超长钢筋砼结构无缝施工技术
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浅谈超长大体积钢筋砼无缝施工技术在地下室底板结构中的应用地下室底板结构是地下建筑中至关重要的一部分,它的质量直接关系到整个建筑的安全和稳定。
而在地下室底板结构的施工中,超长大体积钢筋砼无缝施工技术的应用,不仅可以提高施工效率,还能够保证施工质量,使得地下室底板结构具有更加优良的性能。
本文将从技术原理、施工工艺和应用效果三个方面进行浅谈。
一、技术原理超长大体积钢筋砼无缝施工技术是指在施工中采用超长大体积的钢筋和砼进行无缝施工,其技术原理主要包括以下几个方面:1.选材优化:超长大体积钢筋砼无缝施工技术中,采用的钢筋和砼材料都经过精心挑选和优化,确保其具有高强度、优良的延性和耐久性,从而能够满足地下室底板结构的强度和稳定性要求。
2.施工工艺优化:在超长大体积钢筋砼无缝施工技术中,施工过程中采用了先进的工艺技术和设备,通过精确的浇筑和振捣工艺,确保砼完全充填钢筋骨架,同时还能有效控制砼的收缩和裂缝的产生。
3.无缝连接:超长大体积钢筋砼无缝施工技术中,钢筋采用的是无缝连接技术,能够有效地提高钢筋的延性和整体受力性能,同时砼的浇筑也能够做到无缝连接,确保地下室底板结构的整体性能。
二、施工工艺1.材料准备:在进行地下室底板结构施工前,首先需要对所使用的钢筋和砼材料进行准备,确保其符合相关标准和要求。
2.钢筋骨架搭设:在地下室底板结构中,需根据设计要求搭设好钢筋骨架,将超长大体积的钢筋进行无缝连接,并且根据结构需要进行加固处理。
3.砼浇筑:当钢筋骨架搭设完毕后,即可进行砼的浇筑工作。
在浇筑过程中,需要严格控制砼的配合比例和浇筑质量,保证砼的均匀性和紧密性。
4.振捣处理:浇筑完成后,还需要进行振捣处理,利用振动设备对砼进行充分振实,确保砼完全充填钢筋骨架,同时还能够有效控制砼的收缩和裂缝。
5.养护保养:在砼浇筑完成后,还需要对砼进行养护保养工作,以确保砼的强度和稳定性能得到充分发挥。
三、应用效果1.提高施工效率:采用超长大体积钢筋砼无缝施工技术进行地下室底板结构施工,能够显著提高施工效率,缩短施工周期,降低施工成本。
XXXX项目膨胀加强带无缝施工方案编制单位:河北建设集团保定项目部编制日期:2016年6月13日目录1、工程概况________________________________________________________ 02、工程特点及施工难度______________________________________________ 03、补偿收缩混凝土无缝施工的理论依据________________________________ 0 3.1补偿收缩混凝土裂缝控制的基本原理 ____________________________________ 0 3。
2无缝设计的理论依据之一:应力分析 ___________________________________ 13.3无缝设计的理论依据之二:变形分析 ____________________________________ 34、主要施工技术措施________________________________________________ 3 4。
1膨胀加强带的设置 ___________________________________________________ 3 4。
2加强带的施工 _______________________________________________________ 35、混凝土配合比设计________________________________________________ 7 5。
