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摘要:对引起混凝土结构温度应力的温差进行了分析,并提出了温度应力与裂缝的控制措施,同时结合选取的工程案例,进行了验证探索,并进一步探讨了超长混凝土结构无缝设计与施工过程中的裂缝控制技术,以期为同行提供一定的参考。
关键词:超长混凝土结构;温度处理;裂缝处理
混凝土构通常指的是墙、板等结构,该结构往往由于其自身结构特点,在受约束的情况下,极易发生混凝土开裂现象。根据文献记载,超长薄壁结构混凝土由于其结构形式的特殊性以及养护措施难及时到位, 裂缝问题尤为突出,大量的工程实践表明,此类结构通常拆模后即出现裂缝,裂缝间距规则,从中部向两边延伸,有不少是贯通性裂缝,给工程的耐久性和质量带来了极大隐患。
1 混凝土设计原则
混凝土为 C40 混凝土,考虑到隧道侧墙一次性浇筑距离 25 m ,厚度仅为 0.5 m,表面钢模养护,散热条件良好,且侧墙在浇筑后会受到底板的约束作用等特点。 因此 C40 配合比设计原则:(1)在强度保证的情况下,提高粉煤灰掺量比例,降低矿渣粉用量,降低绝热温升值,从而削弱实体结构中最高温峰值。(2)掺加适量膨胀剂,配制出具有微膨胀的混凝土,用于补偿混凝土收缩。(3)使用聚羧酸减水剂,改善混凝土工作性能, 降低配合比用水量, 提高混凝土密实度,改善混凝土力学性能与耐久性。
2.技术的特点
2.1特点
2.1.1该建筑为超长大体积钢筋混凝土结构,按图纸设计,每40-50m设一道后浇温度带,等混凝土收缩60d后才能浇筑温度带,按照普通施工方案编制总工期计划达不到建设方的工期要求,且后浇温度带的施工十分麻烦,处理不好会成为渗水隐患。并且设后浇温度带,给建筑布置带来不利,工期延长,如何在保证工程质量前提下加快施工进度成为本工程的重点。
2.1.2混凝土结构自防水是永久防水之保证,普通混凝土收缩开裂是不可避免的缺陷,如何控制结构有害裂缝的出现,这是保证工程质量的关键,因此:
(1)本工程混凝土中使用PO42.5水泥配置;
(2)地下室底板、墙板、顶板混凝土内适量掺加膨胀剂及掺合料。
2.1.3使用范围
适用于车库超长混凝土结构无缝施工
2.1.4工艺原理
同时,水化反应生成的钙矾石晶体属针状、棒状晶体,填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔,切断渗水通道,使混凝土的密实度和抗渗能力大大提高,抗渗能力可比普通混凝土提高2-3倍,使混凝土不裂不渗,从而达到混凝土结构自防水取消收缩缝或后浇缝的施工方法效果甚佳,最终达到了超长混凝土连续浇筑施工工艺技术。
2.1.5施工工艺
工艺流程及操作要点
2.1.5.1无缝设计方案
1)根据实践理论经验,根据工程图纸的设计,现把原图纸设计的温度后浇带变成2米宽的膨胀加强带,把整个底板分成几大块,实现连续浇注无缝施工,以加快施工速度。
2)墙板及顶板宜采用后浇式膨胀加强带,膨胀加强带的位置与底板相冲。
3)膨胀加强带设置
(l)连续式膨胀加强带,加强带宽为2米,带两侧用密孔铁丝网拦隔,采用¢16@300钢筋加固,浇筑时先浇筑小膨胀混凝土,浇筑到加强带时,改用大膨胀混凝土,(混凝土的等级由C35 P6提高到C40 P6),浇完后再用小膨胀混凝土浇筑另一侧,如此循环下去,实现无缝施工。
间歇式膨胀加强带,当某种原因不能连续浇筑砼时,硬接荐施工缝改为企口式,先用小膨胀砼浇至企日缝一侧停下来,下次浇砼时,先清洗企口缝,然后用大膨胀砼浇筑膨胀加强带,再用小膨胀砼浇筑另一侧。
(3)后浇式膨胀加强带:沉降后浇带采用后浇式膨胀加强带。用小膨胀混凝土浇筑带外两侧混凝土,要等沉降基本稳定后再浇筑,清洗企口施工缝后,再用大膨胀混凝土浇筑膨胀加强带。
(4)墙板和顶板膨胀的加强带的位置参照底板的设置。施工单位根据现场实际情况可做适当微调,根据混凝土的浇筑计划,可选择上述三种膨胀加强带进行无缝施工。
2.1.5.2混凝土膨胀率要求
