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【大体积混凝土施工控制措施的探讨】大体积混凝土裂缝控制措施

时间:2019-02-06 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   【摘要】本文就大体积混凝土施工过程的控制要点及技术措施进行探讨。大体积混凝土在施工中经常出现的问题是结构温度和收缩变形,导致产生有害裂缝。严格控制大体积混凝土有害裂缝的产生和发展,以减小作业风险,降低施工成本,提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀能力,从而提高建筑结构的耐久年限。
   【关键词】大体积砼;施工;裂缝
  
   随着经济的高速发展与城市人口的迅速增长,大体积混凝土结构在现代工程建设中得到了广泛的应用。各种大体积混凝土的设计强度等级呈现上升趋势,施工技术也有了较快的发展,且建设周期的大幅度压缩给大体积混凝土施工质量的控制增加了相当的难度。为适应混凝土工艺发展的需要,本文就大体积混凝土施工过程的控制要点及技术措施进行探讨,严格控制大体积混凝土有害裂缝的产生和发展,以减小作业风险,降低施工成本。
   1 裂缝产生原因
   在大体积混凝土结构设计中通常要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力,对于自重、水压等外荷载,要做到这点一般不难。但在施工和运行期间,由于混凝土的水泥水化热不易散发,在外界环境或混凝土内力的约束下,极易产生温度收缩裂缝。要将这种由于温度变化而引起的拉应力限制在允许的范围内是颇不容易的。正是由一于这个原因,在大体积混凝土结构中往往会出现这种所谓的“温度裂缝”。要避免出现裂缝的允许温差还需由约束力的大小来决定,当内外约束较小时,混凝土的允许温差就大,反之则小。所以,目前建筑工程中经常使用的高强、高性能混凝土,由于单方水泥用量大,即使最小边尺寸很小,水化热也不能忽视,也应按大体积混凝土对待,必须采取温度控制措施。
   大体积混凝土结构的施工中,整体性要求高,往往不允许留设施工缝,一般都要求连续浇筑;由于结构的体积较大,浇筑后混凝土产生的水化热量大,并积聚在内部不易散发,从而形成内外较大的温差,引起较大的温差应力。现场施工条件复杂,施工技术要求高, 大体积混凝土结构的施工除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性要求外,还存在如何控制和防止温度应力,变形裂缝产生等问题。
   大体积混凝土结构裂缝的成因复杂繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。主要与施工、设计、 材料、 环境等有关。据有关资料统计,由施工因素造成的混凝土早期裂缝占 80%左右,因混凝土材料方面的原因造成的的裂缝占 15%左右,因设计不当造成的裂缝占5%左右。
   2 大体积混凝土裂缝施工控制
   2.1 水泥用量
   大体积混凝土产生裂缝的最主要的原因是因为水泥水化时释放出大量的热量在混凝土内部产生温度应力而产生裂缝。为此,在施工中应合理的选用选用低热和中热水泥以及尽量减少单位水泥用量,从根本上控制因水泥的水化热引起的温升。一般来说水泥用量每增减10kg,温度亦相应升降1℃。另外,为了降低因水泥水化产生的热量引起的温升,在保证基础有足够的强度满足使用要求的前提下,可以利用混凝土60天或90天的后期强度,这样既可以避免混凝土在前期就释放出大量的水化热而使混凝土产生较大的温差,也可以减少混凝土中水泥的用量,以降低混凝土浇筑块体的温升。
   配置大体积混凝土所用的水泥除了质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥》等现行的国家标准,还应按照现行国家标准《水泥水化热试验方法》进行水化热测定,配置大体积混凝土所用水泥7天的水化热宜不大于250kJ/Kg。
   2.2 选用骨料
   在选用骨料的时候应优先选用热学性能好的骨料。因骨料占混凝土组成比例的绝大部分,因此混凝土的热学性能在很大程度上取决于骨料的矿物性质,优先选用热学性能好的骨料是混凝土温度控制的基本措施之一。细骨料宜采用天然砂,其质量应符合现行标准((普通混凝土用砂质量标准及检验方法》;粗骨料的种类应按基础设计的要求确定,其质量除了应符合现行标准《普通混凝土所用碎石或卵石质量标准及检验方法》外,还应满足含泥量不大于1.5%。
   2.3 外加剂