1对原材料的要求 _____________________________________________________ 75.2补偿收缩混凝土配合比设计要求 ________________________________________ 76、混凝土的施工____________________________________________________ 8 6.1原材料计量 __________________________________________________________ 8 6.2混凝土搅拌 __________________________________________________________ 8 6。
结构工程中的超长钢筋混凝土无缝施工技术超长钢筋混凝土无缝施工技术是指在超长梁或柱的施工过程中,通过采用合适的工艺和措施,使得钢筋混凝土构件在施工过程中无接缝导致的弱点。
这种技术对于超长构件的施工具有重要意义,能够改善结构的整体性能,有效避免因接缝带来的潜在问题。
超长钢筋混凝土无缝施工技术的主要内容包括:1.钢筋加工和连接:采用现场焊接或机械连接的方法,将长钢筋连接在一起,确保连接的牢固性和稳定性。
对于直径较大的钢筋,可以采用预制钢筋连接套,通过套筒的方式将两根钢筋连接在一起。
2.混凝土浇筑和振捣:在钢筋安装完成后,进行混凝土的浇筑工作。
为了保证混凝土的密实性和均匀性,需要采用振捣的方法,使混凝土能够完全填充钢筋间的空隙。
振捣方式可采用机械振捣或人工振捣。
3.外模安装和拆除:在混凝土浇筑完成后,需要及时安装外模,并进行支撑和定位,确保施工过程中结构的几何和形状。
待混凝土达到设计强度后,可以进行外模的拆除工作。
在拆除过程中需要注意保护混凝土和钢筋不受损。
4.温控和养护:在混凝土浇筑后,需要根据设计要求进行温度控制和养护工作。
温控可以通过覆盖保温材料或者设立临时温控设备等方法实现,以控制混凝土的温度发展。
养护工作主要包括水养护和涂料养护,以保证混凝土的强度和耐久性。
超长钢筋混凝土无缝施工技术的应用可以大大改善超长构件的工程质量和性能,具有以下优点:1.提高结构的整体性能:采用无缝施工技术后,钢筋和混凝土之间的连接更加紧密,构件的整体强度和刚度得到增强,能够更好地承受荷载,提高结构的安全性和稳定性。
2.避免接缝带来的弱点:超长构件中的接缝是容易产生裂缝和渗水问题的部位,采用无缝施工技术可以避免这些问题的发生,提高构件的耐久性和使用寿命。
3.减少工期和成本:采用无缝施工技术可以提高施工效率,减少工期,同时减少了人工的使用,从而减少了施工成本。
4.相对美观:由于无缝施工技术的应用,构件表面没有明显的接缝,更加美观大方,符合设计要求。
结构工程中的超长钢筋混凝土无缝施工技术1 工程实例此次建筑工程工程采用钢筋混凝土框架结构,工程包括地下室一层,建筑地基根底尺寸最长为139.9m,最宽为56.1m,地下室底板厚为400mm,地下室底板及侧壁的混凝土采用C35,抗渗等级为P8。
2 地下室施工技术难点本工程地下室底板和侧墙中的混凝土均为超长钢筋混凝土结构,施工技术要求较高,除必须满足强度、刚度、整体性和耐久性外,还存在裂缝控制及结构自防水问题。
如何控制水泥水化过程释放的水化热所产生的温度应力和混凝土干缩应力的共同作用,导致钢筋混凝土结构的开裂,破坏结构防水封闭性及耐久性,将成为技术控制的关键。
根据?混凝土结构设计标准?规定,现浇钢筋混凝土伸缩缝的最大间距为20m~30m,后浇带处混凝土40d~60d后再浇筑,后浇缝的留置、清理、支模等工序繁多,时间跨度长,施工本钱高,且难以保证混凝土整体质量,处理不好易成为渗漏的隐患。
大量工程实践证明,留缝并不能较好地解决混凝土构造物的开裂问题。
当前钢筋混凝土结构裂缝普遍存在,应采取合理措施,有效防止混凝土自身体积变形等因素造成的结构开裂,提高构筑物的耐久性,延长使用寿命。
