現(xiàn)澆大體積高強(qiáng)混凝土中的施工裂縫控制

1、<p>　　現(xiàn)澆大體積高強(qiáng)混凝土中的施工裂縫控制</p><p>　　摘要：現(xiàn)澆大體積高強(qiáng)混凝土中的施工裂縫的控制是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工程，而采用摻加粉煤灰、減水劑、膨脹劑三類物質(zhì)配置成高強(qiáng)低熱補(bǔ)償收縮混凝土是整個(gè)大體積混凝土施工質(zhì)量控制系統(tǒng)中適用有效的措施。本文通過工程實(shí)踐介紹從原材料的選擇與應(yīng)用、混凝土配比方案的優(yōu)選、工時(shí)控制等方面介紹了高強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制方法,分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,并提出了相應(yīng)

2、的裂縫控制措施. </p><p>　　關(guān)健詞：現(xiàn)澆大體積混凝土、外摻料、施工裂縫。 </p><p>　　Abstract: In situ large volume of high-strength concrete construction crack control is an integrated systems engineering, and the use of fly a

3、sh, water reducer, expansive three substances configured low heat shrinkage-compensating concrete strength is the large volume concrete construction quality control system for effective measures. This paper introduces en

4、gineering practice from raw material selection and application of concrete mix program optimization, control and other aspects of working </p><p>　　Key words: in-situ concrete, admixtures, construction crack

5、s. </p><p>　　中圖分類號：TU528.07 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p><b>　　1．引言 </b></p><p>　　隨著我國城市建設(shè)和大型工礦企業(yè)的發(fā)展，各種采用大體積混凝土的結(jié)構(gòu)形式得到越來越多的應(yīng)用，且大多采用高強(qiáng)混凝土，但大體積高強(qiáng)混凝土由于結(jié)構(gòu)厚、水泥用量大和混凝土量大等因素在施工過程中產(chǎn)生較大收縮和溫度變形

6、容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的質(zhì)量事故。有效控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是一個(gè)復(fù)雜綜合的系統(tǒng)工程，而采用摻加粉煤灰、減水劑、膨脹劑三類物質(zhì)配置成高強(qiáng)低熱補(bǔ)償收縮混凝土是整個(gè)大體積混凝土施工質(zhì)量控制系統(tǒng)中適用有效的重要環(huán)節(jié)，如果施工準(zhǔn)備充分、施工設(shè)計(jì)合理、施工步驟方法正確、養(yǎng)護(hù)充分有效，可以充分發(fā)揮各自的性能優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行相互補(bǔ)充配置高強(qiáng)低熱補(bǔ)償收縮混凝土起到有效控制混凝土裂縫的作用并保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。但是現(xiàn)在市面上粉煤灰、減水劑、膨脹劑三摻料品種較

7、多，不同品種材料性能特點(diǎn)不同，且每種品種都只標(biāo)明單一摻加情況下的合適摻量，未有三種外摻料共同摻加后的合適摻量。因此出現(xiàn)施工配合比不合理，施工措施不符合三摻料混凝土的施工要求，出現(xiàn)質(zhì)量事故，并有多處工程事故案例報(bào)道。本文通過工程實(shí)踐介紹采用三摻外加料配置高強(qiáng)低熱補(bǔ)償收縮混凝土在大體積混凝土施工中的應(yīng)用過程和質(zhì)量保證措施，以此指導(dǎo)三摻料混凝土在大體積混凝土的施</p><p><b>　　工程概況 <

8、/b></p><p>　　株洲某高層建筑地上28層，地下1層?；A(chǔ)底板尺寸為33×36m見圖1，厚度為2.1m（局部為2.8m）混凝土強(qiáng)度等級為C40，抗?jié)B標(biāo)號為S8，一次澆筑混凝土量為2880 m3，配筋率為0.39?。設(shè)計(jì)在地基和基礎(chǔ)底板間設(shè)置了一氈二油滑動(dòng)層，底板中部設(shè)置了兩層雙向φ14＠200溫度筋。 </p><p><b>　　試驗(yàn) </b&g

9、t;</p><p>　　該工程基礎(chǔ)底板施工屬大體積混凝土施工，并且混凝土強(qiáng)度較高，為C40，為確保施工質(zhì)量，擬采用摻入粉煤灰、高效減水劑、膨脹劑三種外摻料配置高強(qiáng)低熱補(bǔ)償收縮混凝土，但株洲市面上粉煤灰、高效減水劑、膨脹劑品種較多，不同品種材料性能特點(diǎn)不同，且每種品種都只標(biāo)明單一摻加情況下的合適摻量，未有三種外摻料共同摻加后的合適摻量。進(jìn)行基礎(chǔ)底板三摻料混凝土配合比設(shè)計(jì)，采用現(xiàn)場擬用原材料和外摻料，進(jìn)行試配試驗(yàn)，

