大体积混凝土底板冬季施工裂缝控制.doc

大体积混凝土底板冬季施工裂缝控制王书君 李金生 张永春北京市西单北大街西侧商业区8号地住宅及交通广场工程，由于工程工期紧，底板混凝土要求在严冬季节施工，给施工带来极大的不便。常规的方法是掺加防冻剂，用热水搅拌，热水可加速水化反应，使混凝土早期强度增长快，但热水同时会导致混凝土裂缝的产生，破坏混凝土的微观结构。降低混凝土基础温度，延缓水化热峰值的出现，对于控制大体积混凝土裂缝十分重要。因此，北京中铁建筑工程公司决定施工中不掺加防冻剂，不使用热水，而是通过合理地组织施工，采用蓄热“自我养护”的方法，解决混凝土防冻又防裂的问题。1配合比及原材料选择。为降低水泥用量减小水化热对混凝土温度的影响，选用普通水泥，掺和料采用电厂的磨细煤灰；中、粗砂含泥量控制在2%以内，碎石为540毫米，含泥量控制在1%以内；掺加FS混凝土防水剂。2混凝土搅拌、运输。混凝土由搅拌站集中搅拌，采用电脑控制上料，自动测定骨料含水率，适时调整加水量，严格控制水灰比，保证配合比准确、统一。考虑到大体积混凝土施工，水泥产生的水化热足够保证混凝土不受冻，将混凝土入模温度控制在1520之间。3混凝土浇筑、振捣。配备2台地泵、3台汽车泵(其中1台备用)，40辆混凝土罐车保证混凝土供应。采用斜面分层浇筑。在坡顶、坡脚处采用振动棒振捣，以保证底板整体混凝土密实。4抹面、养护。混凝土初凝前用刮尺赶平，用木抹子第一次抹面。初凝后到终凝前用铁抹子碾压表面数遍，将混凝土表面不均匀、不规则的裂缝闭合。最后用木抹子第二次抹面，闭合收水裂缝，随后立即在混凝土的表面覆盖塑料薄膜，使混凝土内蒸发的游离水积在混凝土表面进行保温养护，薄膜上再盖一层草帘子。利用大体积自身产生的水化热，对混凝土实行蓄热、自身养护，实践证明既能保证混凝土不产生裂缝，保证施工质量，又可节省费用。大体积混凝土温度裂缝的预防措施发稿时间：2006-5-29 10:00:40 随着国家基础建设的规模不断扩大，整个建筑经济也是在不断发展。与此同时，新的建筑技术、建筑机械、新的建筑理论不断涌现。大体积混凝土的浇灌则是这些新技术中出现的比较早的技术，有比较成熟的理论。但大体积混凝土在现代建筑中广泛应用的同时，由于施工技术和施工管理以及外部环境影响，浇灌完的大体积混凝土会或多或少的产生一些温度裂缝，这在一定程度上给工程的质量带来问题。大体积混凝土产生温度裂缝这一现象的原因，是由于混凝土在硬化期间的水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在当其内外温差较大时会引起温度变化应力，当这种由于温差引起的温度应力超过混凝土的抗拉强度时就产生裂缝。在这里，我根据长期大体积混凝土施工实践对大体积混凝土所产生的温度裂缝的预防措施做一下浅述，供大家参考。改进施工方法的构造设计，消减温度应力 分层施工法：在施工工期允许的前提下，大体积混凝土施工进可采用薄层混凝土浇捣施工。每层浇捣厚度宜控制水大于50cm，这能让混凝土的热量加快散发，又使温度比较均匀分布，同时还有利于振捣密实，提高弹性模量。例如在宁波大时代公寓楼地上基础施工我们就采用了分层施工法。大时代公寓楼的底板基础厚达2米，我们根据实际工期的施工可行性，我们把底板分三次浇灌成型，每层浇灌厚度控制在67cm，最后取得了良好的施工结果，底板的表面基本上没有出现裂缝。 置施工缝：在工程结构中，最好在保证工程质量和施工方便以及设计允许前提下留设施工缝，因施工缝的留设对于预防混凝土产生裂缝有一定的作用。如钢筋混凝土在地下室工程一般分为底板、墙板、顶板三个部分，在浇筑混凝土时最好也分三次，留设两条施工缝，第一条留在底板上口30cm50cm，再过几天再进行顶板浇捣，这样可以使墙板里产生的大量水化热散发，减少室内外温差，从而减少墙体的温差裂缝和顶板的温差裂缝。 设置后浇带：后浇带的施工是混凝土分段施工，再把温度和收缩应力分割成二部分。