3 后浇带施工和使用膨胀加强带连续施工综合效益比照分析现对使用后浇带施工和使用膨胀加强带连续施工两种方法的综合效益进行比照分析:3.1 设置后浇带的弊端第一,影响工程质量。
后浇带的浇筑,至少要历经6周以上,有时甚至是直至结构封顶后。
在这样长的时间里,后浇带将不可防止地落进各种垃圾杂物,钢筋易出现锈蚀。
第二,施工进度延长。
按照标准规定,后浇带至少需42天以后,才能用膨胀混凝土回填。
第三,工艺繁杂。
后浇带贯穿于整个地下、地上结构,所到之处遇梁断梁,遇板断板,给施工带来很多不便,模板支撑、处理工艺繁琐。
第四,增加水费。
后浇带不封闭,地下室降水就不能停止,增加大量的降水费用。
第五,新老混凝土结合。
后浇带混凝土与先浇混凝土间隔数月,新老混凝土的结合非常薄弱,一旦处理不好将严重影响结构的整体性和平安性。
【文章编号】:1672-4011(2008)04-0213-03超长钢筋混凝土结构地下室无缝施工技术季雄巍(佛山市新一建筑集团有限公司 528000) 【摘 要】:通过工程实例介绍超长钢筋混凝土结构采用膨胀加强带替代后浇带的施工技术要点,证明只要设计合理,规范施工,超长钢筋混凝土结构实现无缝施工是可行的。
【关键词】:超长钢筋混凝土结构;施工方案设计;施工措施 【中图分类号】:T U74 【文献标识码】:B1工程概况商住楼(A、B)工程位于港口路东侧、东平路北侧,框架剪力墙结构,建筑面积约50858m2,其中地下室建筑面积约13602174m2,地下2层,A座地上25层,B座地上19层,地下室总长度为109m,宽78m。
按照常规做法,在这种超长钢筋混凝土结构施工中,为防止混凝土受温度应力和干缩应力而引起开裂,施工中通长采用设置后浇带的方法加以处理。
一般每30m~40m 设一道后浇带,等40天~50天后再浇筑膨胀混凝土。
这种常规的后浇带施工,工序复杂,施工时间长,质量不易保证。
考虑到工期及结构整体性的要求,业主不希望本工程地下室留置后浇带来解决此问题。
本工程2层地下室通过设置膨胀加强带,从而实现了超长钢筋混凝土结构的无缝施工。
2地下室砼无缝施工方案设计211无缝施工原理无缝设计的思路是“抗放兼施,以抗为主”的原则。
无缝施工的基本原理是根据收缩应力的分布,用相应的膨胀应力予以补偿。
在收缩应力较大的部位掺加膨胀剂做成膨胀加强带,其它部位拌制微膨混凝土从而取消后浇带,实现无缝施工。
根据《工程结构裂缝控制》书中提出的伸缩缝间距计算公式可知,要完全不需设置伸缩缝,就必须降低混凝土温差和混凝土的收缩,或提高混凝土的极限拉伸值;但要提高混凝土的极限位伸值是十分困难的,因而只能靠设法降低混凝土的水化热和收缩,控制混凝土因温差或收缩引起的拉应变不大于混凝土的极限拉伸,则混凝土可以不设伸缩缝而不开裂。
根据该文献资料和近年来的科研成果、有关工程施工实践经验,通过在混凝土内掺加适量膨胀剂而成的补偿收缩混凝土,通过水泥的化学反应,使混凝土产生适量膨胀,在钢筋和邻位约束下,在钢筋混凝土中建立1M~1M预压应力,可大致抵消混凝土硬化过程中产生的干缩和水化热冷缩出现的拉应力,从而减免混凝土出现开裂。
超长钢筋混凝土结构无缝施工技术摘要:介绍超常结构施工的基本原理,通过工程实例介绍超常结构采用膨胀加强带替代加强带的施工技术要点。
关键词:超长钢筋混凝土结构;施工技术在超长钢筋混凝土结构施工中,为防止混凝土受温度应力和干缩应力而引起开裂,施工中通长采用设置后浇带的方法加以处理。
一般每30~40m设一道后浇带,等40~50天后再浇筑膨胀混凝土。
这种常规的后浇带施工,工序复杂,施工时间长,质量不易保证。
在该工程施工中,利用江苏博特公司生产的JM-Ⅲ外加剂,采用膨胀加强带代替后浇带,实现了超长钢筋混凝土结构的无缝施工,为类似工程积累了经验。
