fù)保溫時間；異常情況如雨、風(fēng)等發(fā)生的時間。測溫確定混凝土內(nèi)中心溫度與表面

13、薄膜下溫差達(dá)到27時，必須采取保溫應(yīng)急措施，實測溫度顯示大多數(shù)測試點(diǎn)溫度差在 25以下，僅有 2 點(diǎn)溫差超過 29，現(xiàn)場采取停止?jié)菜B(yǎng)護(hù)和覆蓋雙層干麻袋后在 1h 內(nèi)即以提高表面溫度來降低內(nèi)外溫差。5 裂縫施工注意事項（ 1）大體積混凝土施工控制表面溫度裂縫的產(chǎn)生，首先應(yīng)從選定混凝土配合比入手。只要對摻合料、緩凝減水劑等選擇合適，通過試配完全可以大大降低每立方混凝土的水泥用量， 降低混凝土的最高絕熱溫度，從根本上解決升溫階段的裂縫產(chǎn)生。（2）摻加高性能磨細(xì)礦粉能有效的降低每立方混凝土的水泥用量，其性能由于粉煤灰。（3）對于基礎(chǔ)大體積混凝土而言，養(yǎng)護(hù)措施極為重要，應(yīng)根據(jù)施工時的氣溫、測溫情況， 采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方法。布置合理的測溫手段是必不可少的，可以為養(yǎng)護(hù)提供調(diào)整依據(jù)。6 結(jié)束語大體積混凝土的開裂是目前工程項目施工關(guān)注的一個重要問