第一部分是在结构内被分成若干段，使之能有效地减少混凝土温度和收缩应力，在施工后期再将这若干段浇筑整体，继续承受混凝土第二部分降温差和收缩的影响，这两部分降温温差和收缩作用下产生的温度应叠加，其值必须小于混凝土的设计抗拉强度。此即利用后浇带控制产生裂缝并达到不设计永久性伸缩缝的原因。 配置构造筋：除了在施工过程中采取各种有效措施减小大体积混凝土的温度应力的同时，我们在设计方面要重视合理配置构造筋，从而在事先对温度应力就有了控制。在大体积混凝土由于水泥水化热而引起温度应力时，构造筋会起到分散温度应力的作用，相当于抵消温度应力的作用，起到温度筋的作用，这样，构造筋就可以有效地提高混凝土抗裂作用。掌握好混凝土浇灌时环境和控制出机温度 外界的自然温度对浇灌混凝土产生很大的影响，外界温度越高，浇入下去的混凝土温度相对也会提高。由于混凝土内部散热慢，而表面散热速度快，这样造成了混凝土内部温度之差加大。所以，掌握好环境温度来降低浇灌温度，不仅可以直接降低混凝土的最高温度，减少温度应力；同时还因为浇灌温度降低到周围环境温度以下时，可形成负的温差。这种温差初期将在板面引起压力，以抵消内外温差、温度引起的板内拉力，有利于防止早期的表面裂缝，后期将在板内引起压应力，以抵消内部温差引起的板内拉力，来防止内部裂缝的产生。对混凝土的浇灌，我们在掌握环境温度的同时又要控制其出机温度，出机的温度一般是根据搅拌前混凝土原材料总热能与搅拌后混凝土所占输送量大，故相对的是石子比热减少能使混凝土总的热量降低。为此，我们在浇筑混凝土前要特别注意环境温度和机器温度如碰到高温天气，尽可能采取降温措施，可利用晚上气温低的时候浇灌，对于一些粗骨最好搭高遮阳篷防止日晒，或在使用前用冷水冲洗，运送混凝土的搅拌车可以在外筒多喷洒一些水，也可在搅拌车中掺一定量的冰屑等。降低水化热的温度升高 在一些重要的结构工程中，混凝土强度要求较高，对水泥的用量也较大，这样就造成了浇灌完的混凝土由于水泥的水化热引起内部温度激烈升高，体积膨胀增大，而表面温度低，体积膨胀较小。这样，由于内部膨胀的约束，使用权表面产生拉应力，内部产生压应力。又因早期混凝土的抗拉强度较低，应拉预应力超过混凝土的抗拉强度时，裂缝随之产生。对于这个问题，我们尽可能用低水化热的水泥，或者采用粒径较大的粗骨料来把混凝土配合比给予改善以及增加一些外加剂。做好混凝土的养护，控制混凝土的表面温度 大体积混凝土浇捣完毕后，由于表面裸露在大气中又受外部环境温度的影响，表面的温度要比混凝土内疗的温度低得多。因此，有必要缩小两者之间的温差和延缓混凝土水化热的降温速率，来防止产生过大的温度应力，减少升温阶段的内外温差和结构计算温差。对这个问题，我们一般采取的措施是延迟拆模是延迟拆模时间或拆模后立即覆盖草垫持保温材料并浇水养护。因拆模后，混凝土表面温度陡降，增加内外层混凝土的温度梯度，造成温度应力形成变形影响较小的局面。所以我们在拆模时间的确定上最好在内外温差小于陡降容许温差。但要提醒一点，采取表面保温措施，能使内部温度升高，温差加大，这对于基础约束较大的情况下产生贯穿裂缝的危险性，故一般不宜采用。为此，对不同的工程结构的工程结构需要有不同的措施，加强做好养护过程的测量工作，发现温差过大，及时覆盖，使混凝土缓慢地降温，缓慢地收缩，以有效降低约束力的高结构抗拉能力。 总之，大体积混凝土温度裂缝的产生，会或多或少地影响工程质量和进度。为此，我们采取的措施必须结合实际、全面考虑、认真计算、合理采用，在施工前要确定混凝土摧外允许温差或在施工中合理选择材料、施工工艺，并加强对混凝土的温度观测，尽量减少温度所产生的裂缝。 杭国龙 郑森龙 陈立聪大体积泵送混凝土在高温、远距离运输条件下的施工实例发布日期：2006-06-03所属类别：施工技术摘 要：该文介绍浙江萧山国际大酒店(30层)大型基础底板泵送商品混凝土 在夏季高温施工条件下，通过严格控制混凝土温度、降低内外温差、预防收缩缝、运程35km的情况下减少坍落度损失、延缓凝结时间，确保顺利泵送和浇筑质量所采取的一系列技术措施及其取得的效果。 