大體積鋼纖維混凝土裂縫控制施工工法

江西***建設(shè)集團公司大體積鋼纖維混凝土裂縫控制工法二00八年七月月十八日1、前言隨著國民經(jīng)濟的的發(fā)展，大型現(xiàn)代化化的技術(shù)設(shè)施施或構(gòu)筑物不不斷增多，而而大體積混凝凝土是構(gòu)成其其主體的重要要組成部分。由由于大體積混混凝土體積厚厚大，水泥水水化時所產(chǎn)生的大量熱量造成混凝土內(nèi)內(nèi)部溫度較高高，易造成較大的的內(nèi)外溫差；；又由于混凝土土的抗拉強度度低，彈性模模量小，致使使混凝土開裂裂，影響工程程質(zhì)量。因此此如何分析鑒鑒定裂縫的產(chǎn)產(chǎn)生和發(fā)展并并有效地進行行裂縫的控制制處理，對保保證混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的整體性性和正常使用用有重大意義義。我公司采用混凝凝土中摻入鋼鋼纖維和膨脹劑及一系系列溫度計算算、測試、養(yǎng)養(yǎng)護等“綜合溫控”施工技術(shù)，在在大體積混凝凝土施工中取取得良好效果果，較好地避避免了裂縫的產(chǎn)生，抗?jié)B滲性好。近幾幾年來，我公公司在江西醫(yī)醫(yī)學院γ射線機房、南豐中心醫(yī)醫(yī)院γ射線防輻射混凝土機房房，大體積裂縫縫控制施工取取得很好的效效果及成熟的的經(jīng)驗?，F(xiàn)整整理成一套行行之有效的大大體積混凝土土裂縫控制工工法。2、工法特點2.1利用鋼纖維優(yōu)良良的抗拉、抗抗彎、抗剪、阻阻裂、耐疲勞勞、高韌性等等性能和膨脹脹劑“補償收縮”及一系列溫度度計算、測試試、養(yǎng)護等“綜合溫控”施工技術(shù)，來控制混凝凝土結(jié)構(gòu)裂縫縫的產(chǎn)生，并并有利于提高高結(jié)構(gòu)的整體體性、抗?jié)B性性、同時提高高了結(jié)構(gòu)的抗抗震能力。2.2該大體積積混凝土的施施工工藝，減減少了施工工工序之間的交交叉，大大減少了水泥泥用量，節(jié)約約了材料；并并大幅度降低低了混凝土中中心溫度，可可以不用預埋埋冷卻水管，減少了施工工序，加快了了施工進度，節(jié)節(jié)約成本，獲獲得較好的技技術(shù)經(jīng)濟效果果。

3、使用范圍工業(yè)與民民用建筑中超超長、超厚（目目前最大厚度度達6.5M）現(xiàn)澆鋼筋筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)，如連續(xù)性性基礎(chǔ)底板、箱箱型基礎(chǔ)、設(shè)設(shè)備基礎(chǔ)、防防輻射墻等需需要裂縫控制制的鋼筋混凝凝土工程。44、工藝原理4.1從原材材料及配合比比的優(yōu)化上使混凝凝土產(chǎn)生的水水化熱減少，中中心溫度降低低；