1、工程概况苏州某工程位于苏州市旺墩路与钟原路交界处,靠近圆融时代广场南面,本工程总用地面积为30257m2,总建筑面积为294854.18 m2,地下室筏板面积约28000平方,地下4层、地上裙房4层,两栋公寓楼28层,为框架-剪力墙结构,一栋办公楼33层,为筒体结构。
裙房建筑高22.4m,公寓塔楼高99.9m,办公塔楼高147.25米,地上计容建筑面积为196598.18平方米,地下室建筑面积为98256平方米,首层建筑面积为16789.15m。
在地下室结构施工期间处于冬季,属于冬季施工,需加强表面覆盖养护工作。
另外地下室筏板面积比较大,为了很好的控制裂缝,除在三栋塔楼与裙房筏板带设置三条沉降后浇带以外,在三栋塔楼的筏板区域各设置了一条膨胀加强带来控制裂缝,为了满足施工要求,施工中利用JM-PCA混凝土补偿收缩的原理,采用膨胀加强带替代后浇带,178.0m的超长结构通过设置膨胀加强带解决超长结构无缝施工技术。
2、技术措施2.1利用膨胀混凝土补偿收缩原理,控制裂缝出现无缝设计的思路是“抗放结合,以抗为主”的原则。
JM-Ⅲ混凝土在硬化过程中产生膨胀作用,在钢筋和邻位约束下,钢筋受拉,而混凝土受压,当钢筋拉应力与混凝土压应力平衡时:则:Ac·σc=As·Es·ε2设:μ=As/Ac,则σc=μ.Es.ε2 (1)式中σc—混凝土预压应力(Mpa),As—钢筋截面积,μ—配筋率(%),Ac—混凝土截面积,Es—钢筋弹性模量(Mpa),ε2—混凝土的限制膨胀率(%)。
浅析超长钢筋结构无缝施工技术摘要 :本文主要阐述了建筑施工中对超长钢筋混凝土结构无缝施工技术和自防水技术,用膨胀加强带代替后浇带,实现超长钢筋混凝土结构的无缝施工。
关键词 : 建筑施工; 膨胀混凝土;施工技术1工程概况某工程3#地下车库长107.55 m,宽77.49 m,顶板厚550 mm,地下车库混凝土设计标号为c30,p6。
为超长钢筋混凝土结构,若按照传统方法施工,每隔20~40 m需留一条后浇带,以解决混凝土结构的收缩开裂问题。
按照规范规定,后浇带需42 d以后(待混凝土收缩基本稳定),有时甚至是整个建筑施工的全过程、直至结构封顶,对于高层或超高层建筑,需要几个月甚至几年的时间,才能用膨胀混凝土回填,这样就会延长工期;而且后浇带的清理、灌缝非常麻烦,且由于后浇带处混凝土浇筑的时间差,在新老混凝土连接处常常产生塑性收缩或干燥收缩裂缝。
设置后浇带的初衷是防止结构产生裂缝,但常常是人为地在后浇带处造成两条贯穿裂缝,易引起漏水,造成钢筋锈蚀,进而影响结构安全,处理不好常常会成为渗漏的隐患;此外后浇带混凝土与先浇混凝土的结合非常薄弱,将严重影响结构的整体性和安全性。
再则,后浇带不回填,降水就不能停止,增加大量的降水费用。
为加快施工进度、缩短工期、提高结构的整体性,保证工程的防水质量,业主和设计院要求该工程地下车库采用中国建筑材料科学研究院的超长钢筋混凝土结构无缝施工技术和自防水技术,用膨胀加强带代替后浇带,实现超长钢筋混凝土结构的无缝施工。
2膨胀混凝土膨胀混凝土是解决混凝土开裂比较理想的材料,在混凝土中掺加适量的zy膨胀剂,通过水泥的化学反应,使混凝土产生适量膨胀,在钢筋和临位限制下,在钢筋混凝土中建立0.2~1.0 mpa的预压应力,可大致抵消混凝土收缩时产生的拉应力,防止混凝土开裂。
根据结构不同的部位,调整zy掺加量,在结构收缩应力最大的部位采用大膨胀混凝土(即用膨胀加强带),在结构收缩应力较小的部位采用微膨胀混凝土,以使混凝土的收缩拉应力得到大小适宜的补偿(膨胀加强带示意图见图1)。
地下室超长混凝土结构无缝施工技术论述摘要:近年来,随着社会生产和人民对建筑物的多功能化要求的不断提高,使超长结构及大体积混凝土的应用越来越普遍。
而超长结构在进行修建时候必须要使用混凝土无缝施工技术来进行施工,施工完成后所体现出的施工效果极为明显。
下面,本文就此展开论述。