关键词：大体积混凝土 泵送商品混凝土 1、工程概况和特点 萧山国际大酒店是1995年竣工的中外合资四星级高级宾馆，地处萧山闹市区西北角，建筑面积42500m.2，主楼28层，为内筒外框钢筋混凝土结构，总高度107m，裙房34层，地下层2 层，主楼地下室由104根1000钻孔灌注桩支承，基坑挖深8.7m，混凝土底板厚2.6m，混凝土设计强度等级C30，混凝土总量3500m.3(其中主楼底板2700m.3)，全部采用泵送商品混凝土，坍落度122cm，要求一次连续浇筑，不留施工缝。 工程特点是：混凝土运输距离远，从杭州搅拌站到萧山施工现场达35km，且市区交通拥挤， 道路堵塞严重，在通行相对正常的情况下，混凝土运达现场约需1.251.5h；基础混凝土浇筑按工期和施工进度要求，安排在8月上旬，正值盛暑炎热，且当年出现百年一遇长达两个月的持续高温，日最高温度达39；结构体积大，主楼基础长宽各33m，厚2.6m，且嵌有暗梁，钢筋密集，施工技术要求高。根据这些特点，除必须满足混凝土强度和耐久性等要求外，其关键是确保混凝土的可泵性，控制混凝土的最高温升及其内外温差，防止结构出现有害裂缝。 2、施工技术措施 大体积混凝土由外荷载引起的裂缝的可能性很小，而混凝土硬化期间水化过程释放的水化热和浇筑温度所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，由此产生的温度应力和收缩应力，是导致结构出现裂缝的主要因素。因此，主要采用减少水泥用量以控制水化热，降低混凝土出机温度以控制浇筑温度，并采取保温养护等综合措施来限制混凝土内部的最高温升及其内外温差，控制裂缝并确保高温情况下顺利泵送和浇筑。 2.1 限制水泥用量降低混凝土内部水化热 (1)选择水泥。选用杭州水泥厂水化热较低的425矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化热与同龄期的普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热约可低30%。 (2)掺加磨细粉煤灰。在每立方米混凝土中掺加粉煤灰75kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性 ，还可节约水泥50kg。根据有关试验资料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg，其水化热引起混凝土的温度相应升降11.2，因此可使混凝土内部温度降低56。 (3)选用优质外加剂。为达到既能减水缓凝，又使坍落度损失小的要求，经比较，最后选用了上海产效果明显优于木钙的E.A2型缓凝减水剂，可减少拌和用水10%左右，相应也减少了水泥用量，降低了混凝土水化热。 (4)充分利用混凝土后期强度。实践证明，掺优质粉煤灰混凝土后期强度较高，在一定掺量范围内60d强度比29d约可增长20%左右。同时按粉煤灰混凝土应用技术规范(GBJ 146 90 )，地下室内工程宜用60d龄期强度的规定。为了进一步控制温升，减少温度应力，根据结构实际承受荷载情况，征得设计单位同意，将原设计混凝土28d龄期C30改为60d龄期C30(即用28d龄期C25代替设计强度)，这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少50kg，混凝土温度相应随之降低56。 (5)综合上述因素，考虑高温和远距离运送造成的坍落度损失较大，取出机坍落度182cm， 水泥用量控制在370kg/m.3以下。由于降低水泥用量可降低混凝土温度1618。 