地下室底板大体积混凝土的浇筑与裂缝控制
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大体积混凝土施工中温度及收缩裂缝控制在现代建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛,例如大型基础、桥梁墩台、高层楼房的地下室底板等。
然而,由于大体积混凝土体积大、水泥水化热释放集中、内部温升快等特点,在施工过程中如果控制不当,极易产生温度裂缝和收缩裂缝,这不仅会影响混凝土结构的外观质量,更会严重削弱其承载能力和耐久性。
因此,如何有效地控制大体积混凝土施工中的温度及收缩裂缝,成为了建筑工程领域中一个至关重要的课题。
一、大体积混凝土温度裂缝和收缩裂缝的成因(一)温度裂缝的成因大体积混凝土在浇筑后,水泥水化反应会释放出大量的热量,由于混凝土的导热性能较差,热量在内部积聚,导致内部温度迅速升高。
而混凝土表面与外界环境接触,散热较快,形成较大的内外温差。
当温差超过一定限度时,混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。
由于混凝土在早期抗拉强度较低,当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。
此外,混凝土在降温阶段也容易产生裂缝。
随着水泥水化反应的逐渐减弱,混凝土内部温度开始下降,由于混凝土的收缩受到基础或结构边界的约束,会产生收缩应力。
当收缩应力超过混凝土的抗拉强度时,也会导致裂缝的产生。
(二)收缩裂缝的成因混凝土的收缩主要包括塑性收缩、化学收缩、干燥收缩和自收缩等。
在大体积混凝土施工中,干燥收缩和自收缩是导致收缩裂缝的主要原因。
干燥收缩是由于混凝土表面水分蒸发过快,内部水分迁移速度跟不上表面水分蒸发速度,导致混凝土产生不均匀的收缩。
自收缩是指在水泥水化过程中,水泥浆体自身产生的体积收缩,这种收缩与外界湿度无关。
二、大体积混凝土温度及收缩裂缝的控制措施(一)优化混凝土配合比1、选用低水化热的水泥品种,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等,以减少水泥水化热的释放。
2、降低混凝土的水胶比,减少水泥用量,增加粉煤灰、矿渣粉等掺合料的用量,以降低混凝土的绝热温升。
3、选用级配良好的粗、细骨料,控制骨料的含泥量,以提高混凝土的密实度和抗拉强度。
大体积混凝土控制措施本工程地下室一般底板厚度500m。
混凝土一次浇注量较大因此属于大体积混凝土施工范畴。
对此必须重点控制有害裂缝的发生,确保混凝土结构的使用安全。
通过以往类似工程的施工经验,对工程施工过程中如何控制大体积混凝土裂缝的产生,我们确定出以下防治措施:1、优化混凝土配合比:在满足泵送条件下使用较小的水灰比,骨料有良好级配,使空隙率最小,藉以尽可能的减小混凝土的干缩和终凝前的塑性收缩。
同时根据使用要求不同掺加的高效减水剂,缓凝剂或复合外加剂。
2、混凝土的施工防裂措施:施工中制订出从浇筑顺序、施工缝留置、浇筑程序、振捣要求到收活的作法,以至养护等整套工艺。
严格按操作规程进行,控制混凝土的塑性收缩、温度收缩和干缩,使之尽量减小,确保混凝土早期不开裂或不出现有害裂缝。
根据施工图中后浇带的位置合理的划分施工段,混凝土浇注完毕后养护及时合理,可以防止大部分有害裂缝的发生。
3、大体积混凝土的养护:混凝土的养护必须保持混凝土的湿润,防止混凝土表面与内部温差超过25℃防止过快的降温是确保大体积混凝土不出现有害裂缝的关键环节。
本工程底板厚度为600mm。
根据计算施工时首先在混凝土表面覆盖一层塑料布,然后铺设两层阻燃草帘子,其厚度约为23mm左右,可以满足要求。
混凝土浇注完毕后及时进行养护,先铺一层塑料布,防止水份的蒸发,其上覆盖阻燃草帘子两层,以使混凝土表面温度不过快的散发而造成内外温差过大。
并根据测温记录,决定是否增加覆盖厚度,养护时间不少于12天。
4、混凝土测温:现场设专人进行测温记录。
