大体积混凝土施工中的裂隙控制研究

大体积混凝土施工中的裂隙控制研究

身份证号:450104198702101510左勇华

摘要:混凝土是当今土木建筑工程中应用最广泛的材料之一。其价格低廉、原料丰富且生产工艺简单。为了追求宽敞以及宏伟的效果,现代建筑物的体积有的会以很大的结构出现,这时就会出现大体积混凝土施工工程。然而混凝土体积较大时,会出现内外温差,加上其他一些操作上的不当会导致混凝土裂缝的产生,严重者会影响到建筑物的寿命以及人的生命安全。本文针对大体积混凝土裂缝控制考虑因素做研究并,简要提出了几点控制措施。

关键词:大体积混凝土;施工;裂缝控制近年来,随着我国建筑技术的发展和质量意识、环保意识的提高,使用商品混凝土在工程施工许可手续办理中成为必要条件。商品混凝土也以其集约化的生产方式,稳定优异的产品质量,得到了建设各方责任主体的认可。但是,工厂中生产的商品混凝土与现场搅拌混凝土相比,除了应该必须满足的混凝土强度等级、和易性以及抗渗性等诸多指标外,还应必须同时满足施工现场实际施工使用的要求。商品混凝土在工厂中集中搅拌生产,然后通过混凝土罐车运送到施工现场,最后通过罐车直接布料或者经由混凝土泵车泵送布料浇筑完成。由于商品混凝土特殊的运输及布料过程,所以商品混凝土需要拌合物具有良好的工作性,可以归纳为高流动性、坍落度损失小,不泌水、不离析、可泵性好等特殊性能。因而在城市建筑中的混凝土的施工质量与商品混凝土的质量及其施工工艺息息相关。如何更好地利用商品混凝土的特性,根据不同工程的实际情况改善其性能,提高混凝土工程的施工质量,在大体积混凝土施工中,如何有效防止和控制混凝土变形裂缝的出现和发展,避免这一混凝土浇筑中的质量通病,显得尤为重要。

1大体积混凝土裂缝控制考虑因素1.1裂缝控制影响因素大体积混凝土浇筑裂缝控制与边界条件、环境条件、原材料、配合比、混凝土过程控制和养护等因素密切相关,有效控制各方面因素,是大体积混凝土裂缝控制的关键。

1.2结构后期强度选择在满足施工期间结构强度发展需要的前提下,对基础大体积混凝土和高强度等级混凝土的结构构件,施工规范提出了可以采用60d(56d)或更长龄期的混凝土强度,这样有利于通过提高矿物掺和料用量并降低水泥用量达到降低混凝土水化温升、控制裂缝的目的。《混凝土结构设计规范》GB50010—2010的相关规定也提出设计单位可以采用大于28d的龄期确定混凝土强度等级,此时设计规定龄期可以作为结构评定和验收的依据。

1.3配合比设计考虑因素在采用中、低水化热水泥的基础上,通过掺加粉煤灰、矿渣粉均可大幅减少水泥用量,从而对裂缝控制起到良好作用。

在没有条件掺加矿渣粉的地区,混凝土配合比通常采用单掺配制技术,水泥用量往往较高,混凝土温升往往较大,近年来我国大多数地区已经具备了掺加粉煤灰和矿渣粉的双掺技术条件,大体积混凝土浇筑内部温升已显著减小。所以大体积混凝土采用双掺技术减小水泥用量,是大体积混凝土温度控制的最有效途径。在混凝土配合比中,减水剂起到了非常重要的作用,外加剂的选择对混凝土的裂缝控制以及耐久性起到了关键作用。

