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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-09-02 09:30 熱度:
摘要:通過施工實例,分析大體積砼裂縫產生的原固,以及如何控制使其避免產生的措施。
關健詞:大體積混凝土;裂縫;溫度控制;措施
廣州科學城孵化區A1-A2棟工程為地下2層,地上2棟各15層、1棟3層辦公樓。地下室總長176.90m,總寬46.80m,面積8278.92m2,基礎最大埋深12.9m,板厚0.50m,基礎采用強等級為C40,抗滲等級為S6混凝土(泵送混凝土)
一、砼結構裂縫控制及原因分析
1、裂縫產生的原因
1.1.水泥水化熱引起的溫度應力和溫度變形
水泥在水化過程中產生大量的熱量,會使混凝土內部的溫度升高在600C左右,甚至更高。它在1-3d放出的熱量是總熱量的一半,最高溫度多發生在澆筑后的3-5d,當混凝土內外溫差過大時,就會產生溫度應力和變形。溫度應力與結構尺寸有關,在一定范圍內,混凝土結構尺寸越大,溫度應力也越大,引起裂縫的可能性也就越大。
1.2.內外約束條件的影響
混凝土內部由于水泥水化熱中心溫度高,熱膨脹長,因而在中心產生壓應力,在表面產生拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度值和鋼筋的約束作用時,會產生裂縫。
1.3.澆搗時外界氣溫變化的影響
混凝土在施工階段常受到外界氣溫變化的影響.混凝土澆注溫度與外界氣溫有直接的關系,一般而言,外界氣溫越高,混凝土的澆注溫度也越高,當氣溫下降,特別是氣溫驟降,會加大混凝土內外溫差和溫度應力,出現裂縫。
1.4.砼的收縮變形
(1)塑性收縮裂縫發生在砼硬化前的塑性狀態,主要是上部砼的均勻沉降受到了限制,如遇有鋼筋或大的砼骨料,或者平面面積較大的砼,其水平方向的減縮比垂直方向更難時,就會形成不規則的深裂縫。
(2)體積變形;混凝土終凝后發生體積變化,既可能收縮也可能膨脹,其變化幅度為40×10-6`~100×10-6。溫度較高,水泥用量較多,自身體積變形將趨于增大。
(3)干燥收縮變形;混凝土中80%水份要蒸發,約20%的水份是水泥硬化所必需的。最初失去的30%自由水份幾乎不引起收縮,隨著混凝土的繼續干燥而使20%的吸附水逸出,就會出現干燥收縮。表面干燥收縮快,中心慢,由于表面干縮受到中心混凝土的約束,表面產生拉力而出現裂縫。
(4)混凝土勻質性影響:混凝土拌合或澆注時,由于坍落度,外加劑、石子粒徑與品種,以及振搗的密實度不同,都會影響砼的勻質性,造成彈性模量不均勻,在收縮變形過程中導致應力集中,引起裂縫。
2、裂縫控制的基本原理
貫通裂縫影響建筑物的整體性、耐久性,對有防水要求的建筑物影響更大,甚至會嚴重影響使用功能,為防止砼貫通裂縫的產生,有效控制表面裂縫的開展,可采取多種方式,如設置永久性伸縮縫、變形縫來釋放砼的應力變形,也可采用加強砼中的配筋率及在砼中摻加微膨脹劑的方法,減少砼的收縮,防止砼產生有害裂縫。本工程從基礎底板開始至頂層設有兩道后澆帶,底板混凝土施工時以后澆帶為界劃分為3個施工區域,從而可以釋放混凝土的應力變形,防止混凝土產生有害裂縫。
二、材料選擇及配合比確定