   混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中加入,用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥重量的5%(特殊情况除外)。在大体积混凝土施工中掺入混凝土外加剂,可大大改善混凝土工作性能,提高混凝土强度,增强混凝土的密实性,减少收缩、徐变和提高混凝土抗渗性,同时由于水泥用量的减少和混凝土微膨胀剂及高效缓凝减水剂的双掺应用,可推迟或延缓水泥水化热的作用,增强混凝土的抗裂性能,防止大体积混凝土出现升温阶段的表面裂缝和降温阶段的收缩裂缝。目前,商品混凝土中应用的外加剂种类繁多,主要有:加气剂、塑化剂、高效减水剂、矿物质掺料等。一般在混凝土中加入外加剂后,可取得以下效果:a)延缓混凝土的凝结时间和降低水化热;b)减少了水泥用量;c)减少了水用量;d)限制了混凝土的膨胀率;因此说,外加剂在大体积混凝土施工中必不可少,能够充分发挥其自身的优点,而降低了大体积混凝土的危害。
   2.4 施工方案
   合理优化施工方案制定,首先应保证结构的设计所规定的强度等级和施工和易性及坍落度的要求以确定混凝土配合比的确定,并应符合合理使用材料,节约水泥的原则,同时又要达到施工的易振捣要求。
   现场成立生产指挥机构,分别有生产、技术、经营、行政后勤管理五部门组成。施工现场生产管理机构主要负责现场各项施工生产管理,施工进度管理,现场安全文明施工生产及施工现场人员、机械、材料的调度、协调各单位间的关系。技术管理机构主要负责施工生产中技术管理工作,分别由技术、测量、试验、计量环保等组成,重点攻关大体积混凝土的施工技术、模板工程、防水工程等。材料供应机构负责材料的采购、定货,负责提供各种材料的出厂证明材料,负责现场材料的搬运、贮存、保护及对不合格材料的处理,对不合格的材料应坚决予以退回,并确保材料及时供应。经营管理机构负责工程中的合同管理,成本控制资金的供保,施工概算的编制及结算,外埠施工队及劳监管理。后勤保障机构负责做好后勤保障工作,给参加施工的职工创造一个良好的工作,学习和生活环境,要关心广大职工和民工的衣、食、住、行。使之安心工作无后顾之忧。
   实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
   2.5 保温措施
   从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝;防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。
   为了避免混凝土内外产生较大的温差引起混凝上产生裂缝,可以通过混凝土内部通水冷却或者对混凝土进行保温措施来缩小混凝土内外的温差。
   3 混凝土裂缝处理
  以上环节上尽量减小发生裂缝的可能,但在实际施工中,大体积混凝土的裂缝根本就难以避免。因此,在长期的实践经验的基础上探索出了一些具有较强的处理效果的方法,一般的裂缝处理方法有:a)表面修补:常用的方法有压实抹平,涂抹环氧胶粘剂,喷涂水泥砂浆或细石混凝土,压抹环氧胶泥,环氧树脂粘贴玻璃丝布,增加整体面层,钢锚栓缝合等。此法仅适用于危害较小的表面缝的裂缝处理工作;b)局部修复法:常用的方法有充填法,预应力法,部分凿除重新浇筑混凝土等。此方法宜适用于危害较小的表面缝的裂缝处理工作;c)水泥压力灌浆法:可灌入缝宽大于0.5mm的裂缝。此方法适用于危害较大的深层和贯穿缝缝的裂缝处理工作;d)化学灌浆法:可灌入缝宽大于0.05mm的裂缝。此方法适用于危害较大的深层和贯穿缝缝的裂缝处理工作,同时,也是最为常见的处理贯穿缝的方法之一;e)减小结构内力:常用的方法有卸载或控制荷载,设置卸载结构,增设支点或支撑,改简支梁为连续梁等;f)结构补强:常用的方法有增加钢筋,加厚板,外包钢筋混凝土,外包钢,粘贴钢板,预应力补强体系等;g)改变结构方案,加强整体刚度:例如:框架裂缝采用增设隔板深梁处理;h)其他方法:常用方法有拆除重做,改善结构使用条件,通过实验或分析论证不处理等。
   不同原理的混凝土裂缝修复技术一般仅使用一定成因的混凝土裂缝,且需要一定的条件,因此裂缝处理方法采用时应有一定的选择性,应根据实际情况合理进行选择。
   4 结束语
   大体积混凝土在施工中经常出现的问题是结构温度和收缩变形,导致产生有害裂缝。所以大体积混凝土施工中的突出任务是控制混凝土温度变形裂缝,提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀能力,从而提高建筑结构的耐久年限。
   参考文献
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   [3]蒋沧如.高层建筑基础大体积混凝一土的温度与温度裂缝研究[D].武汉:武汉理工大学,2004
   [4].朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制〔M〕.中国电力出版社,1999
   作者简介:
  梅? 出生年月:1978.10 性别:女 籍贯:四川温江 职称:工程师 研究方向:工程

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