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基础地下室混凝土施工的几点体会
RSS 打印 复制链接 发布时间:2012-05-23 16:22:02

基础地下室混凝土施工的几点体会
1             前言
 预拌混凝土除了必须满足强度、整体性和耐久性要求外,还应满足现场实际施工的要求。由于预拌混凝土在施工中应满足从预拌站到工地施工现场的运输和现场泵送浇筑的工艺要求,其需要的坍落度比现场自拌混凝土传统施工工艺大得多,因而在基础大体积混凝土施工和地下室外墙混凝土施工中,如何有效防止和控制混凝土变形裂缝的出现和开展,显得非常重要。
 2       混凝土裂缝产生的原因分析
 2.1砼裂缝产生的机理
 钢筋混凝土构件是带裂缝工作的,更确切地说,混凝土在凝结硬化过程中就有微小裂缝存在。这是因为混凝土中的水泥石和骨料在温湿度变化条件下产生不均匀的体积变形,而它们又粘结在一起不能自由变形,于是形成相互间的约束应力;一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的粘结强度,或水泥石自身的抗拉强度,就产生微裂缝,微裂缝主要有两种:
(1)沿骨料和水泥石界面的微裂缝显月牙形,两端尖细中间宽粗,称粘结裂缝;
    (2)骨料间水泥石中的微裂缝称水泥石裂缝。
 混凝土裂缝是肉眼看不见的,其宽度小于50цm,微裂缝在混凝土中的分布不规则,也不贯通,故只有微裂缝的混凝土是可以承受一定拉力的,微裂缝对混凝土的承重、防渗漏、防腐蚀等使用功能没有危害性。然而,混凝土微裂缝的存在及其容易扩展串连和分布不均匀的性质,不仅使混凝土对受拉很敏感,它抗拉强度很低,离散性也大;而且可以认为混凝土的各种破坏,包括受力破坏,以及因施工、材料、环境因素的破坏,都是裂缝被拉伸的扩展,串连,以致材料失去强度,结构构件失去承载能力的结果。特别是当这种材料微裂缝分布较为集中,本身也较大的,更易产生混凝土的各种破坏,对于大体积的基础混凝土及抗渗要求较高的外墙混凝土施工就更为明显。下面仅讨论这两种情况。
    2.2基础大体积混凝土裂缝产生的原因
 基础大体积混凝土施工,由于混凝土内部与表面散热速率不一样,在其表面形成较大的温度梯度,从而引起较大的表面拉应力。同时,此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。
 混凝土降温阶段,由于逐渐降温而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束,也会产生很大的拉应力,直至出现收缩裂缝。
 2.3地下室外墙混凝土裂缝产生的原因
 地下室外墙混凝土裂缝主要是收缩裂缝。混凝土降温产生的收缩和硬化时的收缩,受到结构本身和基坑边壁等的约束,产生较大的拉应力,直至出现收缩裂缝。
 3       混凝土配合比的选定
 3.1原材料的选用
 (1)水泥:其相对密度、湿度、强度、细度、凝结时间、安定性、等级均要达到国家标准。另进场时应对出厂合格证及出厂日期检查验收,合格后方能使用。堆放环境应做到严格控制。
 (2)砂、石料:沙石粒径级配,本身的强度、坚固性、形状、杂质含量(碱活性等)均应达到规范要求。
 (3)掺合料:主要为降低水泥用量,改善混凝土和易性,使用时应注意其应用范围,品质指标和最优掺量等要求。
 (4)外加剂:使用时必须根据混凝土的性能要求,施工及气候条件,结合混凝土原材料及配合比等因素,经试验确定其品种及掺量。
3.2混凝土配合比
 根据上述对大体积混凝土和地下室外墙混凝土产生裂缝的原因,混凝土配合比的选定是至关重要。商品砼的配合比应认真结合各种因素进行严格的配合比试验,以确定最符合实际施工的现场配合比。特别是在单位体积水泥用量、用水量、水灰比、坍落度、骨料粒径、构件截面尺寸、钢筋间距、砂石级配等指标方面进行严格控制。
 3.3本配合比的特点和作用
 由于混凝土最高绝热温升Tmax与每立方米混凝土内的水泥用量成线性正比关系。因此工程施工中可考虑通过降低水泥用量来防止大体积混凝土裂缝的产生,在保证混凝土强度的前提下,通过掺加高性能磨细矿粉,取代部分水泥以减少水泥用量。磨细矿粉的掺量可达到胶凝材料用量的30~40%。