关键词:地下室;超长混凝土结构;无缝施工技术1.地下室超长混凝土结构无缝施工概述地下室中超长混凝土结构就是指超过温度伸缩缝间距的混凝土结构,其无缝施工是指在设计和施工中不设缝或少设缝的前提下,把混凝土结构裂缝控制在一定的范围内,从而达到防水抗裂的要求。
混凝土结构无缝施工技术,不仅是满足地下建筑使用要求,同时防止渗水也是防止钢筋锈蚀,避免酸碱盐溶液对混凝土内部侵蚀,增加结构耐久性的重要措施。
2.地下室超长混凝土结构裂缝产生的原因2.1混凝土硬化时产生裂缝的原因在混凝土灌注后的最初几天以及在结构未加任何荷载之前,混凝土裂缝可能会扩展。
混凝土内的温差亦可导致应力增加,当应力超过混凝土的抗拉强度时,将产生裂缝。
温差主要是由混凝土硬化过程中的水化热所引起。
即使混凝土构件只产生很微小的裂缝,已经硬化的混凝土的有效抗拉强度仍会降低,故应该把混凝土内的温差尽可能保持在最低水平。
2.2混凝土硬结后裂缝产生的原因设计中为确保所需强度并使裂缝宽度保持在容许范围内,常采用普通钢筋或预应力,这样能控制使用荷载产生的拉应力。
由约束变形引起的拉应力也会引起裂缝,约束变形来自温度变化或混凝土的收缩和徐变。
基础的不均匀沉降所引起的变形亦可导致开裂。
混凝土构件中有两种能产生应力的约束力,即内部约束力和超静定结构中的外部约束力。
混凝土结构由约束变形产生的裂缝主要是由于昼暖夜冷的温差所引起的。
除了温度以外,混凝土徐变和收缩受到约束时也会产生应力。
在相连的大小相差悬殊的构件之间,收缩常会引起裂缝。
3.实例分析某地下室超长混凝土结构的无缝施工技术3.1工程概况某大型高层建筑由6栋18~39层高层商住综合楼组成,地下室二层,地下室侧墙高7m,厚0.4m,底板由沉降缝分隔成二部分,其中一区底板为117m×144m,二区底板117m×132m,底板厚500、600、800、1000mm不等,每块底板均属超长钢筋混凝土结构。
超长混凝土结构无缝施工技术一、主要技术内容在后浇带中或膨胀加强带中采用补偿收缩混凝土无缝施工技术实现现浇结构连续施工,不留施工缝或后浇带;另一方面,通过这一技术,可以把后浇带直接设置为膨胀加强带,实现混凝土连续无缝施工。
从而消除了后浇带在工期、质量、安全、环境、成本等方面产生的种种弊端。
通过测试配筋率已定的混凝土结构试件的限制膨胀率,计算确定补偿收缩混凝土中膨胀剂的最佳掺量,让膨胀剂产生的压应力平衡混凝土结构产生的拉应力。
提高补偿收缩掘凝土与配筋率已定的结构的适应性、可靠性、匹配性,真正实现无缝连续施工,从根本上消除了结构有害裂缝。
质量可靠,效果好:把混凝土结构的后浇带(除沉降后浇带外)设计为膨胀加强带,结构整体抗震好、整体受力好;结构抗裂、防水好;可实现无裂缝施工、无伸缩缝、甚至达到无施工缝施工。
操作简便:后浇带内容易进入建筑垃圾、特别是地下室泥浆伴随雨水易流入,难以清理;后浇带还需凿毛处理;后浇带的模板及支架需长久支撑或二次搭拆;后浇带存在安全隐患、需要覆盖。
采用膨胀加强带简化了施工工艺,实现一次性支模和浇灌混凝土,不需清理垃圾,不需凿毛处理。
二、技术指标后浇带以“抗放兼施,以抗为主”的设计原则,而膨胀加强带以“抗放兼施,以抗为主”为设计原则。
基于限制膨胀率互相关的补偿收缩棍凝土关键技术,在收缩应力集中、预设后浇带的位置用膨胀加强带取代后浇带。
在混凝士结构中,因为钢筋和邻位的约束,膨胀剂产生预压应力能够平衡水泥等胶凝材料收缩变形时产生的拉应力。
膨胀加强带就像缓冲地带,既平衡了结构内应力、消除了结构有害裂缝,又消除了后浇带造成的诸多弊端。
根据混凝土结构的限制膨胀率确定膨胀加带内外侧膨胀剂的最佳掺量、通常带内的掺量比带外要高二到三个百分点。
膨胀加强带的板钢筋(或墙钢筋)配筋率比两侧板的钢筋增加约0.5倍,并伸入两侧约1m,带内砼强度等级比带外混凝土高一等级;在膨胀加强带两侧采用双层钢筋网片既能进行带内外混凝土隔离施工,又不影响带内外混凝土的无缝结合。
超长钢筋砼结构无缝设计与防水施工技术方案一、工程概况中国建筑设计研究院、北京市建筑设计院、清华大学建筑设计院和天津市设计院等设计。