4.2采用膨脹劑膨膨脹能補償收收縮；4.3摻加鋼纖纖維增強混凝凝土的極限抗抗拉性能，增增強混凝土的延性性，可以進一一步抵抗混凝凝土的開裂，同同時增加混凝凝土的抗震性性能；4.4加強養(yǎng)養(yǎng)護，控制混混凝土的內(nèi)外溫差，控制溫度梯度的變化。5、施工工藝5.1裂縫控制措措施5.1.1原材料的選選用。1、水泥：大體體積混凝土施施工應采用低低熱水泥。2、細骨料：：中粗砂，含含泥量<2%。細度模數(shù)數(shù)宜2.5~22.8。應有良好好的連續(xù)級配配。3、粗骨料：55~25MMM石子，減少少混凝土收縮縮。含泥量<1%，符合篩分分曲線要求。骨骨料中針狀和和片狀<15%（重量比）?？湛障堵室藶?0%左右。應有有良好的連續(xù)續(xù)級配。4、外加劑：大大體積混凝土土施工所用外外加劑與普通通混凝土有所所不同。應選選緩凝型高效效減水劑。緩緩凝作用：在在大體積混凝凝土中，水泥泥水化放出的的熱量不易消消散，容易造造成較大的內(nèi)內(nèi)外溫差，引引起混凝土開開裂，外加劑劑的緩凝作用用可使水泥水水化放熱速率率減慢，有利利于熱量消散散，使混凝土土內(nèi)部升溫降降低，這樣可可以避免產(chǎn)生生溫度裂縫。高高效減水作用用：高效減水水作用能大幅幅度減少混凝凝土拌合用水水泥。在水灰灰比保持基本本不變的情況況下，可大幅幅度減少混凝凝土中水泥用量，降降低水泥水化化熱。同時高效減減水劑應具有有較低的收縮率率。5、膨脹劑：當當膨脹劑加入入普通水泥和和水拌合后，水水化反應形成成膨脹性水化化物鈣礬石（C3A·33CaSO44·32H22O）膨脹源。當當混凝土膨脹脹時鋼筋產(chǎn)生生拉應力，與與此同時也就就在混凝土中中產(chǎn)生了相應應的壓應力。一一般來說，在在鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)中建立立0.2-00.7MPaa預壓應力，這這就相當于提提高了混凝土土的早期抗拉拉強度，同時時推遲了混凝凝土收縮的產(chǎn)產(chǎn)生過程，抗抗拉強度在此此期間得到較較大的增長，當當混凝土開始始收縮時，其其抗拉強度已已增長到足以以抵抗收縮產(chǎn)產(chǎn)生的拉應力力，從而防止止和大大減輕輕混凝土的收收縮開裂，達達到抗裂防滲滲的目的。膨脹劑要求低堿堿高膨脹效能能。14d混凝土膨脹脹率不小于2.0×110-4。6、鋼纖維：鋼鋼纖維混凝土土是在普通混混凝土中隨機機摻入亂向分分布的鋼纖維維所形成的一一種新型的多多項復合材料料。摻入鋼纖纖維后,混凝土的抗抗裂性能得到到明顯改善,有較好的阻阻裂作用,當裂縫尖端端與鋼纖維相相遇時,因裂縫無法法直接通過而而偏轉(zhuǎn)了方向向,緩沖了裂縫縫尖端處的應應力集中程度度,阻止了裂縫縫的擴展。鋼鋼纖維混凝土土的裂紋擴展展過程大致是是:隨著荷載的的增加,當裂縫擴展展通過或改變變方向繞過纖纖維增強效應應區(qū)時,裂縫將受到到纖維的阻擋擋而緩慢發(fā)展展或改變方向向繞過纖維而而在另一個較較易通過的區(qū)區(qū)內(nèi)通過,然后又被其其他纖維阻擋擋。同時,開裂區(qū)的纖纖維提供拉拔拔阻力,阻止裂紋張張開。由于纖纖維的亂向分分布,使這種阻裂裂也是亂向的的,這樣就增加加了裂紋開裂裂路徑的曲折折性,使鋼纖維混混凝土材料在在荷載作用下下表現(xiàn)為裂紋紋緩慢地增長長,呈現(xiàn)出“塑性”特征。鑒于于鋼纖維的阻阻裂作用,使鋼纖維混混凝土在破壞壞之前有較大大范圍的緩慢慢穩(wěn)定裂縫擴擴展。如果微裂縫的長長度大于纖維維間距,鋼纖維將跨跨越裂縫起到到傳遞荷載的的橋梁作用,約束裂縫的的進一步擴展展;如果微裂縫縫的長度小于于纖維間距,纖維將迫使使其改變延伸伸方向或跨越越纖維生成更更微細的裂縫縫場,顯著增大了了微裂縫擴展展的能量消耗耗。