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注册建筑师考试:基础大体积砼的施工技术

   编辑:张勋  邮箱:vip@mortar.cn
2011-12-26 13:11:08 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

  摘要: 大体积砼具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度,而是混凝土的裂缝。如何防止大体积砼的开裂,如何在施...

 大体积砼具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度,而是混凝土的裂缝。如何防止大体积砼的开裂,如何在施工组织和施工技术上采取必要的措施是本文研究的重心。
大体积砼裂缝是大体量混凝土水泥水化热所产生的温度、收缩变形导致的裂缝,必须控制这种裂缝现浇混凝土结构。
1.基础大体积砼的特点与裂缝产生的原因
1.1砼强度级别高,水泥用量较大,收缩变形大,产生裂缝
混凝土体积越大,水泥总用量相对大,水泥水化产生的热量越不易散发,温升越高,引起的体积变化也越大。大体积混凝土浇注后,内部温度远较外部高,形成较高的温差,造成内涨外缩,使构件表面产生很大拉应力以至开裂。对于大体积砼施工阶段来说,由于温度变形而引起的裂缝,可称为“初始裂缝”或“早期裂缝”。
1.2受约束,产生拉应力,产生裂缝
体积变化受约束会产生内应力。约束条件有两种,即外约束和内约束。外约束是指结构物的边界条件,一般指基础或其他外界因素对结构物的约束,水泥水化后期,散发热量大于放热量,构件温度降低,体积收缩,受边界条件约束,产生拉应力。如现在比较常见的地下室桶式结构、剪力墙结构受基础约束明显。内约束是由于内部水泥水化热不易散发,表面则易于散发,内部体积膨胀,表面则体积收缩(特别是遇气温骤降或过水),受内部约束,产生拉应力。这时产生的一般是表面裂缝。
1.3抗拉能力低,产生裂缝
混凝土是脆性材料,抗压能力较高,抗拉能力较低。抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右;极限拉伸也很小,通常不足1×10-4.大体积混凝土温度变形受约束时产生的拉应变(或拉应力)很容易超过极限拉伸(或抗拉强度)而产生裂缝。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,但施工中,大体积混凝土结构由于温度的变化而产生很大的拉应力,要把这种温度变化所引起的拉应力限制在允许范围以内是非常困难的。
2.控制温度裂缝发展的基本措施
2.1基础大体积砼的材料选择与质量要求
水泥。施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量(每减少10kg水泥,降低温度1℃)。本工程由于货源限制选用525号普通砼酸盐水泥。

粗细骨料。粗骨料选用5~40mm单粒级卵石。细骨料采用中粗砂,其细度模数为218.降低混凝土的干缩。
混合料及外加剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%左右的木质素磺酸钙,可明显延缓水化热释放的速度,推迟水化热峰值的出现;同时可减少10%拌和用水,节约水泥,降低水化热。混凝土中掺入适量粉煤灰,不仅改善混凝土的工作度,减少混凝土的用水量,减少泌水和离析现象;同时代替部分水泥,减少水化热。掺入适量UEA膨胀剂,有效地补偿混凝土干缩冷缩,增加密实性,提高抗渗能力。
2.2混凝土配合比与浇筑
根据选用的材料,确定混凝土配合比,采用塔吊运输,混凝土坍落度控制在3~5cm;C35PS8混凝土配合比(kg/m3)参考可为水泥:黄砂:石子:水=330:771:1087:173.混凝土浇筑采用斜面一次浇筑,分层厚度为43cm左右,在斜面下层混凝土未初凝时(初凝时间为3h左右)进行上层混凝土浇筑,在不同部位用3台振动棒分上、中、下3个层次,采用循环推进,一次到顶的办法,以消除冷凝,增强混凝土的密实性,保证防水质量。
2.3混凝土测温
为了掌握大体积混凝土的温度变化规律,及时了解温差对大体积混凝土质量的影响,采取常规测温技术,对底板混凝土的上、中、下进行布点观测,以便采取相应的技术措施,防止混凝土开裂。有效控制温差梯度,要符合《混凝土工程施工及验收规范》(GB50204-92)中混凝土表面和内部温差“不宜超过25℃”的要求。
3.大体积砼的施工工艺
3.1严格按技术规范施工
分块分层浇筑混凝土,有利于错开拌合物内各层的水化时刻,分散混凝土的放热峰值。一般在第一层混凝土还未初凝时,浇注上一层。在振捣上一层时,振动棒应插入下一层50~100mm,以消除两层之间的接缝,振动时间不宜过长,防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。在浇筑完毕到混凝土初凝之前,粗抹面一次,混凝土接近终凝时,应用木模第二次抹光,消除混凝土表面的龟裂裂纹。采取措施控制浇筑温度,如拌和用水以碎冰形式加进混凝土拌合物中,使新拌混凝土的温度被限制在6℃左右;在施工现场搭建遮阳蓬,防止烈日爆晒混凝土表面等。必要时可以预埋冷却水管,用循环水进行人工导热,以降低混凝土的内部温度。
3.2养护工作
对大面积的底板面,一般可采用先一层塑料簿膜后二层草包作保温保湿养护。草包应迭缝,骑马铺放。养护必须根据混凝土内表温差和降温速率,及时调整养护措施,应尽可能多养护一段时间,拆模后应立即回土或在覆盖保护,同时预防近期骤冷气候影响,以控制内表温差,防止混凝土早期和中期裂缝。
参考文献:
【1】王国柱。高层建筑基础大体积砼温度裂缝产生机理及控制措施[J]四川建筑科学研究,1998,(04)。
【2】唐晓雪,余忠。大体积混凝土施工裂缝防止措施[J]四川建筑科学研究,2006,(05)。
【3】王顶堂。大体积混凝土裂缝控制技术应用研究[J]安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2008,(06)。
【4】刘京红,梁钲等。大体积混凝土施工中的温度监测及裂缝控制[J]河北农业大学学报,2008,(02).

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