超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)措施

超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)措施概述本工程大地下室平面尺寸近似為240x400m，結(jié)構(gòu)尺寸超長(zhǎng)，未設(shè)置變形縫，在混凝土收縮，溫度作用下易產(chǎn)生裂縫。產(chǎn)生混凝土裂縫的原因分析根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式及特點(diǎn)，以及我司類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，將工程施工中可能產(chǎn)生混凝土裂縫的成因分類做如下分析，并制定相應(yīng)的控制措施。序號(hào)裂縫分類形成原因主要出現(xiàn)部位1混凝土自身特點(diǎn)形成裂縫混凝土是粗集料、細(xì)集料、水泥石、水和氣體所組成的非均質(zhì)堆聚結(jié)構(gòu)，混凝土在凝結(jié)硬化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生體積變形，即為混凝土自身收縮；當(dāng)溫度、濕度變化時(shí)，混凝土中水泥石的干燥和冷卻收縮大，而集料的干燥和冷卻收縮小，同時(shí)水泥石和集料之間相互粘結(jié)而約束，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致變形和裂縫。這些即是由于混凝土自身特性所產(chǎn)生的變形和裂縫。所有結(jié)構(gòu)部位2沉陷收縮裂縫沉陷收縮裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土流動(dòng)性過(guò)大和流動(dòng)性不足以及不均勻，在凝結(jié)硬化前沒(méi)有沉實(shí)或者沉實(shí)不夠，當(dāng)混凝土沉陷時(shí)受到鋼筋、模板抑制以及模板移動(dòng)、基礎(chǔ)沉陷等所致。沉陷收縮裂縫在混凝土澆筑后1～3小時(shí)出現(xiàn)，裂縫的深度通常達(dá)到鋼筋上表面。墻柱結(jié)構(gòu)、3干縮裂縫現(xiàn)澆混凝土表面，在混凝土終凝后，由于無(wú)恰當(dāng)養(yǎng)護(hù)措施，混凝土受外部條件影響，表面水分損失過(guò)快，變形大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。地下室側(cè)墻4塑性收縮裂縫在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會(huì)加劇引起塑性收縮開(kāi)裂。因?yàn)檫@時(shí)混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充，這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點(diǎn)拉力，混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)分布不均勻的裂縫，出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加大，于是裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。樓蓋板、基礎(chǔ)底板5溫度裂縫在混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程中，由于熱量的傳遞、積存，混凝土內(nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的3~5天，因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度高，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力和溫差成正比，溫差越大，溫度應(yīng)力也越大。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的內(nèi)外約束應(yīng)力(包括混凝土抗拉強(qiáng)度)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點(diǎn)是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3～5天，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。剪力墻、基礎(chǔ)筏板6安定性裂縫安定性裂縫表現(xiàn)為混凝土結(jié)構(gòu)龜裂，主要是原材料原因，即水泥安定性不合格而引起的。所有結(jié)構(gòu)7化學(xué)反應(yīng)引起裂縫由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄，空氣中的各種有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕的鋼筋在混凝土內(nèi)部不斷的積累后，體積膨脹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)脹裂?；炷磷陨泶嬖诩盎炷涟韬秃髸?huì)產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周?chē)h(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開(kāi)裂。堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫，一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救。墻柱結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)8受外部約束引起裂縫本土建工程部分地下室側(cè)墻長(zhǎng)度較長(zhǎng)，側(cè)墻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度和收縮變形，在高度方向是自由的，但在縱向卻受到另一結(jié)構(gòu)——地下室底板的約束，在長(zhǎng)墻承受降溫和收縮作用時(shí)，必將產(chǎn)生縮短變形，受到底板的約束，引起拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí)便引起開(kāi)裂。