大体积混凝土浇筑温度裂缝控制方法研究

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年3月7期   作者:李立军 顾诚
[导读] 首先分析大体积混凝土温度裂缝的成因,然后提出温度裂缝控制方法

        [论文摘要]首先分析大体积混凝土温度裂缝的成因,然后提出温度裂缝控制方法,包括设计、配合比、施工、监测等四个方面。?
[论文关键词]大体积混凝土?温度裂缝?裂缝控制??
[前言]随着我国经济的发展,工程建设规模的不断扩大,大体积混凝土在结构中的应用越来越广泛,施工中的大体积混凝土温度裂缝问题日显突出,并成为具有相当普遍性的问题。温度裂缝作为长期困扰大体积混凝土的主要难题,涉及到建筑材料、设计、施工和管理等多方面的因素。工程中的温度控制实施主要依靠实践经验,缺乏理论依据。本文对大体积混凝土的温度裂缝及其控制技术进行了探讨。?
一、工程概况:
        慧谷科技用地项目位于南昌九龙湖片区内,璜源山路以东,裕泰街北侧地块。项目规划用地面积17702.68m2(26.55亩),总建筑面积76331.05m2,其中:地上建筑面积61604.8m2、地下室建筑面积14726.25m2。
二、大体积混凝土浇筑温度裂缝产生的原因?
建筑工程中的大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥 用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和 收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生 裂缝的主要原因。裂缝分为表面裂缝和贯通裂缝两种。
        ?表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同,温度外 低内高,形成了温度梯度,是混凝土内部产生压应力,表面 产生拉应力,表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。
        ?贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度,混凝 土逐渐降温,这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的 体积收缩变形,受到地基和其他结构边界条件的约束时引起 的拉应力,超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。故大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝,是其内部矛盾发展的结果,一方面是混凝土内外温差产生应力和应变,另一方面是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应变,一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度,就会产生裂缝。引起温度裂缝的原因可分为以下几类:
        1、水泥水化热    
        2、外界气温变化
        3、约束条件
4、混凝土收缩变形   ?
三、大体积混凝土温度裂缝控制方法?
        由以上分析,材料型裂缝主要是由温差和收缩引 起,所以为了防止裂缝的产生,就要最大限度的降低温 差和减小混凝土的收缩,具体措施如下。
        (一)设计控制措施?
1、合理的平面立面设计,避免截面的突变,从而减少约束应力。
        2、合理的布置分布钢筋,尽量采用小直径、密间距,变截面处加强分布钢筋
        3、避免用高强混凝土,尽量选用中低强度混凝土,采用60天或90天强度,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。采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值,可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低,也可降低保温养护的费用。用于大体积混凝土的强度在C25-C35的范围内选用,水泥用量最好不超过380kg/m3。?
        4、采用滑动层减少基础的约束。
        5、混凝土结构上下表面布置螺纹钢筋或冷轧扭钢筋网片。
        (二)配合比设计措施
        合理选择原材料、优化混凝土配合比。按照混凝土设计强度要求合理选择原材料、优化混凝土配合比使混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小。具体是:?
  1、为了降低水化热,宜选用中热或低热水泥。一般选 用低热矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥。
        2、水胶比: 0.25~0.40
        3、混合材:粉煤灰、矿渣、火山灰、超细矿粉等
        4、外加剂:掺入高效复合减水剂。
        5、砂石骨料:骨料:选用粒径5~31.5mm的碎石 ,砂子的细度模数在2.5以上的中、粗砂 。
(三)施工控制措施?
        大体积混凝土工程施工前,对施工阶段大体积混凝 土浇筑块体的最高温度、温度收缩应力进行验算,以确 定各施工阶段混凝土的浇筑温度、内表温差、降温速度 及温度陡降等控制指标,制定相应的技术措施,包括混 凝土原材料的选择,混凝土搅拌运输过程中的降温措 施,保温养护措施、温度监控方法等。合理控制混凝土出 机温度和浇筑温度。合理选择混凝土浇筑方案。
        根据现场施工条件和我司的施工经验,该区域混凝 土浇筑计划一次浇筑完成,在两等级混凝土的交接位置 设一道快易收口网,以拦阻不同强度混凝土混合。


        施工时,应根据混凝土的初凝时间、混凝土供应能力等来确定。大体积混凝土的浇筑方法一般釆用分层连 续浇筑或分段分层踏步式推进的浇筑方法。结合本工程的施工特点,裙楼1米厚板混凝土釆用“一泵到顶,斜面 分层法”进行浇筑,并用插入式振动棒振捣密实。如图2 所示:

        其优点是便于振捣,易保证混凝土的浇筑质量,可 利用混凝土层面散热,对降低大体积混凝土浇筑块的温升有利。本工程中采用斜向分层振捣法。大体积泵送混凝土由于强度等级高,表面水泥浆较厚,在混凝土浇筑结束后至初凝前,应派专人负责按初步标高用长刮尺拽平,用木蟹打磨压实,再用铁抹刀抹光闭合收水裂缝,保证混凝土内实外光。
        (四)加强混凝土的养护和温度监测
        混凝土养护是保证混凝土质量一道十分重要工序, 必须认真切实做好。混凝土浇筑时内外温差小于25°C,根据以往同类型工程经验,大体积混凝 土养护采用保温保湿法效果最好,在本工程前段时期1 米板厚的施工经验,混凝土浇筑完成压光后覆盖一层保 温保湿层,每层保温保湿层为:一层薄膜,薄膜上再覆盖 一层麻袋,并将表层的麻袋用水充分浇淋湿透,搭接 10cm,混凝土温降低后,撤除麻袋,继续浇水养护十天, 效果良好。主塔楼混凝土板厚度达2. 5m,为确保施工质量,底板不岀现裂缝,拟釆用双层的保温保湿法,即混凝土面完成压光后覆盖二层保温保湿层,每层保温保湿层 是:一层薄膜、薄膜上覆盖一层麻袋,将麻袋用水充分湿 透后,面上采用木植固定,使混凝土表面内形成可靠的 保温保湿环境,完全降温后方撒除麻袋、薄膜,并增加温 度监控。当温差超过25°C时,立即再增加一层保温保湿 层,或加编织布封闭。淋水时,要向麻袋淋水,千万不能向混凝土面淋水,否则引起收缩裂缝。养护时间不能少 于14天。为控制混凝土的内外温差在允许的要求范围内,对地下室底板大体积混凝土须进行测温,以及时发 现混凝土内部的温度变化,及时釆取相应减少温差措 施。测温釆用预埋钢管,预埋钢管应埋入混凝土中,预埋 时需按各自埋置深度与底板钢筋绑扎牢固,以免位移或 堵塞损坏。进行测温时,釆用KT902C的电子测温仪进行 测温。测温管底部封铁板,上端管口用布塞孔。设定温度监测点,安排测温人员进行测温。此外如工期需要在高 温下浇筑,可要求商品混凝土搅拌站釆取加冰措施,可有效降低混凝土的拌和温度,根据国内外经验加冰率一般控制在25%?75%之间。最后适当延长底板的养护和拆模时间,可延缓降湿和降温的时间和速度,减少混凝土内外温差,充分发挥混凝土的''应力松弛效应”。
三、结论?
大体积混凝土刚度较大,一般没有强度的问题,但由于它往往属于地下隐蔽工程,裂缝的存在将严重影响其正常使用,其中温度裂缝是施工过程中产生的主要裂缝。本文对大体积混凝土温度裂缝的控制问题进行了探讨,取得了较好的效果。?
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