鋼纖維混混凝土在受荷荷(拉、彎)初期,水泥基料與與纖維共同承承受外力,當混凝土開開裂后,橫跨裂縫的的纖維成為外外力的主要承承受者。鋼纖纖維的摻入,顯著地提高高了混凝土的的抗拉強度及及由主拉應力力控制的抗彎彎強度、抗剪剪強度。鋼纖纖維混凝土較較好的韌性及及控制裂縫的的能力,彌補了混凝凝土的不足,成為混凝凝土良好的改改性材料，尤尤其是可以提提高混凝土的的抗震性能。因此鋼纖維混凝凝土克服了混混凝土抗拉強強度低、極限限延伸率小、性性脆等缺點，具有優(yōu)良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高韌性等性能。鋼纖維的摻入量量按體積一般般為l－2%，而按重量量計每立方米米混凝土中摻摻70－100Kg左右鋼纖維維，鋼纖維的的長度宜為25－60mm，直徑為0.25－1.25mmm，長度與直直徑的最佳比比值為50－700。鋼纖維抗拉拉強度不小于于380MPaa,應使用經(jīng)過過防銹處理且且具有錨固端端的鋼纖維；；鋼纖維長度度應與混凝土土粗集料最大大公稱粒徑相相匹配。摻鋼纖維混凝土土的特性鋼纖維混凝土的的特特性最大提高效率與與普普通混凝土土相相比沖擊強度40-60倍搞裂強度200%抗拉強度200%抗剪強度4-6倍抗扭強度200%抗彎強度200%抗壓強度25%疲勞強度約100倍耐磨耗性30%延展性200%滑動阻力15%耐熱性顯著提高耐凍性顯著提高7、摻和料：在在混凝土中可可摻加復合型型外加劑和粉粉煤灰，以減減少絕對用水水量和水泥用用量，改善混混凝土和易性性與可泵性，延延長緩凝時間間，增加混凝凝土的體積穩(wěn)穩(wěn)定性。5.1.2配合合比優(yōu)化鋼纖維自密實混混凝土的配合合比設(shè)計思路路是，首先通通過試驗調(diào)整整混凝土中的的粉體比例、外加劑品種和摻量等，確定出滿足施工指標要求的不摻加鋼纖維的自密實混凝土的配合比，為基準配合比；然后在此基準配合比的基礎(chǔ)上摻加不同摻量的鋼纖維，檢測鋼纖維混凝土的抗拉強度、抗彎強度和韌度指數(shù)等，確定滿足力學與變形指標。我們采用集料泵送混凝土砂率應在38%~42%之間，在滿足可泵性前提性，可盡量降低砂率。坍落度再滿足泵送的條件下盡量選擇小值，以減少收縮變形?；炷翍哂辛己玫暮鸵仔?，混凝土設(shè)計工作中應重點做好水化熱曲線的優(yōu)化工作。5.1.3控制制新鮮混凝土土的出機溫度度混凝土中的各種種原材料，尤尤其是石子與與水，對出機機溫度影響最最大。在氣溫溫較高時，宜宜在砂石堆場場設(shè)置簡易遮遮陽棚，必要要時可采用向向骨料噴水等等措施。對夏夏季施工的超超大體積混凝凝土可以采用用冰水攪拌。5.1.4控制制澆注入模溫溫度夏季施工時，在在輸送泵送時時采取降溫措措施，以防入入?；炷翜販囟壬?。如如在攪拌筒上上搭設(shè)遮陽棚棚蓋，在水平平輸送管道上上鋪草包噴水水避免日光曝曝。冬季施工工時，對結(jié)構(gòu)構(gòu)厚度在1.0米以上的大大體積混凝土土一般宜在正正溫攪拌和正正溫澆注，并并靠自身水化化熱進行蓄熱熱保溫。5.1.5混凝凝土的施工1、混凝土澆注注順序的安排排，以薄層連連續(xù)澆注以利利散熱，不出出現(xiàn)冷縫為原則。2、澆注厚度每每層不宜超過過50cm，可可采用加長高頻頻振搗棒振搗搗，1.2m××1.2m面積內(nèi)布置置振搗點建議議設(shè)置9個，呈交叉叉交體分布，振振搗時間為30~60秒，快插慢慢拔，插入下下一層厚度不不小于10mm。