超长混凝土结构无裂缝施工技术实例

1、超长混凝土结构无裂缝施工技术实例 摘要 超长混凝土结构的裂缝是由于温差应力和收缩应力造成，可以通过设置膨胀加强带来实现无裂缝施工，同时应该在保证混凝土强度的同时，最大限度的减少水泥水化热，降低混凝土浇注温度，采取大体积混凝土的浇注和养护技术，并作好保温和测温工作。文中工程实例采取以上综合措施进行超长混凝土无裂缝施工取得了成功。 关键词 超长混凝土，无裂缝，施工，实例1、前言目前， 超长超宽的大面积混凝土结构在车库、商场和工业厂房等建筑中被广泛应用，这类结构的平面尺寸往往超过了规范规定可以不设伸缩缝的长度极限值。如果按规范要求设置伸缩缝可能影响建筑物的外观或者使用功能，但是不设置伸缩缝又会因为施

2、工或使用阶段的温差和收缩作用引起结构产生较大裂缝，而且裂缝一旦出现就极难修复。实际工程中对于超长混凝土结构一般采取设置后浇带的方法来解决混凝土的收缩和温差问题，但是后浇带往往由于施工质量不够严格， 可能造成结构渗漏等工程隐患，尤其是对于地下室四周支挡维护结构，由于后浇带渗水而严重影响其使用功能的事例是屡见不鲜。近年来， 有一些超长超宽的混凝土结构在施工中取消伸缩缝和后浇带，采取连续浇注进行施工，并且获得成功，这些工程一般采取设置微膨胀加强带、施加预应力、采用低热水泥和加强保温养护等措施。本文结合工程实例项目的地下室混凝土工程介绍了超长混凝土结构裂缝的防治机理及无裂缝施工技术。2、超长混凝土结构

3、裂缝产生机理及防治措施超长混凝土结构裂缝产生的主要原因可以分为以下两个方面：一方面是超长结构除了在长宽方向上比较大外，一般厚度也较大， 因此超长混凝土结构的施工问题同时还包含了大体积混凝土的施工问题，大体积混凝土在硬化过程中由于水化反应产生大量热量而使混凝土结构内部温度升高，此时如不采取有效措施，会造成结构内外温差过大，引起结构混凝土开裂。另一方面，混凝土强度增长过程中的收缩作用会在混凝土中产生很大的拉应力。混凝土的收缩作用包括自缩和干缩，混凝土自缩是指混凝土硬化阶段（终凝以后），在恒温、与外界无水分交换的条件下混凝土宏观体积的减小，自缩和干缩不同，它在混凝土体内相当均匀地发生，而不仅仅在混凝

4、土表面发生。干缩通常是混凝土停止养护后，在不饱和的空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水而发生的不可逆收缩，随着相对湿度的降低，水泥浆体的干缩增大，干缩主要发生在浇筑后390d龄期内，若养护不好, 早期（龄期3d）的干缩变形相当大，是混凝土浇捣3d以后的最主要收缩组 成部分，在后期，干缩的发展往往与荷载因素共同作用，从而加速裂缝的产生，干缩一直以来都是混凝土收缩研究的重点问题。基于以上对超长混凝土结构裂缝产生的原因分析，一般的超长混凝土结构裂缝的主要防治措施有以下几个方面：（ 1）材料：选用低水化热水泥，和较大的骨料；（ 2）配合比：减少水泥用量和用水量；（ 3）温度控制：降低原材料温度和混凝土

5、入模温度；（ 4）施工养护：选择合理的浇注办法，加强养护和保（降）温；以上四个方面主要是为了防止大体积混凝土凝结过程中产生过大的温度差和温度应力，而为了防止由于混凝土的收缩作用而产生的裂缝，主要应该采取控制混凝土拉应力，提升自身的抗拉能力，具体为：（ 5）在混凝土中添加微膨胀剂：在混凝土中掺加膨胀剂，使混凝土在水化反应过程中，产生适量膨胀，在钢筋和邻位限制下，在混凝土中产生0.3MPA0.7MPa的压预应力，可抵消混凝土收缩时产生的部分拉应力，防止混凝土开裂。膨胀剂的掺加量可以根据以下理论确定：在膨胀作用下，钢筋的拉应力与混凝土压应力保持平衡，此时有：Ac 二飞二As 二飞=As Es ;2

6、limX ;AS令=,:c =£ 二2 Ac式中：牝-混凝土压应力；网-钢筋拉应力；As -钢筋截面积；Ac -混凝土截面积；4配筋率；Es 钢筋弹性模量；电 -混凝土的膨胀率(等于钢筋应变)；可见，需要施加的压预应力 加与混凝土的膨胀率电成正比关系，而膨胀 率则随膨胀剂品种和掺量变化，通过选用不同的膨胀剂品种和掺加量，就 可在混凝土中获得不同的压预应力。一般的在拉应力最大的地方给予较大 的膨胀应力，而在两侧给予较小的膨胀压力，全面补偿结构的收缩应力， 就可控制裂缝的出现。(6)给混凝土结构施加预应力：该措施与第 5种措施类似，即在混凝 土结构中施加压预应力，用以抵消混凝土中的拉应力

7、，该法一般用在超长 的混凝土墙、板结构中，对于地下室顶、底板不太经济。(7)改善混凝土结构的外部约束：该措施主要是尽量减少构件的外部 约束，使之可以自由变形，降低结构拉应力，有报道采用在筏板基础下设 油毡的办法来实现无缝施工的成功例子，但该法效果好坏还无充分论证， 工程实际中应慎用。3、工程概况本工程采用筏板基础，设两层地下室，并兼人民防空功能，筏板长度 109.00m,宽度34.00m,厚度1.80m,地下室负一、负二层侧墙厚度分别为 0.30m、0.40m,各层顶板厚度0.30m,采用C40混凝土，抗渗等级P8,负 二层地下室位于地下水位以下。4、裂缝控制措施4.1、 、原材料在混凝土中掺