为了能及时掌握温度变化情况,在混凝土中设置测温点,在底板处设置至少5处。
设在底板厚度的1/2处,采用电子电热偶进行测温。
每个测温孔设专人记录温度,以掌握混凝土内外温差随时对混凝土的养护进行调整。
5、混凝土试块的留置:⑴混凝土强度检验:结构实体检验用同条件养护试件龄期确定。
同条件养护试件的留置方式和取样数量,符合下列要求:同条件养护试件所对应的结构构件或结构部位,由监理(建设)、施工等各方共同选定;对混凝土构件工程中的各混凝土强度等级,均留置同条件养护试件;同一强度等级的同条件养护试件,其留置的数量根据混凝土工程量和重要性确定,不宜少于10组,且不少于3组。
地下室底板大体积混凝土温度裂缝的控制地下室底板大体积混凝土温度裂缝的控制摘要:温度裂缝是底板大体积混凝土常见的质量通病,它会影响到混凝土结构的安全和性能,因此,加强对温度裂缝的控制具有重要意义。
本文结合地下室底板大体积混凝土施工实例,介绍了温度裂缝控制措施,取得了较好的效果,为类似工程温度裂缝的控制提供参考。
关键词:大体积混凝土;温度裂缝;配合比;温升计算;温度控制中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:近年来,随着城市土地资源的减少,地下室的建设不断增加,混凝土体积也越来越大,尤其是在底板的设计中,大体积混凝土的应用十分广泛,厚度与深度也不断增加。
在地下室底板大体积混凝土施工中,由于混凝土单次浇筑方量大,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快,当混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝,影响结构安全和正常使用。
因此,有必要加强对地下室底板大体积混凝土温度的控制,最大限度避免温度裂缝的产生,确保工程的质量。
1工程概况某建筑工程,总建筑面积为22073.2m2,其中:地下建筑面积4512m2,建筑层数地上十二层,地下一层。
建筑总高度49.85m,建筑占地面积1667m2,主要结构类型为钢筋混凝土框架剪力墙结构。
2 大体积混凝土配合比确定根据设计文件要求:桩承台、基础梁和底板、地下室部分的墙体设计要求为C30P8,结构环境类别为二(a)类。
现场施工采用预拌混凝土施工,其坍落度要求为(140±30)mm。
配合比设计依据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》、GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》和JGJ/T178-2009《补偿收缩混凝土应用技术规程》,为降低混凝土施工时的水化热,同时使得混凝土具有补偿收缩功能,在混凝土配合比设计阶段采用“三掺法”进行配合比设计,主要是在混凝土中掺入粉煤灰、粒化高炉矿渣、AEA膨胀剂等掺合料。
3 大体积混凝土绝热温升计算该配合比胶凝材料总量为370kg/m3,粉煤灰掺量为11.6%,粒化高炉矿渣掺量为9.7%,AEA膨胀剂掺量为8.1%。
地下室施工中裂缝的预防及处地下室施工中,混凝土裂缝是普遍存在的问题,本文对地下室混凝土施工中常见的一些裂缝问题进行分析,并提出预防处理措施。
一、地下室常见施工裂缝1、地下室底板裂缝高层建筑地下室的底板一般较厚,属属大体积混凝土施工。
发生裂缝的主要原因是水化热高,与环境气温温差大,或养护不当,裂缝严重的可导致底板渗漏。
若混凝土温度较高时,突然浇冷水养护,也会产生无规则的多条微裂缝。
2、地下室外挡土墙裂缝由于墙体混凝土强度等级普遍较高,采用C40、C45,甚至C50、C60,这样水泥用量多达500~550公斤/立方米,势必造成混凝土收缩量大,不易养护,地下室外挡土墙又很长,因此往往形成多条较有规律的竖向裂缝,肉眼可明显地看到收缩裂缝形状。
3、地下室阴角裂缝在地下室施工完后,通常在外墙截面刚度变化处,平面形状转折处的阴角存在结构竖向裂缝,由顶部向下开裂,上宽下窄,这是由于收缩应力和沉降、温度应力等共同作用,在角部形成集中应力超过混凝土抗拉强度所造成的。