总建筑大面积约100万m2。
根据中国建筑设计院介绍,该院承担的M4地块总建筑面积约30万m2,共有6栋办公楼,地下室长度在150~300m 之间,地下室总建筑面积约9万m2。
建设方要求在保证工程质量的前提下,加快施工进度,为滨海新区开发奠定招商引资的良好环境。
设计院希望与我院合作,提供技术支持。
为此,根据我院的科研成果和20多年的工程实践经验,提出地下室超长钢筋结构无缝设计与防水施工技术方案,供各方专家论证和参用。
二、需要解决的问题1、该建筑群为超长钢筋砼结构,按常规设计,每30-40m设一道后浇缝,等砼收缩60d后才能回填砼,且后浇缝的施工十分麻烦,处理不好会成为渗水隐患。
由于设后浇缝,给建筑布置带来不利,工期延长,建设方要求尽快把该建筑物建好,如何在保证工程质量前提下加快施工进度。
2、该地下室对防潮防水要求高,尽管作柔性外防水,但其防水寿命只有15~20年。
因此,砼结构自防水是永久防水之保证,普通砼收缩开裂是不可避免的缺陷,为此,如何控制结构有害裂缝(缝宽>0.2mm,不贯穿)的出现,这是保证工程质量的关键。
3.该基地是建在靠海的渤海新区,原为盐碱地,地下水有含有Na+、Mg++、Cl-、SO4=等有害成份,对钢筋混凝土有一定腐蚀作用。
因此,要求地下室混凝土具有抗裂、防渗和抗腐蚀的功能,这是保证地下结构耐久性的关键。
三、超长钢筋砼结构抗裂防渗技术内容1、简介自八十年代中期以来,中国建筑材料科学研究院先后研制成功了UEA、ZY 系列砼膨胀剂。
其后又在砼结构自防水和超长钢筋砼结构无缝施工技术领域进行了深入研究。
根据膨胀砼补偿收缩的原理,我院从1990年开始探索取消后浇带和结构自防水的科研工作,首先在理论上进行研究,后在工程上从小到大实践。
1992年《UEA补偿收缩砼防水工法》列为土木建筑国家级工法(YJGF22-92),1993年首次在《建筑结构》杂志上公布了“取消伸缩缝的设计新方法”,受到许多设计、施工单位的关注。
超长钢筋砼结构无缝施工技术【摘要】介绍了无锡会展中心一期超长钢筋砼结构无缝施工的设计和施工技术【关键词】超长超宽钢筋砼结构后浇带加强带设计施工1.前言:无锡市会展中心一期工程,由地下车库、设备用房及地上一、二层展厅组成。
本工程长308米,宽105米,地下室深10.7米,上部层高12米,梁跨度最大18米、最高2米。
地下室底板、外墙混凝土强度等级为c35,顶板为c40,抗渗等级为s6,±0.000设置了后张预应力温度筋,原设计南北方向设置了两条后浇带,东西方向设置了七条后浇带,将整个结构分成了24块,后浇带总长度达到5000多米,本工程跨度大,梁柱截面大,配筋密,后浇带的施工成本很大,后浇带处的施工质量控制难度很大,后期清理更是困难;本工程中标工期为210天,后浇带封闭前此跨模板不能拆除,将要严重影响后续工序的施工连续性,对工程工期造成较大的影响。
经过与业主、设计、监理方面的协商,决定采用无缝施工技术。
无缝设计思路是”抗放兼施,以抗为主”。
即用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土作为结构材料,其在水化硬化过程中产生膨胀作用,该膨胀由于受到钢筋和邻位的约束,能在结构中建立一定的预压应力σc,由此来抵抗收缩变形时产生的拉应力,防止混凝土开裂。
2. 钢筋混凝土抗裂计算分析2.1 补偿收缩混凝土结构自防水计算分析根据我国著名的水泥混凝土专家,中国工程院院士吴中伟教授关于膨胀混凝土的基本理论和观点,防止混凝土开裂,有如下判据:│ε2- st–εy (t)│≤sk式中ε2——混凝土的限制膨胀率;st ——混凝土的冷缩率;εy (t) ——混凝土在任意时间的收缩率;sk ——混凝土的极限延伸率。
