关于大体积混凝土结构无缝施工中的问题分析研究

Abstract: In the mass concrete structure construction, the concrete cracking control is a very important topic. This paper mainly from the design mechanism, compensation shrinkage concrete, concrete mixture ratio design of three aspects seamless concrete construction scheme, introduces in detail the mass concrete structure seamless technical measures for construction, to improve the mass concrete structure seamless construction technology. In this paper some opinions of individual, available for reference.

Key Words: mass concrete; seamless construction; mechanism design; mix rate

前言

工程建筑的大体性、多样性和复杂性导致混凝土结构施工后存在各种各样质量问题发生，混凝土裂缝的发生造成严重质量问题的同时，也影响了工程的使用性能，混凝土裂缝的控制是目前工程建筑学术领域研究的重要课题之一，而裂缝控制更是大体积混凝土结构施工过程中质量控制的关键因素。通过平时施工经验的积累及探索，本文采用大体积混凝土结构无缝设计施工技术对控制大体积混凝土开裂收效显著。

一、大体积混凝土裂缝产生原因分析研究

混凝土初凝过程中水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用产生温度应力和收缩应力是大体积混凝土结构开裂的主要因素，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。混凝土硬化过程中收缩产生裂缝也是大体积混凝土开裂的主要因素，经过实际施工经验总结发现，在设计配合比中时，混凝土中的用水量和水泥用量越高，该种配合比的混凝土的收缩就越大;在施工组织时或混凝土拌合站，采购的水泥成分不符合要求或水泥安定性不合格是大体积混凝土裂缝产生的常见因素;施工队伍专业化程度不够，施工作业程序不规范、施工技术措施不适当等是大体积混凝土开裂的经常发生的主要原因这一;大体积混凝土施工特点方面的原因：大体积混凝土结构钢筋密、由于体积过大，混凝土一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大，工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，混凝土产生裂缝的机率较多。基础沉陷或不均匀沉降产生裂缝：沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致，或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

二、无缝混凝土施工方案分析研究

1、设计机理。以掺加 ZY 膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料, 以加强带取代后浇带连续浇筑超长混凝土结构。根据混凝土结构无缝设计的要求, 将混凝土板进行分块。板的分块确定后, 墙板与顶板及底板相同的部位留设后浇带及加强带, 其留设的方法与底板相同。膨胀加强带宽 2 m, 边缘每侧设密孔铁丝网用钢筋加固, 防止加强带外混凝土流入加强带内。混凝土浇筑时先浇带外混凝土,浇到加强带时改用掺量 ZY 膨胀剂混凝土施工。考虑到膨胀作用会使强度降低, 膨胀加强带的混凝土强度等级应该提高, 并加大膨胀剂用量, 用这样的方法循环施工达到超长无缝结构的目的。

2、补偿收缩混凝土。根据 GBJ 119288 混凝土外加剂应用技术规范的规定, 产生0. 2 M Pa~ 0. 7 M Pa 以下自应力混凝土为补偿收缩混凝土。为了实测出限制膨胀率,进行了掺加 ZY 试件的限制膨胀率试验, 试验证实掺加 ZY 确实可获得微膨胀性, 掺量的大小对膨胀率的大小是有直接影响的。

3、混凝土配合比设计混凝土材料的选择: 1)水泥: 采用普通硅酸盐水泥( P. O42. 5) 。2) 砂: 中砂, 细度模数 Mx= 2. 6~ 2. 8, 表观密度 2. 64 g / cm3, 松散密度 1 410 kg/ m3, 紧密密度 1 550 kg/ m3, 含泥量不大于 3% 。3)石: 粒径为 5 mm~ 31. 5 mm 连续级配, 压碎指标 8% ~ 9. 8% , 含泥量不大于 3% 。4)膨胀剂: ZY 膨胀剂。