8、加超细矿粉，以改善混凝土性能。超细矿粉具有微润滑效应，有明显的减水作用，可提高混凝土的和易性、体积稳定性、密实性和抗化学侵蚀性，同时亦具有增加混凝土强度、减少混凝土坍落度损失、降低水化热等性能。在保证混凝土强度和坍落度的条件下，适当加大活性细掺料的用量，以减少水泥用量，从而降低混凝土温升、增强硬化前后混凝土的体积稳定性。采取措施降低各集料的原始温度及混凝土的入模温度（控制混凝土的内外温差不超过25）， 从而降低水化热温度峰值，具体措施如：出厂水泥须冷却 7d 以上（温度不超过60） ，浇水冷却石子，水池加盖使水温降低（砂、石料有大棚的搅拌站）。严加控制砂石质量，选用525m僦大粒径的骨料，选用

9、中砂。4.2、 混凝土配合比优化混凝土配合比，选用中低水化热、低收缩的水泥，最大限度控制水泥用量，掺加粉煤灰替代部分水泥。混凝土坍落度由搅拌站根据季节、气温、运输路径等条件试配确定，泵送混凝土坍落度控制在160180mm运送到现场的混凝土坍落度严禁超出 160180mm水灰比不大于0.5,初 凝时间控制在56h,具体质量比按试配确定。4.3、 掺加外加剂在混凝土中掺加一定量的 CSA抗裂防水剂，该防水剂不仅含有膨胀组分，而且含有防水成分。4.4、 设置膨胀加强带在筏板中部设置膨胀加强带，取代后浇带，释放两侧混凝土的部分收缩变形，施加压预应力，具体做法是：底板中部 2m加强带掺加12%勺CSA两

10、侧掺加9%勺CSA外墙和顶板则为中部2m加强带掺加12%勺CSA而两 侧掺加10%勺CSA由于外墙和顶板容易开裂，所以该部位 CSA彭胀剂掺加 量较大。4.5、 混凝土浇注地下室底板混凝土浇筑采用斜面分层推赶施工方法，即： “由一边向另外一边推进，一次浇筑一个坡度，薄层覆盖，循序推进，一次到顶”的方法进行布料浇筑，在浇筑过程中按照斜面分层浇筑，斜面坡度由混凝土自然流淌形成。高频振捣棒要垂直插入，快插慢拔，插点交错均匀布置，在振捣上一层混凝土时，应插入下一层5cm， 以消除两层间的接缝，在振捣上层混凝土时以表面呈水平并出现水泥浆及不再出现气泡、不再明显沉落为宜。当混凝土浇筑到靠近尾声时，将混凝土

11、泌水排集到一边，使之缩小为水潭，然后将水抽出。混凝土底板浇筑振捣找平标高到位后，待混凝土收水初凝时，用木抹子将其表面认真压平，并在混凝土覆盖保温材料之前，再检查表面有无龟裂，若有，则用木抹子收缝抹压后再覆盖养护。4.6、 混凝土养护混凝土保湿养护应注意以下两点：养护期间随时观察混凝土表面潮湿度，以便及时采取补救措施；保湿和保温应兼顾考虑，要综合考虑水化热温升、施工季节、模板等因素，适时变换养护方法。春秋季施工，白天保湿，夜间保温，拆模后不宜直接向混凝土表面浇水，改用喷雾，或上草帘、麻袋后洒水。4.7、 保温具体措施同大体积混凝土施工保温措施，即，在混凝土表面覆盖塑料，防止水分蒸发，然后覆盖草帘

12、，注意掌握气温变化规律，如：昼夜温差、季节温差，及时了解气象预报，在气温骤降前采取预防措施，并结合测温结果及时增减保温材料厚度。4.8、 测温为了有效控制混凝土内外温差，使混凝土表面与中心温差控制在25以内，防止温差过大而产生裂缝，在浇筑前预先布置测温孔，筏板保温养护时作好测温工作，并做好测温记录，把测温记录及时反馈给技术人员以便及时发现问题，采取相应的技术措施。5、结论（1） 超长混凝土结构产生裂缝的主要原因混凝土浇筑和硬化凝结过程中产生的温差应力和收缩应力超过混凝土抗拉强度所致，因此，无裂缝施工技术应该主要针对降低混凝土温差应力，提高结构抗拉能力，施加压预应力来采取措施。（2）施工过程中可

13、以通过设置膨胀加强带来实现无裂缝施工，同时应该在保证混凝土强度的同时，最大限度的减少水泥水化热，降低混凝土浇注温度，并采取大体积混凝土的浇注和养护技术，并作好保温和测温工作。（3）本工程实例按照以上原则采取相应综合措施后进行超长混凝土无裂缝施工取得了成功，该工程施工技术和工程经验可供类似工程参考。参考文献1 、建设部，GB50010-2002 混凝土结构设计规范S ，北京，2002；2 、 孙敦本， 超长混凝上结构的无缝设计与施工J ， 南京林业大学学报（ 自然科学版） ， 2006年 02 期；3、商建军，陈伟国，MD-HKB股膨胀复合防水剂在超长混凝土结构无缝施工中的应用J,混凝土，2005 年 09 期 ；4 、刘海毅，综述混凝土的自缩性能J ，四川建材，2006 年 03 期；5、周永元，朱耀台，混凝土干缩的物理