 选择减少水泥用量而不是选用初凝时间长、水化热低的矿渣水泥,是因为矿渣水泥的析水性比普通硅酸盐水泥强,在浇筑层表面有大量水析出。析出的水聚集在上下两浇筑层的表面,造成混凝土的水灰比改变,形成了一层含水量多的夹层,防碍两层混凝土的凝合,破坏混凝土的整体性,这种混凝土的泌水性与用水量成正比。
 目前用作混凝土掺合料的除磨细矿粉外,还有粉煤灰、硅灰和沸石粉等。由于粉煤灰的耐久性不如磨细矿粉,硅灰相对来源少、价格贵,沸石粉则需水量甚大,掺入后增加混凝土泌水性,故选用高性能磨细矿粉跟适合为类似工程混凝土的掺合料。
 由于水泥沙浆和粗骨料的凝结强度即界面粘结力大小是决定混凝土强度的主要因素之一。因此选择与水泥适应性好、减水率高的优质外加剂也至关重要。同时,当基础大体积混凝土计划浇筑时的气温较高时,尚需使混凝土的的初凝时间满足施工要求。可掺用DXH—B型高效缓凝减水剂试配后,混凝土性能应完全满足了设计和施工要求。
 4 混凝土的测温和养护
 砼表面的水分散失过快是导致塑性裂缝的主因之一。因而砼早期的充分湿养是防止塑性裂缝产生的重要措施。重点在搅拌时间、浇筑延续时间、自由下落高度等以及振捣要求等方面的控制。
 4.1 基础混凝土的测温和养护
 温度控制是大体积砼施工的关键。为防止大体积混凝土内外温差超过限值而产生温度裂缝,在混凝土内布置测温点,掌握基础内部实际温度变化情况,监视温差波动,以指导养护工作。
 基础浇捣时应选择适宜的天气条件,施工后应在混凝土表面用木夯紧压整平后,覆盖一层塑料薄膜,两层麻袋布(草袋),并浇水湿润,此后根据温控数据确定覆盖材料的增减。
 根据经验,大体积混凝土的温差变化在1~72h内波动最大,因此在这段时间现场值班应不间断测量,测试频率宜为每2h一次,测试时要求记录以下数据:①混凝土入模温度;②每次测温时间,各测点温度值;③各部位保温材料的覆盖和去除时间;④浇水养护或恢复保温时间;⑤异常情况如雨、风等发生的时间。
 测温前确定混凝土内中心温度与表面薄膜下温差不宜超过25℃,超过时必须采取保温应急措施,现场可采取停止浇水养护和覆盖双层干麻袋后在1h内即以提高表面温度来降低内外温差。
 4.2 地下室外墙混凝土的养护
 地下室外墙混凝土易出现收缩裂缝,除在配合比选定上采取积极的预防措施,在施工中采取外侧加密横向钢筋、严格控制坍落度等措施外,后期的养护也至关重要。我们在实际操作中常采用长期的带模养护,并根据实际情况进行后续的养护。
 长期的带模养护:由于采用木模,故保持模板的完全湿润可以使得混凝土内部拌合水的水化过程中,保持湿润环境,补充水源。浇水养护基本上采取连续循环的方式,浇水面为外墙的内外侧面。在混凝土获得一定强度后,松开对销螺栓,使得模板与混凝土界面可以蓄水,带模养护,规定20d拆模。
 继续养护:模板拆除后,继续对外墙混凝土浇水养护15d
 5 几点体会
 1、泵送商品混凝土施工的地下室外墙易出现收缩裂缝,但只要措施得当,还是可以避免或得以控制的。关键在于(a)在保证混凝土强度的前提下,尽可能降低每m3混凝土的水泥用量。(b)尽可能将墙板的水平钢筋置于外侧,控制混凝土保护层厚度不得超厚,水平钢筋的间距尽可能小于150mm。(c)严格控制混凝土坍落度,绝不允许现场加水。(d)建议尽可能延长拆模时间,浇水养护时间应大于30d。
 2、基础大体积混凝土施工控制表面温度裂缝的产生,首先应从选定混凝土配合比入手。只要对掺合料、缓凝减水剂等选择合适,通过试配完全可以大大降低每m3混凝土的水泥用量,降低混凝土的最高绝热温升,从根本上解决升温阶段的裂缝产生。
 3、掺加高性能磨细矿粉能有效地降低每m3混凝土的水泥用量,其性能优于粉煤灰。
 4、对基础大体积混凝土而言,养护措施极为重要,应根据施工时的气温、测温情况,采取相应的养护方法。布置合理的测温手段是必不可少的,可以为养护提供调整依据。
 6结语
 本文着重从基础大体积砼及地下室外墙砼的施工裂缝产生的原因进行分析出发,着重讨论预拌砼在大体积基础及地下室外墙的施工中应注意的事项,并提出几点个人体会。以便能为提高类似工程的施工质量提供一些参考。
 

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