2.2 用原材料降温控制混凝土出机温度 根据由搅拌前混凝土原材料总热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理，可求得混凝土的出机温度T，说明混凝土的出机温度与原材料的温度成正比，为此对原材料采取降温措施：将堆场石子连续浇水，使其温度自浇水前的56降至浇水后的29 ，且可预先吸足水分，减少混凝土坍落度损失；黄砂在钱塘江码头起水时，利用江水淋水冷却，使之降温。虽混凝土中水的用量较少，但它的比热最大，故在搅拌混凝土用的3只贮水池内加入冰块，使水温由31降到24，总共用去冰块75t。这样一来，经计算出机温度T为32.8，37次实测的平均实测值33.2，送达现场的实测温度为34.60，从而使入模温度大为降低。 2.3 保持连续均衡供应控制混凝土浇筑温度 (1)为了紧密配合施工进度，确保混凝土的连续均匀供应，经过周密的计算和准备，安排南星桥和六堡两个搅拌站同时搅拌，配备了18辆6m.3搅拌车和两只移动泵，在三天四夜里始终保持了稳定的供应强度，基本上做到了泵车不等搅拌车，搅拌车不等泵车，未发生过一次由于相互等待而造成堵泵现象。 (2)本工程基坑挖深8.7m，坑内实测最高气温达62，为避免太阳直接暴晒，温度过高，造成浇筑困难，采取在整个坑顶搭盖凉棚，并安设了通风散热设施，使坑内浇筑温度大幅度降低，接近自然气温，不仅控制了最高温升，而且改善了工人劳动条件，得以顺利浇筑。 (3)为不使混凝土输送管道温度过高，在管道外壁四周用麻袋包裹，并在其上覆盖草包并反复淋水、降温。 (4)考虑混凝土的水平分层浇筑装拆管道过于频繁，施工组织工作难于实施，故采取斜面分层浇筑，错开层与层之间浇筑推进的时间以利下层混凝土散热，但上下层之间严格控制，不得超过混凝土初凝时间，不得出现施工“冷缝”。由于泵送混凝土的浆体较多，在浇筑平仓后用直尺刮平。约间隔12h，用木蟹打压两次，以免出现表面收水裂缝。 2.4 加强混凝土保湿保温养护 混凝土抹压后，当人踩在上面无明显脚印时，随即用塑料薄膜覆盖严实，不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上盖两层草包保湿保温养护，以减少混凝土表面的热扩散， 延长散热时间，减少混凝土内外温差。经实测混凝土3天内表面温度在4855之间，且很少发现混凝土表面有裂缝情况。 2.5 通过监控及时掌握混凝土温度动态变化 (1)温度监控的最终目的是为了掌握混凝土内部的实际最高温升值和混凝土中心至表面的温度梯度，保证规范要求的内部与表面的温差小于25及降温速率。 (2)温度是直接关系整个混凝土基础质量的关键。为了客观反映混凝土温度状况，进行原材料温度 、出机温度、入模温度、自然温度、覆盖养护温度、混凝土内部温度、棚内温度等7个项目的测试，便于及时调整温控措施。 (3)主楼基础的混凝土温度按不同平面部位和深度共布置了25个测点，由专人负责连续测温一周，每间隔2h测一次，比规范规定每8h测2次的频度要大些。 3、效果及结论 (1)混凝土强度按混凝土强度检验与评定标准(GBJ 107-87)进行了测试，属合格。 (2)由于采用了“双掺技术”(缓凝减水剂和磨细粉煤灰)，延缓了凝结时间，减少了坍落度损失，改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高温、远距离运送条件下仍能顺利泵送，也未发生堵泵。 (3)混凝土出机温度和入模温度共实测37次，原材料温度测试20次，混凝土内外温度连续测一周，混凝土中心最高温度出现在浇注后的34d之间，与文献介绍的一致。内外温差仅为1 5，且低于规范规定不得大于25的要求。 (4)经各有关单位的严格检查和近年来的使用，未发现有害裂缝(仅表面有个别收水裂缝)。 混凝土密实平整光洁，无蜂窝麻面。 