3、宜盡可能采采用二次振搗搗工藝，以提提高混凝土密密實度和抗拉拉強度，對大大面積的板面面要進行拍打打真實，去除除浮漿，實行行二次抹面，以以減少表面收收縮裂縫。4、混凝土在澆澆注振搗過程程中的泌水應應予以排除。5、根據(jù)土建工工程大體積混混凝土的特點點和施工經(jīng)驗驗，實測的混混凝土內(nèi)部中中心與表面溫溫度差，宜控控制在25℃之內(nèi)。6、利用測溫技技術(shù)進行信息息化施工，可可以全面了解解混凝土在強強度發(fā)展過程程中內(nèi)部溫度度場分布狀況況，并且根據(jù)據(jù)溫度梯度變變化情況，可可定性、定量量指導施工，控控制降溫速率率，控制裂縫縫的出現(xiàn)。5.1.6測溫溫1、應根據(jù)工程程項目的平面面形狀尺寸、厚厚度等不同情情況，合理、經(jīng)經(jīng)濟地布設(shè)測測溫點，并測測繪測溫點布布置圖。2、溫度測點以以集成溫度傳傳感器作感溫溫元件，要進進行篩選和防防老化處理。在在埋設(shè)前應對對感溫元件作作環(huán)氧樹脂封封閉。在澆注注前應按測溫溫布置圖要求求，對測點予予以固定和保保護，以確保保測溫工作的的順利進行。3、每次測溫后后，應立即匯匯總整理混凝凝土內(nèi)部溫度度場與溫差數(shù)數(shù)值，提供給給項目管理部部門，以指導導現(xiàn)場的施工工。5.1.7養(yǎng)護護養(yǎng)護是大體積混混凝土施工中中一項十分關(guān)關(guān)鍵的工作。養(yǎng)養(yǎng)護主要是保保持適宜的溫溫度和濕度，以以便控制混凝凝土內(nèi)表溫差差，促進混凝凝土強度的正正常發(fā)展及防防止混凝土裂裂縫的產(chǎn)生和和發(fā)展。養(yǎng)護護應派專人負負責。頂板二二次抹壓后，采采用薄膜與麻麻袋二層保溫溫保濕蓄水養(yǎng)養(yǎng)護，蓄水深深度不小于50mm。墻體在模模板上掛麻袋袋保溫保濕養(yǎng)養(yǎng)護，采用設(shè)設(shè)置淋水軟管管與灑水相合合方法。確保保混凝土在14d內(nèi)保持濕潤潤狀態(tài)，在養(yǎng)養(yǎng)護期間，混混凝土不允許許發(fā)白。同時時養(yǎng)護必須根根據(jù)混凝土內(nèi)內(nèi)表溫差和降降溫速率，及及時調(diào)整養(yǎng)護護措施。6、主要施工機機具設(shè)備6.1測溫設(shè)備備可采用的測測溫儀有XQC-3300大型長圖自自動平衡記錄錄儀和QZG-0010銅熱電阻溫溫度傳感器配配套改裝為定定時全自動擴擴展裝置，以以及我公司在在此基礎(chǔ)上進進一步改進完完善的新測溫溫儀，大體積積混凝土溫度度微機實時監(jiān)監(jiān)測儀和進口口的恒溜型集集成溫度傳感感器配套。6.2結(jié)構(gòu)支模模、扎筋、混混凝土拌制、運運輸、澆注等等所需的機具具設(shè)備，可根根據(jù)不同工程程對象按通常常施工要求設(shè)設(shè)置。但必須須確保連續(xù)澆澆注，并不得得出現(xiàn)冷縫。7、勞動組織77.1澆注前前與澆注施工工勞動力組織織按不同工程程對象的工作作面大小，泵泵車數(shù)量等通通常施工要求求安排。7.2養(yǎng)護階段段：按二班三三班晝夜值班班考慮。人員員有：每臺班班技術(shù)干部一一人，養(yǎng)護工工人根據(jù)工作作量安排。8、質(zhì)量控制8.1開工前前，根據(jù)工程程具體情況及及以往施工經(jīng)經(jīng)驗選擇原材材料及外加劑劑，并據(jù)以進進行熱工計算算，確定施工工工藝、施工工組織等作出出實施性施工工組織設(shè)計，經(jīng)經(jīng)過規(guī)定的審審批程序?qū)彶椴楹蠓娇墒┕すぁ?/p>