10、確定合適配比?？偨Y(jié)加入外摻料混凝土的性能發(fā)展規(guī)律，指導(dǎo)大體積混凝土現(xiàn)場施工。 </p><p><b>　　3.1試驗(yàn)材料 </b></p><p>　　選用工程擬用原材料和外摻料： </p><p>　　水泥：32.5普通硅酸鹽水泥 </p><p>　　沙：本地河砂，級配符合Ⅱ區(qū)中砂,細(xì)度模數(shù)2.9，表觀密度2630

11、?/m3，堆積密度1450?/m3 </p><p>　　石子：本地碎石，石子粒徑5~25?,表觀密度2800?/m3，堆積密度1460?/m3 </p><p>　　粉煤灰：原狀粉煤灰化學(xué)成分（％）見表1 </p><p><b>　　表1 </b></p><p>　　膨脹劑：UEA-E型混凝土膨脹劑 </p&

12、gt;<p>　　減水劑：FDN-440緩凝高效減水劑 </p><p><b>　　3.2試驗(yàn)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》基準(zhǔn)配合比計(jì)算，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)試拌調(diào)整確定基準(zhǔn)配合比，在基準(zhǔn)配合比基礎(chǔ)上根據(jù)FDN-440緩凝高效減水劑建議摻量摻入緩凝高效減水劑0.5?，用粉煤灰和膨脹劑取代部分水泥。粉煤灰取代量分別為0?、1

13、5?、20?、25?，膨脹劑取代量分別為0?、10?、15?、20?。分類配置的混凝土經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期進(jìn)行性能鑒定、強(qiáng)度測定并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析確定配合比。 </p><p>　　3.3試驗(yàn)結(jié)果分析 </p><p>　　混凝土性能結(jié)果分析：所有配比混凝土初始塌落度都大于18?，粘聚性良好，沒有泌水現(xiàn)象，摻入粉煤灰的混凝土1小時(shí)塌落度損失不超過30?。說明外摻物有效地維持了混凝土的流動(dòng)性、可

14、泵性、粘聚性和保水性。新拌混凝土可以滿足現(xiàn)場施工對流動(dòng)性、可泵性、粘聚性和保水性的要求 </p><p>　　混凝土強(qiáng)度結(jié)果分析：強(qiáng)度結(jié)果見表2 </p><p><b>　　表2 </b></p><p>　　從上表可看出，不管是否摻入膨脹劑，隨著粉煤灰的摻量增加混凝土早期強(qiáng)度都在下降，特別當(dāng)摻量超過20％時(shí)，下降幅度較大，但28天強(qiáng)度卻下降

15、較少，60天強(qiáng)度顯示粉煤灰摻量15％、20％的強(qiáng)度超過未摻粉煤灰強(qiáng)度。摻入粉煤灰后不管是否摻有膨脹劑其28天強(qiáng)度至60天強(qiáng)度增長幅度都能超過未摻粉煤灰的28天至60天強(qiáng)度。通過以上試驗(yàn)結(jié)果可知粉煤灰摻量25％早期強(qiáng)度較低，則抗裂度就低，因此摻入粉煤灰量過大會(huì)引起混凝土早期裂縫的出現(xiàn)。而粉煤灰摻量為15％和20％時(shí)強(qiáng)度發(fā)展較好，說明摻入該粉煤灰最佳摻量為15％~20％。試驗(yàn)說明粉煤灰對混凝土后期強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大。因此在大體積混凝土施工中，使用

16、摻入粉煤灰的混凝土宜以60天強(qiáng)度作為評定標(biāo)準(zhǔn)。這樣可減少水泥用量，降低水泥水化熱引起的溫升，即可減小混凝土溫度應(yīng)力，又可降低混凝土施工生產(chǎn)成本。 </p><p>　　我們知道混凝土中摻加膨脹劑后，利用約束下的膨脹變形來補(bǔ)償其收縮變形，抵消混凝土結(jié)構(gòu)在收縮過程中產(chǎn)生的全部或大部分的拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)不裂或把裂縫控制在無害裂縫范圍內(nèi)，隨著膨脹劑摻量的增加其補(bǔ)償收縮能力增強(qiáng)，但是從上表可看出當(dāng)粉煤灰摻量相同，摻入10％膨

