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1、大体积混凝土施工技术_浅议大体积混凝土施工技术 摘要叙述大体积混凝土裂缝产生的原因,提出温度控制的控制措施,并结合工程实例,对防止大体积混凝土裂缝的主要施工操作工艺及具体的施工技术进行阐述,从而确保施工质量。 关键词大体积混凝土;混凝土裂缝;养护 中图分类号TU7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0108-01 大体积混凝土是指混凝土结构实体厚度最小尺寸不小于1m,因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土,此类混凝土多见于高层和超高层建筑地下室、高层建筑大型整板基础。
2、由于混凝土属于脆性材料,混凝土结构产生不同程度、不同形式的裂缝相当普遍,在某些情况下,裂缝会导致非常严重的后果,因此,研究大体积混凝土结构的裂缝控制具有重要的社会意义和经济意义。 1裂缝产生的主要原因及类型 产生裂缝的原因归纳起来主要有以下几个方面:①结构方面,结构长度较长、结构面积较大、约束变形过大和结构体系突变等;②材料方面,水泥品种用量、骨料性能、级配、含泥量、外加剂和掺合料选用等;③施工方面,混凝土浇筑、振捣、养护方法以及混凝土坍落度大小等;④环境方面,施工现场温度、湿度、风速等。 由于大体积混凝土的结
3、构厚实,混凝土量大,在硬化期间,其内部水泥水化过程中所释放的水化热不易散发,使内部温度升高,混凝土的体积膨胀,而表面混凝土的散热条件好,温度不会升高,硬化时混凝土收缩,外界条件对混凝土又有约束作用,从而产生温度应力和收缩应力,这是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。裂缝的类型主要有以下几种: 1)塑性收缩裂缝:混凝土在凝固前,表面多余水分快速蒸发导致表面塑性收缩裂缝,施工时风速越大收缩就越大,特别是在高空现浇混凝土及炎热季节阳光直射新浇混凝土表面时收缩较大。 2)温度裂缝:水泥水化热升温或外界短期大幅降温,导
4、致混凝土结构内外温差很大,一般超过25℃以上时,引起温度应力,会导致裂缝出现,对大体积混凝土及大面积混凝土工程尤为不利。 3)塑性沉降裂缝:主要是混凝土配合比不良,一般是混凝土配合比设计中粗骨料级配不连续、数量不够、砂率及水灰比过大所造成的。 4)碱骨料破坏裂缝:水泥中的碱与粗骨料中的活性氧化硅起化学反应产生裂缝。 5)外加剂及掺合料选择不当导致收缩裂缝:选择适宜外加剂及掺合料可减少收缩,特别是早期收缩。 2大体积混凝土施工应采取的措施 随着高层建筑与大型设备基础的增多,大体积混凝土的应用也日益广泛。大体积
5、混凝土断面大,水泥用量多,水泥水化后释放的水化热会使混凝土产生较大的温度应力和收缩应力,导致混凝土产生表面裂缝和贯穿裂缝,影响结构的整体性、耐久性和抗渗性。常用的措施如下: 1)降低水泥水化热:选用中低水化热的水泥,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰水泥等。充分利用混凝土的后期强度,减少水泥用量,每立方混凝土每减少10kg水泥用量,混凝土水化温度将降低1℃。尽量选用粒径大且级配良好的粗集料,掺加粉煤灰等掺加料,掺减水剂。在不影响钢筋布置的情况下,掺入不超过总体积20%的大石块。在混凝土内部预埋冷却水管,通入
6、循环冷却水带走热量。 2)降低混凝土入模温度:夏季砂石材料应避免阳光直射,并可喷涂水雾或冷气预冷;用低温或冰水搅拌混凝土。保证模内通风,加速模内热量散发;渗入缓凝型减水剂,避免水化热集中产生。 3)加强施工中温度控制:大体积混凝土浇筑后,要保温长期养护,缓慢降温避免混凝土内外温度、湿度梯度过大。加强测温控温,及时调整保湿养护措施,将混凝土内外温差控制在25℃以下。合理安排施工顺序,使浇筑的混凝土均匀上升,避免过大高差。 4)改善约束条件:分层分块浇筑,合理设置施工缝及后浇带,以放松约束条件并减少水化热的聚集。对
7、大体积混凝土基础,可在与岩石地基或混凝土垫层之间设置滑动层,如刷沥青、铺卷材等,以消除嵌固作用,释放约束力。 5)提高混凝土的极限拉伸强度:选择良好级配的粗集料,严格控制砂石含泥量,可掺入适量的膨胀剂,振捣要密实。采用二次投料法加强早期养护。根据大体积混凝土形状,在易发生裂缝部位增配构造钢筋,承受收缩应力。 3工程实践 某大厦基础为满堂式大体积钢筋混凝土基础,基础底面呈长方形,东西向长38m,南北向长23m,底面积为932m2,厚度为3.8m,设计强度为C35,混凝土浇筑量共计约3500m3,为大体积混凝土。该
8、工程基础混凝土总量多且厚度大,施工期间气温已经较高,因此必须选用适宜的施工方案、恰当的质量控制措施才能保证大体积混凝土不出现裂缝,从而最终确保工程质量。 3.1水化热温度预测 混凝土升温初期弹性模量低,基本处于塑性与弹塑性状态,约束应力很低,根据以往工程实践,此阶段一般在浇筑后的2d~3d内。当水化热温升至峰值后,热量散发速率大于发热速率,