二、施工裂缝的预防1、对于大体积混凝土底板施工,可采取下列措施:选用低水化热的矿渣水泥掺加高效减水剂,以减少用水量;掺加粉煤灰,以减少水泥用量;掺加UEA微膨胀剂,以补偿收缩;分层分段浇筑混凝土,并加强养护,严格控制混凝土内外温差(中心与表面、表面与外界),使温差25℃。
采取这些相应的措施后,完全可以控制裂缝的发生。
2、对地下室外挡土墙裂缝的预防,可采取的措施主要是调整混凝土配合比,通过加外加剂(减水剂、高效泵送剂、UEA微膨胀剂、粉煤灰等),力求减水、减少水泥用量来防止裂缝,注意加强养护,及时覆盖、淋水,或喷洒养护剂,墙体模板尽可能晚拆一些。
3、为了防止阴角部位混凝土产生裂缝,除从设计方面尽量少用凹凸的平面形式,并且在阴角处采用附加钢筋等构造措施外,在施工方面还必须保证阴角部位的混凝土施工质量,及时覆盖、淋水,或喷洒养护剂进行养护,控制拆模时间,不宜过早。
地下室底板大体积混凝土的浇筑与裂缝控制
摘要:在地下室底板大体积混凝土施工过程中,只有对混凝土的原材料、配合比、浇筑、养护、温度检测等进行了严格控制,才能有效地限制地下室底板混凝土的裂缝产生,因此,本文结合工程实例对地下室大体积混凝土温度裂缝产生的原因及裂缝控制的具体
措施进行了分析。
关键词:地下室;大体积混凝土;裂缝;原因;控制措施abstract: in the soleplate of basement mass concrete construction, only the raw materials, mix of concrete, pouring, curing temperature, ratio of detection were strictly controlled, produce, cracks can effectively limit the concrete basement therefore, combining with the engineering example of temperature cracks in mass concrete of basement reason and crack control measures are analyzed. keywords: basement; mass concrete; crack; reason; control measures
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在日常施工中,我们经常会碰到大体积混凝土施工,其特点是体积庞大,厚度大于或等于1m,施工时整体要求高,一般要求连续施工。
施工过程中,由于混凝土体积庞大,水泥水化热产生的热量聚积在混凝土内部不易散发,混凝土内部升温较快,而外部温度散发较快,造成混凝土内部温差较大,使得混凝土产生温度裂缝,影响
混凝土结构安全和正常使用。
因此在大体积混凝土施工过程中,我们必须要采取各项控制措施和相应的手段来确保混凝土工程质量。
下面以某一工程为例加以说明和分析。
工程简介与难点分析
某大厦主楼,地上28层,地下2层,钢筋混凝土筏形基础承台板,厚度为2.5m。
地下室底板及承台一次现浇最大混凝土量为6000多方,混凝土强度等级为c30,为商品混凝土。
外墙混凝土需与底板同时浇筑,施工缝设置在底板表面以上300mm高处。
其难点在于:
(1)混凝土一次浇筑数量大。
本工程一次性连续浇筑混凝土方量多达6000多方,施工时间长,必须连续浇筑,防止冷缝或施工缝的出现,工艺要求高,受环境影响大。
(2)温度场梯度大,极易产生裂缝。
(3)混凝土强度及抗渗等级较高,水泥用量大,水化热高,内外温差较大。
(4)质量缺陷难以修补。
大体积混凝土工程中的质量问题很难发现和探测,一旦出现有害裂缝,后果十分严重。
大体积混凝土裂缝产生的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应)、模板变形、基础不均匀沉降等。