地下室側(cè)墻超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫施工控制措施影響因素控制方法方法分析及說(shuō)明控制要點(diǎn)材料選擇合適水泥品種本工程選用礦渣硅酸鹽、低堿、低水化熱水泥，并摻加15-30%符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰以取代水泥，以改善混凝土性能，降低水泥用量。1.低熱礦渣水泥7天的水化熱不大250KJ/Kg。2.粉煤灰摻量根據(jù)試配、試驗(yàn)確定。選擇合適骨料品種及級(jí)配強(qiáng)度高、級(jí)配良好、含泥量小的石子總表面積小，需要包裹的水泥漿少，能減少水泥用量，提高混凝土的密實(shí)性；在級(jí)配良好的前提下，石子粒徑越大水泥漿用量減少，但流動(dòng)性較差；細(xì)砂總表面大、水泥需用量增加，粗砂雖水泥漿用量可減少，但容易產(chǎn)生泌水，降低工作性能；含泥量小的骨料能減少混凝土的收縮，提高混凝土的耐久性。1.含泥量：石子1%；砂1%-1.5%；2.粗骨料級(jí)配：大體積混凝土粗骨料連續(xù)級(jí)配為5～40mm；非大體積混凝土粗骨料連續(xù)級(jí)配為5～31.5mm；3.細(xì)骨料：采用中、粗砂，細(xì)度模量為2.80，平均粒徑為0.38mm。摻加高效減水劑，降低水灰比攪拌混凝土用水量比膠凝材料水化所需用水量多，混凝土中多余水揮發(fā)引起混凝土更大的收縮，摻加適量減水劑以降低水灰比、減少用水量能有效減少混凝土收縮。選用聚羧酸鹽高效減水劑，使用前對(duì)選用的水泥和各種摻合料做多種摻量下的相容性試驗(yàn)，尋找摻量飽和點(diǎn)和最佳摻量。配比影響因素多組試配試驗(yàn)選擇最優(yōu)配比配合比設(shè)計(jì)應(yīng)首先在滿足強(qiáng)度要求和工作性能的前提下，減少水泥用量和用水量，降低砂率、提高粗骨料含量、控制含氣量，以減少混凝土的自收縮，降低絕對(duì)溫升，延緩水化熱峰值，提高混凝土的抗裂性、密實(shí)性和耐久性等。1.60天強(qiáng)度作為配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)，最終強(qiáng)度不大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.2倍。2.粘度適宜，無(wú)離析、泌水現(xiàn)象，坍落度T＝140±20mm，經(jīng)時(shí)損失值＜10％。初凝時(shí)間8～10h，終凝10～12h。3.采用混凝土收縮試驗(yàn)儀和平板開(kāi)裂試驗(yàn)儀分別檢測(cè)混凝土體積穩(wěn)定性與抗裂能力，控制體積變形≤0.02%。操作影響因素檢測(cè)混凝土入模溫度控制混凝土的入模溫度，保證混凝土入模后強(qiáng)度能正常增長(zhǎng)，同時(shí)避免由入模溫度不合適帶來(lái)混凝土表面與大氣溫度間、中心與表面溫度間更大的溫差，引起混凝土更大的溫度裂縫和收縮裂縫。當(dāng)檢測(cè)出溫度不合適時(shí)，及時(shí)調(diào)整混凝土的出機(jī)溫度及運(yùn)輸保溫方式：當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，攪拌時(shí)加入冰水，并在運(yùn)輸車(chē)上和澆筑泵管上裹保溫材料進(jìn)行保溫。1.混凝土的入模溫度控制在20～30℃較為合適。2.調(diào)整混凝土出機(jī)溫度的冰水摻加量通過(guò)計(jì)算確定。3.減少混凝土運(yùn)輸與澆筑過(guò)程的溫度損失的保溫材料厚度通過(guò)計(jì)算確定。坍落度筒檢測(cè)混凝土入模坍落度控制混凝土的入模坍落度，保證混凝土具有良好的泵送性能的基礎(chǔ)上，避免因坍落度過(guò)大引起混凝土更大的收縮。入模坍落度T＝140±20mm?？刂苹炷琳駬v時(shí)間與振搗方法控制混凝土的振搗時(shí)間和振搗方法，并在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗，避免混凝土因過(guò)振引起泌水、漏振造成密實(shí)性不良進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)的抗裂能力。1.振搗時(shí)間以混凝土表面剛剛泛漿且不再產(chǎn)生氣泡為準(zhǔn)；2.振搗方法以能保證混凝土密實(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，不得漏振或過(guò)振。加強(qiáng)混凝土表面處理混凝土表面收光抹平后，由于表面水分損失較快，容易產(chǎn)生收縮裂縫?；炷脸跄蠼K凝前二次抹壓，閉合收水裂縫。環(huán)境影響因素選擇合理的養(yǎng)護(hù)措施當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)境濕度較小時(shí)，混凝土表面及內(nèi)部水分較快流失，容易形成表面收水裂縫和內(nèi)部自收縮裂縫。當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度與混凝土表面溫度溫差、表面溫度與內(nèi)部中心溫度溫差大于25℃時(shí)，混凝土的溫度應(yīng)力將超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度，造成混凝土溫度裂縫?？偨禍夭畈淮笥?0℃。1.養(yǎng)護(hù)環(huán)境濕度：不小于80%；2.養(yǎng)護(hù)方式：水平結(jié)構(gòu)覆蓋塑料薄膜密封保濕；豎向結(jié)構(gòu)柱拆模后包裹塑料薄膜養(yǎng)護(hù)；墻掛麻袋片澆水養(yǎng)護(hù)。3.混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間：養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于兩個(gè)月。結(jié)構(gòu)面及時(shí)覆蓋防水層及回填土混凝土的暴露面越大，暴露時(shí)間越長(zhǎng)，收縮越大。地下室頂板施工完成后，及時(shí)做防水層及回填土，避免干風(fēng)直接吹刮混凝土結(jié)構(gòu)面。抵抗裂縫發(fā)生的措施補(bǔ)償收縮技術(shù)在混凝土中摻加適量的微膨脹劑，微膨脹混凝土在水化過(guò)