(1)水泥:“清遠海螺牌”42.5R(普硅);(2)砂:袂花,中砂;(3)石子:下洞,10-20㎜;(4)AEA-M1膨脹劑;(5)FDN-440緩凝減水劑;(6)配合比:配合比經實驗室實驗取得,混凝土的坍落度為130-160㎜,其C40S6配合比(重量比)為水泥:水:砂:石:膨脹劑=1:0.39:1.29:2.3:0.114。
三、大體積混凝土施工要點
1、確定混凝土澆搗順序
由于本工程平面尺寸較長,根據設計的兩道后澆帶,將基礎混凝土澆筑分為3個流水段(見圖1),采用分層分段法澆筑混凝土。
2、混凝土澆注
大體積混凝土宜分層澆筑.澆筑時采取一次到頂的施工方法,即一次澆注,一個坡度,薄層覆蓋,循序推進,保證上下層澆注時間間隔不超過初凝時間,振搗時不漏振,保證振搗密實,為防止混凝土集中堆積,先振搗出料口處的混凝土,形成自然流淌坡度,然后全面振搗,并嚴格控制振搗的時間,振搗棒的移動間距和插入深度,特別加強最后一層的振搗。
3、坍落度控制
混凝土設計坍落度為130-160㎜,澆注時坍落度大多控制在150㎜以下.每小時抽查一次混凝土坍落度,對不符合要求的混凝土,不準澆注。
4、混凝土的表面處理
由于混凝土坍落度較大,會在表面鋼筋下部泌水或在混凝土表面產生小裂縫。因此在砼初凝前和預沉后,用長刮尺刮平表面,反復用木抹子槎毛壓實,閉合收水裂縫,槎毛后立即用塑料薄膜覆蓋,防止混凝土溫差過大和表面失水。
5、測溫孔的設置
大體積混凝土內部溫度約在50℃-80℃,澆完后24-72h到達峰值,7d內平均降溫速度為1℃/d,即在距建筑物外表面1m遠的混凝土內部,養護期間混凝土處于高濕,高溫(相對標養)高壓(相對自由狀態)的自養護條件下完成硬化過程。強度增長比同齡期標養快,接近或達到蒸養效果。硬化過程中砼導熱性差,升溫較快,降溫緩慢,溫度梯度最大,最可能出現裂縫的部位是在3個臨邊處即上表面,下底面和四周側表面深約12㎝以內。本工程為及時準確掌握混凝土的內處溫差,確保混凝土內部溫差滿足設計25℃的要求,在基礎上設置一定數量的測溫孔,在大體積混凝土澆注完畢后,派專人負責檢測混凝土內外溫差,前3天每隔2-4h測溫1次,以后每隔8h測溫1次,并作好測溫記錄,直到混凝土體內溫度基本穩定后停止測溫。根據實側,砼體內最高溫度為60℃,內外最大溫差為25℃,滿足設計要求。
6、砼養護
為確保大體積砼的質量,降低砼內外溫差,在基礎上表面混凝土接近終凝時,先在混凝土表面上灑水,再滿鋪薄膜加蓋兩層麻袋,并在薄膜下面沿縱向方向通長布設兩根PVC管,每個區段PVC管與水管相連。PVC管每隔3m鉆一個孔,使水能隨時從PVC管內流出,濕潤混凝土表面,確保薄膜下有水份,達到保溫的目的。同時為了確保養護水不流進后澆帶內,在后澆帶兩側砌240×200㎜的擋水線,這樣每個區段混凝土實際上都是蓄水養護,從而保證混凝土內外溫差不超過設計要求,混凝土表面不出現裂縫,大體積砼養護時間不少于14d。
7、后澆帶的處理
后澆帶混凝土澆筑前,將表面雜物和已松動骨料、浮漿清除干凈,使整個施工縫無污物,用C45S6砼(摻14%膨脹劑)澆注其中,澆水養護不少于14d,并嚴格限制養護期內的施工荷載。
四、結束語
本工程基礎部分施工完后,結構混凝土總體完好,基礎砼內未發現貫穿性裂縫,未出現滲漏現象。
文章標題:淺談大體積混凝土裂縫控制
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