8.2原材料料、外加劑、配配合比等均要要經(jīng)過科學試試驗，達到工工程施工要求求的各項指標標。

8.3施工中中嚴格按照施施工組織設(shè)計計進行操作，確確保工程質(zhì)量量。

9、安全措施9.1編制施施工工藝細則則和安全操作作規(guī)則，組織織施工人員進進行安全培訓訓，技術(shù)安全全培訓合格者者方能上崗工工作。9.22進行高空施施工作業(yè)時，要要時刻注意安安全，做好預預防措施。

9.3遵守現(xiàn)現(xiàn)行安全施工工規(guī)范及質(zhì)量量驗收規(guī)范。10、效益分分析對比表1效益分析對對比施工方法施工難易程度施工周期勞動力材料質(zhì)量分層分塊方法施工縫處理清除除垃垃圾、扎筋筋、支支模有一定定的的難度技術(shù)停歇時間長長、工工序環(huán)節(jié)交交叉叉多，工期期長長重復施工及施工工縫縫處理等大大量量人工分層新老混凝土土需需增加構(gòu)造造鋼鋼筋因施工縫處理質(zhì)質(zhì)量量難以保證證結(jié)結(jié)構(gòu)整體性性、抗抗?jié)B性、抗抗震震性較差采用一次連續(xù)澆澆注注大體積施施工工可以連續(xù)澆筑，施施工較為方便便

工序環(huán)節(jié)交叉少少，連連續(xù)均衡施施工工，工期短短節(jié)省人工部分僅需增加少少量量構(gòu)造鋼筋筋節(jié)節(jié)約水泥確保質(zhì)量無裂縫縫，結(jié)結(jié)構(gòu)整體性性好好，提高結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗?jié)B能力力與與抗震能力力11、工程實例例

由我公公司施工的江江西省森林防防火預警監(jiān)測測總站大樓、南昌大學一附醫(yī)院設(shè)備房，設(shè)計采用厚大體積混凝土結(jié)構(gòu)，按照此工法施工后，工程驗收沒有產(chǎn)生裂縫。混凝土施工應著重解決原材料的選擇、配合比水化熱優(yōu)化、測溫和大體積混凝土施工等技術(shù)難題。11.1嚴格控制原材料：11.1.1選選用低水化熱熱水泥，采用用的是P·S42.5級礦渣水泥。11.1.2細細骨料（砂）：：細度模量2.6，含泥量1..2%，連續(xù)續(xù)級配。11.1.3粗粗骨料：采用用卵石,粒徑5～25mm，含泥量不大大于1%。要求：良好好的級配、空隙率不大大于42%。11.1.4鋼鋼纖維：北京京盾嶺型鋼纖纖維。11.1.5膨膨脹劑:UEEA高效低堿膨膨脹劑。11.1.6粉粉煤灰:II級粉煤灰。11.1.7高高減水率、低低收縮率、緩緩凝型的聚羧羧系高性能減減水劑。摻量量0.8%（占膠凝材材料用量），減減水率≥23%，收縮率≤105%。11.2水化熱熱曲線的優(yōu)化化：以上材料料確定提前二二個月做了前前期十幾組配配合比，優(yōu)化化混凝土水化化熱曲線及混混凝土工作性性能。優(yōu)化配配合比如下：：原材料水泥砂石子水減水劑膨脹劑粉煤灰鋼纖維用量(Kg/mm3)24080610681523．52181004711.3混凝土土嚴格按50cm分層灌筑、振振搗。用φ30加長高頻振振搗棒振搗，1.2m××1.2m面積內(nèi)布置置振搗點9個，呈交叉叉交體分布，振振搗時間為30~60秒，快插慢慢拔，插入下下一層厚度不不小于10mm。11.4混凝土的的養(yǎng)護派專人人負責。頂板板二次抹壓后后，采用薄膜膜與麻袋二層層保溫保濕蓄蓄水養(yǎng)護，蓄蓄水深度不小小于50mm。墻體在模模板上掛麻袋袋保溫保濕養(yǎng)養(yǎng)護，采用設(shè)設(shè)置淋水軟管管與灑水相合合方法。確保?；炷猎?4d內(nèi)保持濕潤潤狀態(tài)，在養(yǎng)養(yǎng)護期間，混混凝土不允許許發(fā)白。11.5溫控測測量:配備專職測測溫人員,按兩班制考考慮以澆筑塊體對稱稱軸線的半條條軸線為測溫溫區(qū)，在測溫溫