大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施作者：无 上传：water 来源： 2005-11-21 03:27大体积混凝土结构裂缝的一般概念 混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。大体积混凝土结构出现裂缝更普遍。在全国调查的高层建筑地下结构中，底板出现裂缝的现象占调查总数的20左右，地下室的外墙混凝土出现裂缝的现象占调查总数的80左右。所以，混凝土结构的裂缝是建筑工程长期困扰的一个技术难题，一直未能很好地解决。 国内外工程技术界都认为，规定钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度主要是为了保证钢筋不产生锈蚀。各同的规范中有关允许最大裂缝宽度的规定虽小完全一致，但基本相同。如在正常的空气环境中裂缝允许宽度为0304mm；在轻微腐蚀介质中，裂缝允许宽度为0203mm；在严重腐蚀介质中，裂缝允许宽度为0102mm。但对建筑物的抗裂要求过严，必将付出L!大的经济代价。科学的要求是将其有害程度控制在允许范围之内。 根据国内外的调查资料，工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化(温度、湿度、地基变形)引起的约占80以上，属于荷载引起的约占20左右。在大体积混凝土工程施上中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝(包括混凝土收缩)是其施工技术的关键问题。我国的工程技术人员存科学实验的基础：，以防为主，采用了温控施工技术，在大体积混凝土结构的设计、混凝土材料的选择、配合比没讣、拌制、运输、浇筑、保温养护及施工过程中混凝土浇筑内部温度和温度应力的监测等环节，采取了一系列的技术措施，成功地完成了我国许多钢铁企业和1二业民用建筑、高层建筑的大体积混凝土工程的施工，取得lr丰富的施工经验。二、裂缝控制的设计措施 1大体积混凝土的强度等级宜在C20C35范围内选用，利用后期强度R60。随着高层和超高层建筑物不断出现，大体积混凝土的强度等级日趋增高，出现CA-0C55等高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内部温度高，混凝土内外温差超过30以上，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面，而对于大体积混凝土底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C20C35的混凝土，避免设计上“强度越高越好”的错误概念。 考虑到建设周期长的特点，在保证基础有足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d或90d的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。 2大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受罔水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。采用卣径814mm的钢筋和100150mm间距足比较合理的。伞截面的配筋率不小于03，应在0305之间。 3当基础设置于岩石地荜上时，宜住混凝土垫层上设置滑动层，滑动层构造町采，_l一毡二油，在夏季施工时也可采用一毡一油。4避免结构突变(或断而突变)产生鹰力集中。转角和孔洞处增设构造加强筋。5大块式基础及其他筏式、箱式基础不应设置永久变形缝(沉降缝、温度伸缩缝)及呸向施T缝。町采用“后浇缝”和“跳仓打”来控制施工期间的较大温差及收缩应力。 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