论文_超长混凝土裂缝控制_李建鹏.doc

浅谈超长混凝土裂缝控制李建鹏摘要：近年来，钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一，随着泵送商品混凝土的发展，在建筑行业获得广泛应用，从实际效果来看，在商品混凝土均质性有了很大的改善的同时，裂缝控制技术难度大大增加了，本文主要从概述了混凝土变形作用引起裂缝的原因，为了更好的克服未来可能出现的新情况，做好一些基础性的措施。关键词：裂缝 收缩 控制 防范本工程为甘肃省体馆工程子项工程训练馆，训练馆地上4层，中部训练馆主功能区4层通高，房屋高度22.2m，长116.2m,宽42.4m,主要层高为6.0m、4.8m，混凝土部分主要跨度为9.0m、8.4m。主体结构为钢筋混凝土框架结构，其余部分屋盖及楼盖采用现浇梁板结构。随着建筑向大型化和多功能发展，超长（即超过温度伸缩缝间距）高层或大柱网建筑不断出现，商品混凝土强度等级的提高，施工中泵送商品混凝土工艺的应用，使超长商品混凝土结构易出现的温度收缩缝有逐渐增多的趋势。虽然这类裂缝属非结构性裂缝，一般不致影响构件承载力和结构安全，但却会影响结构耐久性和整体性。同时也会给使用者感官和心理造成不良影响。该工程结构长度远大于规范要求的设缝长度，因此本工程西楼地下结构，东楼的地下结构、地上结构按超长结构施工考虑。故需采取一些措施来解决混凝土因温度变化而产生应力，施工中留后浇带，一般3040m一道。本工程采用常规的留置临时施工后浇带技术，应合理设计临时性后浇带位置，以满足工程要求。在建筑工程中，由于超长结构温度、收缩徐变等内因的叠加和结构累计，是造成混凝土裂缝的主要原因，而有效控制裂缝的展开可采取多种方式，如设置若干道变形缝，以释放大部分变形。另外可采用优化混凝土的配合比设计以减少混凝土的收缩、提高混凝土的极限拉伸强度等方法，以抵抗施工温度、徐变、收缩等变形产生的应力。混凝土是一种凝胶体人造石料，混凝土构件具有徐变、收缩特性，控制和减少混凝土的徐变、收缩量是超长混凝土结构施工的关键因素。 1）徐变。徐变的主要原因是混凝土构件在长期荷载作用下，混凝土凝胶体的水份逐渐压出，水泥石逐渐粘性流动，微细空隙逐渐闭合，细晶体内部逐渐滑动，微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果。混凝土中骨料本身没有徐变，它的存在约束了水泥胶体的流动，约束作用的大小取决于骨料的刚度（弹性模量）和骨料所占的体积比。当骨料弹性模量小于70Gpa时，随骨料的弹性模量降低，徐变显著增大。骨料的体积比越大，徐变越小。试验表明，当骨料的含量由60%增大为75%时，徐变可减少50%。混凝土的水灰比越小，徐变越小，在常用的水灰比（0.40.6）范围内，单位应力的徐变与水灰比呈近似直线关系。混凝土养护时温度越高，湿度越大，水泥水化作用就越充分，徐变越小。 2）收缩。混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。混凝土浇筑完毕后在凝结之前由于沉实泌水、蒸发，干集料或干燥底层吸收使混凝土水分损失，体积因而减少，产生塑性收缩。混凝土收缩的主要原因是在硬化初期水泥石在水化凝固过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内自由水份蒸发引起的干缩。 （1）混凝土的组成和配比是影响混凝土收缩的主要原因。水泥的用量越多，水灰比较大，收缩就越大。骨料的级配好、密度大、弹性模量高，粒径大可以减少混凝土的收缩，粗骨料的所占的体积比越大、强度越高，对收缩的制约就越大。 （2）干燥失水是引起混凝土收缩的重要原因，高温湿养可以加快水化作用，减少混凝土中的自由水份，因而可以使收缩减少。伸缩后浇带是为在现浇钢筋混凝土结构施工过程中，克服由于温度、收缩、徐变而可能产生有害裂缝而设置的临时施工缝，其需根据设计要求保留一段时间后再浇筑，将结构连成整体。本工程后浇带的严格意义是基于混凝土的徐变、干缩和施工期间的水泥水化热的考虑而设置的临时性伸缩缝，在60天后用填充性膨胀混凝土回浇。减少超长混凝土结构的徐变、干缩和施工期间的水泥水化热，防止结构裂缝的产生和发展的施工关键措施是优化混凝土配合比设计、加强施工养护等。作为超长结构混凝土，为了控制或减少混凝土的徐变、干缩和施工期间的水泥水化热应力，即控制结构裂缝的产生和发展，应优化混凝土配比，进行合理的配比设计。