三、施工技术方法分析研究

1、后掺少量减水剂的预备措施。混凝土浇筑一般都在高温季节, 易造成混凝土坍落度损失加大, 降低混凝土工作度方面的要求, 加之可能出现商混的运输途中堵车或施工中出现临时需处理的问题, 使浇捣速度减缓, 延误了混凝土的入模时间, 因时间延长造成混凝土坍落度损失加大,致使不能满足泵送要求, 此时应严禁加入生水, 而应采取二次掺少量的 FDN2I 减水剂的后掺法, 补偿和恢复混凝土的坍落度损失。在配合比中 FDN2I 减水剂量为 0. 8% , 一般该减水剂的掺量最高为 1% , 在后掺减水剂时只考虑在 0. 2% 以内。后掺法比先掺法或同掺法在相同掺量下减水作用显著提高, 是能补偿坍落度损失的。但应注意凡后掺减水剂的运输车, 应快速搅拌 30 转或1 s 以上。

2、地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施。在墙板混凝土配合比设计试配, 确定设计配合比阶段, 采取了降低水灰比的措施。采取该措施的目的在于减少用水量、降低混凝土的收缩。在混凝土浇筑阶段, 采用二次振捣的工艺, 即在混凝土初凝前进行二次振捣, 避免混凝土因沉降收缩而引起的裂缝。这些措施的实施对控制墙体裂缝的出现是非常有必要的, 在浇筑过程中其他方面的控制均与底板的控制措施方法相同。

3、地下室顶板的混凝土浇筑控制。按照地下室大型无缝混凝土的施工方案, 地下室顶板的浇筑顺序是浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后进行地下室顶板的混凝土浇筑。在顶板的浇筑过程中主要是要控制好早期裂缝的产生, 从混凝土收缩裂缝的形成时间看, 裂缝往往发生在混凝土初凝到终凝这段时间内, 在施工方案讨论过程中, 将顶板二次或三次搓平、抹压, 特别是初凝抹压作为控制早期收缩裂缝的一项重要控制措施, 这对于弥合部分早期裂缝是不可缺少的工艺。由于该项工艺在施工中得到了有效的应用, 因此对避免顶板发生早期裂缝起到了很好的作用。

4、地下室混凝土的养护。地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。按照养护制度，在混凝土抹压后，能上人时即铺上麻袋片或草席，用水浇湿保养，混凝土硬化3～4小时后，底板与顶板均筑堰蓄水3～5厘米进行养护，墙板采取不间断淋水保温，采用这些养护方法不得少于14天，墙板侧模的拆除也不少于7天。以上养护措施的实施对地下室应用超长无缝结构的成功起到了非常重要的作用。

5、细部处理。因一般情况下外墙与边柱的配筋率不同，收缩也不相同，其连接处应根据规范和构造要求设置水平增强钢筋，防止因应力集中发生纵向裂缝。由于底板双向配筋锚入基础梁二排主筋之间，使底板与柱节点处板面混凝土保护层可能过大，故在柱边1米范围设置双向钢筋网片，防止板面出现裂缝。外墙模板施工的对拉螺杆突出部分割掉后，用ZY掺量为10%的1：2水泥砂浆封堵; 相关安装专业的各种穿外墙管道处孔洞用ZY掺量为10%的1：2水泥砂浆封堵，必要时做细部防水处理。如下：1) 外墙与边柱的配筋率不同, 收缩差也不同 , 其连接处应插入 1 m~ 1. 5 m 10@ 200 锚入柱内 20 cm 的水平增强钢筋, 防止因应力集中发生纵向裂缝。2) 由于底板配筋为双向 25 锚入基础梁一排、二排主筋之间, 使底板与柱节点处板面混凝土保护层过大, 可在柱边 1 m 范围铺 8@ 200 双向钢筋网片, 防止板面出现裂缝。3) 所有外墙对拉螺杆凸出部分都要割掉, 用 ZY 掺量为 10%的 1：2水泥砂浆封堵; 所有穿外墙管道按要求做防水处理。

四、结语

在大体积混凝土结构施工中, 混凝土裂缝的控制是一个很重要的步骤。由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大, 由外荷载引起裂缝的可能性较小, 但由于水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用, 会产生较大的温度应力和收缩应力, 这将成为大体积混凝土结构出现裂缝的主要原因。本文以上就此做出了深入的探讨可供同行参考借鉴。

参考文献:

[ 1] 杨永刚. 大体积混凝土施工技术探讨[ J] . 山西建筑, 2006, 32( 14)

[ 2] 夏日升. 对后浇缝施工和无缝施工方法的比较与认识[ J] . 山西建筑, 2006, 32( 16)