1.4裂缝控制环境因素入模温度控制对于混凝土裂缝控制显得非常重要,因为入模温度是温升基础,入模温度越低,混凝土内部最高温度就越低,入模温度越高,混凝土内部最高温度就越高,控制混凝土的入模温度应该从搅拌站开始,降低原材料的温度可以减少混凝土的入模温度。在高温季节浇筑大体积混凝土时,通过控制原材料的温度降低混凝土入模温度显得尤为重要。在国外一般对入模温度控制较为严格,有的工程为了减少混凝土入模温度采用了用冰水拌制混凝土的方法,但在国内一般都不具备采用冰水拌制混凝土的条件,所以采用较常规的减少原材料温度的方法就成为减少混凝土入模温度的主要措施。对于入模温度的控制应该灵活掌握,对混凝土最大温升相对较低的工程,其入模温度可以相对高一些,小幅突破30℃也不会有问题,但对于混凝土最大温升相对较高的工程,其混凝土入模温度就应该控制得严一点。

2大体积混凝土裂缝控制方法2.1裂缝控制基本方法通过配合比的合理设计减少混凝土收缩是大体积混凝土裂缝控制的主要技术方法。减少混凝土收缩的技术措施包括混凝土组成材料的选择、配合比设计、浇筑方法以及养护条件等。

近年来高性能减水剂发展迅速,其中,聚羧酸类高效减水剂的发展,不但可以有效减少混凝土水泥用量,还可以大幅减少混凝土收缩,这一新技术的采用已经成为混凝土裂缝控制的发展方向,成为工程实践中裂缝控制的有效技术途径。

2.2减少收缩是否要加微膨胀剂目前国内绝大数的大体积混凝土施工没有采用掺加微膨胀剂的解决方法,只有小部分工程掺加,从大量未掺加微膨胀剂的大体积混凝土工程来看,裂缝控制良好,证明了不掺加微膨胀剂可以达到大体积混凝土裂缝控制的目的。国内体量大、控制难度大的一些大体积混凝土施工同样没有采用掺微膨胀剂的方法,例如上海环球金融中心基础承台厚4.5m,长100m,混凝土强度等级C40,2.89万m3,采用一次浇筑方法;创国内外房屋建筑工程混凝土一次浇筑最大体积纪录。这些非常具有代表性的成功案例,裂缝控制均没有采用掺加微膨胀剂的方法,充分说明了超大体积混凝土不掺加微膨胀剂可以很好地解决裂缝控制问题。通过混凝土工程的研究和实践,已经证明了采用新一代的聚羧酸类外加剂配制的混凝土,在强度等级相同的条件下,其混凝土收缩量将会比采用奈系类外加剂配制的混凝土大大减少,可以满足GB50010—2010提出的采用低收缩混凝土材料的要求。此技术的操作相对简单,是解决基础大体积混凝土裂缝控制问题的方向,对于基础以外的其他大体积混凝土结构也同样适用。

2.3大体积混凝土裂缝在施工上的控制(1)大体积混凝土的浇筑一般来说有两种方式,一是推移式连续浇筑,二是分层连续浇筑。在浇筑过程中不要留冷锋或施工缝。混凝土的摊铺厚度不能随便取值,它应根据拌合物的和易性以及振动器的作用深度来取。正常施工时,混凝土的摊铺厚度应设定为300mm为合适,当采用泵送时,混凝土的厚度应取得稍大些,但不能超过500mm。

(2)大体积混凝土施工采用分层连续浇筑时,必须将水平施工缝清除干净。此外,软弱石子层以及表明浮浆要用压力水清洗干净,然后用砂浆以及素浆对其进行接槎处理。

2.4裂缝控制温控信息化施工大体积混凝土裂缝控制采用测温是最主要的裂缝控制手段,是进行温控信息化施工的关键。在《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204—92中,关于大体积混凝土测温点的布置没有明确规定,在实际工程中存在许多问题。施工规范通过对大量的工程实践进行系统的总结,形成了关于测温点设置的相关条文。大体积混凝土裂缝控制主要是对相应点位的温差进行控制,相应点位的温度通过测温方法获得。

3结语本文对如何防治大体积混凝土裂缝的产生进行了浅要分析,简要提出了解决办法。这在一定程度上为大体积混凝土施工中的技术人员和管理人员提供了一定的借鉴。

参考文献:[1]张潞斌.大体积混凝土裂缝产生原因及防治措施[J].山西建筑,2008,(8)[2]吴锋锋.浅谈大体积混凝土裂缝的施工防治[J].价值工程,2010,(9)

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