根据试验底板混凝土中膨胀剂的掺量为8%时,砼限制膨胀率变化曲线90天后趋于稳定,砼水中90天限制膨胀率为ε2=3.5×10-4;故可以认为掺8%的膨胀剂后,标养状态下砼的永久限制膨胀率为ε2=3.5×10-4;剪力墙和顶板混凝土混凝土掺量为10%,根据实验室实验结果,补偿收缩混凝土限制膨胀率稳定在ε3=3.8×10-4。
2.1.1混凝土综合温差的计算t=t0+t1+t2t0—施工时天气平均温差;t1—由水泥水化热引起的温差;t2—混凝土收缩当量温差;t0的计算:取当地施工时的温度变化在5~15℃之间,故:施工时天气平均温差:t0=(15~5)/2=5.0 ℃由水泥水化热引起的温差t1的计算本工程混凝土标号为c35,混凝土配比中,胶凝材料为405kg/m3,则po42.5水泥345kg/m3,粉煤灰60 kg/m3,膨胀剂的掺量底板为8%,即掺32kg/m3,顶板和剪力墙sy-g掺量为10%,即掺40㎏/m3,则由水泥水化热引起的混凝土绝热最高温升按下式计算:tmax=(w1q1+w2q2+w3q3)/(rhc) (1)式中:tmax—绝热温升(℃);w1─单位水泥用量kg/m3;w2─单位sy-g膨胀剂用量kg/m3;w3─单位粉煤灰用量kg/m3;q1─水泥水化热,p.o 42.5水泥取350kj/kg;q2─sy-g膨胀剂水化热,取246kj/kg;q3─粉煤灰水化热,取150kj/kg;rh─混凝土的容重,实际是2400 kg/m3;c ─混凝土的比热,取0.96kj/kg℃。
tmax=(345×350+60×246+32×150)/(2400×0.96)=61℃tmax=(345×350+60×246+40×150)/(2400×0.96)=61.4℃两者升温基本接近,忽略钢筋混凝土底板沿长度和宽度方面的散热,只考虑沿上下表面一维散热,散热影响系数约为0.60,则由水泥水化热引起的温升值:t1=61×0.60 =36.5℃混凝土收缩当量温差t2的计算混凝土随着多余水分的蒸发必将引起体积的收缩,混凝土15天最大收缩值εy (t)按下(2)式计算:εy (t)= ε0y (1-e-0.01t)m1m2…m10(2)式中:εy (t)—任意时间的收缩(mm/mm);t—由浇灌时至计算时,以天为单位的时间值;ε0y—标准状态下最终收缩值(mm/mm),取3.24×10-4m1、m2、m3、………m10、——为各种非标准态的修正系数,其水泥浆量,取1.20;环境温度,取0.54;水泥细度4900孔,取1.35,其它系数取1.0εy (t)=ε0ym1×m2×m3×……m10(1-e-0.01t)=3.24×10-4×1.0×1.20×0.54×1.35×(1-e-0.01×15)=2.83×10-4×(1-e-0.01×15)=2.83×10-4×(1-0.86)=0.397×10-4混凝土内的水分蒸发引起体积收缩,这种收缩过程总是由表及里,逐步发展的。
由于湿度不均匀,收缩变形也随之不均匀,基础的平均收缩变形助长了温度变形引起的应力,可能导致混凝土开裂,因此在温度应力计算中必须把收缩这个因素考虑进去。
为了计算方便,把收缩换算成“收缩当量温差”。
就是说收缩产生的变形,相当于引起同样变形所需要的温度。
由此可得:混凝土15d的收缩当量温差为:t2=εy (t)/α=0.397×10-4/1×10-5= 3.9℃混凝土综合温差:t=t0+t1+t2=5.0+36.5+3.9=45.4℃2.1.2 混凝土最大冷缩值计算混凝土结构在升温时内部产生压应力,而降温过程中产生拉应力,由于混凝土受到钢筋和基础的约束,取约束系数r = 0.6,最不利的情况是:设混凝土中心最高温度降至环境温度时产生冷缩最大值为:st =1.0×10-5× 45.4×r(3)=1.0×10-5×45.4×0.6= 2.7×10-42.1.3 混凝土结构抗裂分析计算在抗裂计算中,混凝土的极限延伸值通常采用如下经验公式:sk =0.5rf(1+μ/d)×10-4 (4)式中 sk ─混凝土极限延伸值;rf─混凝土的抗拉强度标准值;μ─配筋率;d ─钢筋直径;徐变产生应力松驰,有利于提高混凝土的极限拉伸能力。