(l)采用普通型HEA,混凝土中掺入10%-12%的HEA膨胀剂水中限制膨胀率为0.025%~0.035%,可以在混凝土中建立0. 2~0. 7MPa的自应力值,完全满足本工程设计的限制膨胀率的要求,能够补偿混凝土收缩,增强钢筋混凝土结构的抗裂能力。
(2)碱含量。碱含量R20≤0.6%,混凝土不会因HEA的掺入而产生碱一骨料反应。
(3)施工性能好。HEA对各种水泥的适应性良好。
(4)大大提高混凝土的抗渗性,可大幅度提高结构自防水功能。
2.1.5.3本工程混凝土中HEA使用要点:
对膨胀剂而言,限制膨胀率是关键的指标之一,只有具有高限制膨胀率的膨脎剂,才会对混凝土的收缩起到有效补偿作用,从而避免混凝土硬化后的渗漏。
2.1.6材料与设备
1)混凝土用水泥、骨料、水应符合国家现行标准的规定,水泥应选用32.5、42.5。砂选用天然中粗砂,石子保证级配良好,两者含泥量应小于规范要求。
2)在混凝土中宜加入一定量的粉煤灰或磨细矿渣(部分替代水泥),掺量通过配合比设计、试验确定,以改善混凝土的抗裂性能。要求粉煤灰掺合量不大于 25%,矿渣掺合量不大于10%,粉煤灰或磨细矿渣应符合国家现行标准的规定。
3)掺加合适的外加剂有利于裂缝的防治。掺加的外加剂应符合国家现行标准的规定,并应注意外加剂之间的相容以及与水泥的相容性,建议掺加聚羧酸系列,不主张采用萘系列。
4)在混凝土中掺入一定量的纤维、有机聚合物,可提高混凝土的抗裂性能。掺加的纤维应符合国家现行标准的规定。
2.1.5.2设备
1)混凝土搅拌运输车、混凝土泵、混凝土内部振动器、附着式振动器、洒水养护装置;钢卷尺、水平尺、轻便脚手架
2.1.6质量控制
2.1.6.1对混凝土搅拌站的要求
(1)搅拌站应按确定的施工配合比,按重量比配料,确保配料准确。
(2)混凝土搅拌时间与普通混凝土相同,使之均匀。
(3)现场入泵混凝土坍落度应控制在16-18cm,和易性要好。
2.1.6.2 HEA补偿收缩混凝土浇筑
(l)混凝土按施工方案确定的浇筑计划进行,沉降缝采用大膨胀混凝土回填。
(2)按混凝土浇筑计划布置泵管,少设弯管。
(3)混凝土振捣要密实,不要漏震,也不要过震,以免浮浆过多。
(4)混凝土浇筑完后,在终凝前要反复抹压,防止沉降裂缝出现。
2.2监控措施
(1)在混凝土浇筑期间,不定期检查混凝土生产的配比和流程。做好混凝土质量自检记录。
(2)派专人做好搅拌站与施工现场联络,配合工作。准确计算各部位混凝土需用量及时做好配合比调整工作,一定不能浇错混凝土。
(3)派专人负责试件的留置工作。
2.3施工措施
(1)施工员轮班指挥混凝土浇筑施工,落实交班制度。
(2)混凝土禁止带水施工。
(3)混凝土振捣必须密实,墙壁可采取分层施工,每层厚度不大于50cm,当混凝土不流动时,用振动棒每隔30-40cm振动10-20秒,然后快插慢拔反复振捣,在第一次振捣20-30分钟后,再按上述方法振捣一次,使残留的气泡逸出,提高混凝土的密实度。
3 超长大体积钢筋混凝土结构抗裂防渗技术内容
3.1超长大体积钢筋混凝土结构无缝施工方法
在现浇整体式钢筋混凝土结构中,为防止收缩和温差裂缝设伸缩缝或后浇缝。而后浇缝是一种扩大伸缩缝间距和取消伸缩缝的有效措施。因为这种缝只在施工期间存在,其目的是取消结构中的永久伸缩缝,它既是施工措施,也是设计手段。然而,后浇缝的清理与凿毛会给填缝施工带来麻烦,另外,后浇缝保留时间一般在40~60天,工期延长,填缝不好,会留下渗漏隐患。
4 总结
总之,加强超长混凝土结构温度应力及裂缝控制,是一项系统的技术工程,在具体应用过程中需要结合建筑物建设整体要求,充分考虑现场环境以及具体的工艺环节,综合开展各种方法检测,才能更好地确保控制效果,提高整体建设质量。
参考文献
[1]温晓龙,时炜,王珂.超长混凝土结构无缝设计及裂缝控制技术[J].建筑施工,2015(10):1176-1178.
[2]郝丽华.某超长混凝土结构温差效应和开裂分析及措施[J].山西建筑,2014,40(31):53-55.