大体积混凝土裂缝产生的主要原因是温差引起的变形受到地基和已浇混凝土的约束产生的裂
缝和混凝土表面收缩产生的裂缝,温差和收缩越大,裂缝越大;温度变化和收缩的速度越快越容易开裂;地基对结构的约束作用越大越容易开裂;温度变化梯度越大越容易开裂。
大体积混凝土之所以开裂,主要是混凝土所承受的温度应力与混凝土本身的抗拉强度之间矛盾发展的直接结果。
因此,为了控制大体积混凝土温度裂缝的展开,就必须从降低温度应力和提高混凝土本身的抗拉性能这两方面综合考虑。
商品混凝土技术要求
商品混凝土必须可泵性好,坍落度16±2cm,初凝时间8~10h,终凝时间不超过16h,防水等级1.2mpa。
为确保底板混凝土施工质量,对混凝土供应厂家的配合比设计及水泥、骨料、外加剂等原材料提出明确质量要求,并且到厂家取样回来做检验和试配,进行配合比优化。
在混凝土中尽可能减少水泥用量,选用低热硅酸盐水泥,所有水泥存放时间不少于1个月,掺加高效复合型外加剂和混合料(粉煤灰),使混凝土用水量减少,另外在混凝土中掺加复合液,以达到减少水泥用量和增加混凝土的流动性和缓凝性的目的,提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能。
控制骨料级配和含泥量,以减少混凝土收缩。
选用10~31.5mm连续级配碎石,砂子选用中粗砂,砂率控制在35~40%,砂石的含泥量不大于1%。
混凝土浇筑方案选择及实施
该工程地下室底板面积较大,长度为60m,宽度为40m,为了使混凝土浇筑过程中不出现冷缝,沿底板长度方向分层一次浇筑到顶的方法施工,每一浇筑层厚度为300mm,配置2台混凝土输送泵,前后保持约10m距离,滚动式推进。
混凝土振捣要及时到位,不能漏振,同时也不能过振,防止混凝土产生离析现象。
为了保证混凝土的连续浇筑,要做好混凝土施工前的准备工作,对混凝土模板和钢筋的支撑要认真检查,保证足够的强度和刚度,防止产生变形,对现场道路和施工用电要能保证畅通和连续施工。
同时要求混凝土供应厂商在现场必须备一台混凝土输送泵,以防万一。
另外根据现场到混凝土搅拌站的距离,准备足够的混凝土运输车辆。
混凝土入模温度直接影响到混凝土的内部最高温度,由于施工期为8月份,平均气温为28.2℃,故采用每立方米掺和40kg冰替代同重量的水搅拌混凝土、对碎石洒水降温、保证水泥库通风良好、在泵机位置搭设遮阳棚、浇筑现场搭设遮阳防雨棚、泵送管道上铺设湿麻袋等措施,保证混凝土的入模温度在25℃以下。
采用“分层循环推进、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺,减少浇筑厚度,加快混凝土浇筑速度,缩短浇筑时间,以避免出现冷缝。
由于混凝土初凝前表面水量较多,可采用吸水机或刮尺将水去除,用铁板将混凝土表面压光压实,以避免表面的收缩裂缝的产生。
混凝土浇筑后进行及时保温保湿养护:混凝土浇筑完毕压光压实
后,及时浇水湿润,并同时盖一层塑料薄膜和两层麻袋保温养护,在养护期间要随时检查混凝土的表面湿度和温度,以保证混凝土表面湿润和减少混凝土的内外温差,可以适当延长模板的拆除时间,并在基坑周围加以覆盖。
温度检测
在混凝土浇筑前,按测温平面布置图派专人预埋测温管,采用建筑电子测温仪,沿混凝土上表面、中心、下部三处设测温点,三点为一组,每2h记录一次温度数据,及时掌握混凝土内、外温差,发现问题及时汇报和进行处理。
测温工作要派专人分班24h不停的连续进行,要对测温人员进行培训和技术交底,以保证测温工作的准确及时的反映混凝土的温度情况,确保混凝土质量不出问题。
结语
地下室底板大体积混凝土的施工质量除了必须满足强度、整体性、抗渗等要求外,还必须解决控制因变形而产生裂缝的技术难题。
本工程由于在设计上、构造上采取了必要的措施,在施工过程中对混凝土的原材料、配合比、浇筑、养护、温度检测等进行了严格控制,有效地限制了地下室底板混凝土的裂缝产生,从而达到了理想的效果。