在计算混凝土的抗裂性时,可把徐变考虑进去,一般情况下,偏于安全考虑取混凝土的松驰系数为0.5,即混凝土的极限延伸值在考虑徐变的情况下增加了50%,实用的经验公式:sk =0.5rf(1+μ/d)×(1+0.5)×10-4(5)本工程混凝土c35,混凝土 rf =2.20mpa,配筋率μ=0.6%,底板钢筋直径d =1.6cm。
将底板钢筋直径d =1.6cm 代入(4)式求得:底板混凝土的极限延伸值:skˊ=0.5rf(1+μ/d)×10-4 =0.5×2.20×(1+0.6/1.6)×10-4 =1.5×10-4徐变使混凝土的极限延伸增加,提高混凝土的极限变形能力。
用(5)式计算混凝土的实际极限延伸值:楼板混凝土的极限延伸值:sk =0.5rf(1+μ/d)×(1+0.5)×10-4= 2.25×10-4混凝土最终变形值补偿收缩混凝土最终收缩变形:d=ε2-st–εy(t)=3.5×10-4-2.7×10-4-0.397×10-4=0.4×10-4。
而极限延伸率sk=2.25×10-4,这说明,掺入sy-g膨胀抗裂剂后, 混凝土的剩余变形值小于混凝土极限延伸率。
即d=ε2- st–εy(t) ≤sk ,故采用补偿收缩混凝土不会开裂。
3、加强带的施工方法有“连续式”(底板),“间隙式”两种浇筑方法,连续式即整体混凝土连续浇筑,到膨胀加强带位置时更换混凝土配合比,膨胀加强带两侧为软接茬,不留施工缝(如下图)。
连续式膨胀加强带示意图间隙式即先同用小膨胀混凝土(掺入10%sy-g)浇注膨胀加强带的两侧,3~7天后,把施工缝清理干净,凿去部分保护层,充分湿润混凝土界面,改用大膨胀混凝土(掺入12%sy-g)回填,砼的强度等级比带外两侧高一级;地下室楼板外墙板的加强带加强带采用此浇筑方式。
后浇式膨胀加强带示意图注:地下防水结构要设置止水带,止水带也可用缓胀型遇水膨胀止水条4、混凝土配合比根据本工程实际情况和补偿收缩混凝土施工实践经验,补偿收缩混凝土应达到以下技术要求:(1)混凝土坍落度:入泵坍落度160±20mm;(2)混凝土凝结时间:初凝7-9h,终凝13-15h;(3)用水量:不宜大于180kg/m3,混凝土水胶比不大于0.50;(4)粉煤灰掺量不大于胶凝材料总量的20%;5、混凝土的施工5.1混凝土搅拌混凝土搅拌时间:用强制式搅拌机比不掺外加剂的普通混凝土搅拌时间延长30秒以上,应严格控制搅拌时间,确保混凝土拌和均匀。
5.2混凝土浇筑补偿收缩自防水混凝土振捣必须密实,不能漏振、欠振、也不可过振。
对浇筑后的砼,在振动界限以前给予二次振捣,能排除砼因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高砼与钢筋的握裹力,防止因砼沉落而出现的裂缝,减小内部裂缝,增加砼的密实度,可使砼强度提高10%~20%左右,从而提高抗裂性。
在混凝土初凝前,采用刮尺将砼表面刮平,然后用铁滚碾压数遍,用木蟹打磨压实,最后用混凝土抹光机打磨,消除表面缩水裂缝,初凝前再用铁抹子收光,并用扫帚拉毛,减少混凝土早期表面收缩裂缝。
5.3混凝土养护砼养护的原则是保温保湿,在实际的施工过程中,针对不同的建筑部位,采用不同的养护方法。
6、结束语:无锡会展中心一期工程现已施工结束,经过施工期间几个月的检查观测,整个钢筋砼结构无有害裂缝出现,裂缝现象很少,超长结构无缝施工技术的运用,保证了后续施工的连续性,确保了合同工期的实现,取得了较好的经济效益和社会效益。
参考文献:《uea补偿收缩混凝土防水工法》(yjgf22-92)注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。