后浇带浇灌时应先进行凿毛、清理处理，浇筑前并洒水湿润，以确保接缝严密，防止漏水。浇灌混凝土时应从结构低层逐层向上层结构推进，并进行洒水保温保湿养护，养护时间至少15d，当强度达到100%时方可拆除模板和支撑体系。本工程混凝土结构属于超长结构，但超长结构混凝土的施工同普通混凝土在施工工艺上并无差别，但应加强施工控制和进行施工工艺应改善，以确保其质量。后浇带混凝土的配置应选用比主体结构混凝土配置强度高一级配，模板支撑体系在混凝土浇筑前应进行二次加固，确保达到要求混凝土浇筑应分层浇筑，逐层水平向前推进，每层浇筑厚度不超过30cm，每层浇筑间隔时间不得超出上层混凝土的初凝时间（混凝土的初凝时间一般为11.5h），并待上一层混凝土二次振捣之后进行浇筑，每层浇筑应闭合，在浇筑接茬处应振捣到位。在每条浇筑带的前、中、后布置3道振动棒，前道振动棒布置在底排钢筋处和混凝土的坡脚处，确保混凝土下部的密实；后道振动棒布置在混凝土的卸料点，解决上部混凝土的捣实；中部振动棒使中部混凝土振捣密实，并促进混凝土流动，并进行二次振捣。泵送浇筑混凝土时，不得在同一处连续布料，应在布料杆的旋转半径49m范围内水平旋转布料，逐步向前推进，而且布料杆的出口离模板内侧面不小于50mm，且不得向模板内侧面直冲布料，也不得直冲钢筋骨架，混凝土自御料口的自由倾落高度不超过2米,超过2米时,应采用串筒顺导混凝土，保证混凝土不发生离析现象。 混凝土振捣。混凝土浇筑前，选定责任心强、技术好的人员为振捣人员，针对各个部位的浇筑特点，进行详细交底，管理人员跟班作业，检查和监督振捣作业。振捣方法：振动棒移动间距不大于400mm,振捣时间15-30 秒，紧插慢拔，但还应视混凝土表面不在明显下沉、不在出现气泡、表面泛出灰浆为准，而且应插入下层混凝土50mm左右，以消除二层之间的接缝。为增加混凝土的密实度和提高抗裂性能，应采用二次振捣方法。第一次振捣时，由于泵送混凝土塌落度较大自然形成的坡度也较大，因此应在坡顶、坡中和坡脚布置两道振捣器，一道布置在卸料处，主要解决上部混凝土的振捣，另一道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝土的密实。进行第二次振捣的关键是如何确定适宜的振捣时间。适宜的振捣时间是指在混凝土初凝前经振捣后尚能使其恢复塑性状态的时间。这个时间与水泥品种、水灰比、塌落度、混凝土的初凝时间、施工时的气温等多种因素有关，应经过试验确定。简单的试验方法是将运转着的振捣棒，以其自身的重力逐渐插入混凝土中进行振捣，如果混凝土仍可恢复塑性的程度使振捣棒小心地拔出时混凝土仍能自行闭合，而不会在混凝土中形成孔穴，这时进行二次振捣是最适宜的时间。为准确判定二次振捣时间，本工程将派公司试验室到现场作贯入阻力试验，根据有关资料介绍，当标准贯入阻力达到350N/cm2以前进行二次振捣是有效的，且不会损伤已成型的混凝土。参考基础混凝土浇筑的二次振捣时间为浇筑后40-50min。振捣过程要全面仔细，禁止因出现漏振而导致蜂窝、麻面等混凝土施工质量事故。操作人员的操作台采用2.0米长的脚手板直接搭在水平横向钢筋上，禁止直接踩踏钢筋。混凝土养护及使用条件下的温度与湿度对混凝土的徐变、收缩影响较大。混凝土养护时温度越高，湿度越大，水泥水化作用就越充分，徐变越小，高温湿养可以加快水化作用，减少混凝土中的自由水份，因而可以使收缩减少。所以超长结构混凝土养护应采用合理有效的养护方案。对于平面结构构件的混凝土养护，当混凝土浇到板标高后，应用2m长木刮杠将混凝土表面找平，且控制好板顶标高。然后用木抹子拍打、搓抹两遍，在混凝土终凝之前进行收浆压光。为防止底板混凝土升降温速度过快形成温度收缩裂缝和早期脱水造成表面干缩裂缝，本工程采取保温保湿养护，养护由专人负责。浇筑完成后，表面搓平，搓平次数不少于三次。能上人时，在其表面先铺一层塑料薄膜,再覆盖一层棉毯保温并洒水养护，每天浇水次数不少于四次。对于竖向结构构件混凝土养护，在模板拆除后，在混凝土表面涂刷养护液，并用采用塑料薄膜覆盖养护。结束语：钢筋商品混凝土结构的裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害于无害的界限由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计