17、脹劑和未摻膨脹劑相同齡期時(shí)強(qiáng)度值接近，這說明摻入10％UEA膨脹劑后沒有引起強(qiáng)度降低，而摻量從15％~25％時(shí)混凝土早期強(qiáng)度下降很快。這說明UEA膨脹劑在同時(shí)滿足補(bǔ)償收縮混凝土性能和混凝土強(qiáng)度良好發(fā)展之間有一個(gè)最佳摻量。 </p><p><b>　　配合比確定： </b></p><p>　　通過試驗(yàn)結(jié)果分析，結(jié)合大體積混凝土所在結(jié)構(gòu)部位為基礎(chǔ)底板，考慮利用混凝土6

18、0天的后期強(qiáng)度作為混凝土強(qiáng)度評定、工程交工驗(yàn)收的依據(jù)，征得設(shè)計(jì)單位同意，該基礎(chǔ)底板三摻料混凝土決定以60天強(qiáng)度作為混凝土強(qiáng)度評定依據(jù)并以此確定配合比。三摻料中粉煤灰摻量為20?，UEA膨脹劑摻量為10?，F(xiàn)DN-440緩凝高效減水劑摻量為0.5?，具體配合比見表3： </p><p><b>　　表3 </b></p><p><b>　　施工步驟 <

19、/b></p><p>　　編制基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工的詳細(xì)施工組織方案。對施工階段基礎(chǔ)底板混凝土的溫度、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，確定施工階段基礎(chǔ)底板混凝土的升溫峰值、內(nèi)外溫差及降溫速率等控制指標(biāo)，制訂溫控技術(shù)措施。 </p><p>　　降低混凝土入模溫度，入模溫度控制在20℃以下。 </p><p>　　采用一次性連續(xù)澆筑，澆筑方法采用斜面分層法，澆

20、筑時(shí)間安排在夜間和陰天進(jìn)行。 </p><p>　　采用蓄水法對三摻料底板混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土終凝后進(jìn)行蓄水，蓄水面高出底板面20?。養(yǎng)護(hù)水溫進(jìn)行控制，-25℃+25℃，：養(yǎng)護(hù)水溫，：混凝土內(nèi)部溫度，：混凝土表面溫度。利用溫度監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行混凝土表面和內(nèi)部溫度采集，養(yǎng)護(hù)水采用循環(huán)水系統(tǒng)并布有自動(dòng)加熱補(bǔ)償裝置，當(dāng)養(yǎng)護(hù)水溫低于要求水溫時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)加熱補(bǔ)償。 </p><p><b>

21、;　　質(zhì)量檢測 </b></p><p>　　采用熱電阻測溫方法進(jìn)行溫度監(jiān)測。根據(jù)本工程平面尺寸和厚度，沿平面布組23組，沿厚度每組布點(diǎn)3個(gè)，共69個(gè)測溫點(diǎn)，測溫點(diǎn)布置圖見圖1和圖2，監(jiān)測時(shí)間60天。底板最高溫升73.5℃，混凝土內(nèi)外最大溫差19.5℃，30天平均降溫速率在1.0℃--1.2℃，滿足設(shè)計(jì)施工要求。 </p><p>　　現(xiàn)場觀測基礎(chǔ)底板混凝土表面未出現(xiàn)溫度裂縫。

22、一年后通過各方檢查，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫。 </p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　采用摻加減水劑、粉煤灰和膨脹劑可以利用各自的性能優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行相互補(bǔ)充配制高強(qiáng)低熱補(bǔ)償收縮混凝土，并能滿足大體積混凝土施工要求。 </p><p>　　不同品種的減水劑、粉煤灰和膨脹劑共同摻入有一定適宜摻量，摻量合適可以充分發(fā)揮外摻料各自對混凝土的

23、良好改善性能，減少外摻料的負(fù)面作用有效地改善混凝土的性能。摻加外摻料配合比必須以現(xiàn)場擬用施工材料和三摻料為原料進(jìn)行試配。 </p><p>　　配合比的確定必須根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)部位的設(shè)計(jì)和施工要求進(jìn)行確定，使用三摻料的混凝土宜采用60天強(qiáng)度作為評定標(biāo)準(zhǔn)，但必須征得設(shè)計(jì)同意。 </p><p>　　采用三摻料混凝土施工養(yǎng)護(hù)是關(guān)鍵，養(yǎng)護(hù)期間必須保證足夠的水分。養(yǎng)護(hù)水采用循環(huán)水系統(tǒng)，并配置自動(dòng)加熱

24、補(bǔ)償裝置，能有效減小大體積混凝土內(nèi)外溫差減小溫度應(yīng)力。蓄水養(yǎng)護(hù)能較好保證“三摻料”混凝土性能良好發(fā)展的水分要求，方法適用有效。 </p><p>　　作好大體積混凝土施工的測溫工作，掌握好混凝土表面溫度和內(nèi)部溫度，以此和理論計(jì)算進(jìn)行比較而采取相應(yīng)措施保證大體積混凝土施工質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>