大体积混凝土施工裂缝成因分析及控制.pdf

大体积混凝土施工裂缝成 因分析及控制 吴 九 红 ( 安徽省第一建筑工程 公司 ， 安徽 合 肥 2 3 0 0 3 1 ) 一 _ = 口摘 要： 大 体 积混 凝土由 于 厚度大 、 体量 大， 致 使内 部热 量 不能 及时 ： 蛩 散出， 导致混凝土内外温差过大， 从而产生温度应力， 这种应力- b 温差 ： H 呈正比 ， 大体积混凝土施工的关键 ， 就是采用恰当的措施 消除裂缝 。 I 焙： 关键词： 大体积混凝土； 内外温差； 水化热； 斜面分层； 温度控制 霪 ： 中 图 分 类 号： T U 7 5 5 7 文 献 标 识 码： B 辩： 文章编号： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 6 ) 0 4 0 0 9 4 0 3 DOI ： 1 0 1 63 3 c n ki 1 0 07 73 5 9 2 01 6 0 4 0 3 6 。 1 裂缝成因分析 大体积混凝土由于厚实体大， 在施工阶段如果措 施不当或操作工人不能严格按照技术人员 的交底或 专项方案施工 ， 随意操作 ， 在混凝土 的硬化 、 强度增长 的过程 中就有可能导致混凝土变形 ，产生有害裂缝 ， 其裂缝成因大致如下 。 1 1水泥水化热引起的温度应力和温度变形 大体积混凝土结构断面较厚 ，在浇筑过程中， 水 泥在水 中进行一系列的复杂化学反应时积 聚了大量 的热量 ， 同时这种热量也在不断向外发散 ， 然 而由于 大体积混凝土过于厚实 ， 使得这种热量发散的路径变 得很长， 进而使其内部热量的发散变得迟缓， 使内外 温差增大 ， 导致产生温度应力和变形 ， 一旦这种温度 应力和变形力超过混凝土的内外约束力， 裂缝就随之 产生了。 1 2外界气温变化的影响 大体积混凝土在施工 时 ， 内外温差愈大 ， 温度应 力与之呼应就呈正 比例提高 ， 如果在混凝土的浇筑过 程中， 天气突然变化， 气温猛烈下降， 就会导致内外温 差急剧增大，与此同时温度应力也随之大幅度提高， 当这种应力超过初期浇筑的混凝土强度时 ， 就会产生 裂缝 。 1 3早期混凝土的干缩变形 在混凝土浇筑过程中， 水泥在水中进行一系列的 化学反应时所需要的化合用水量不大， 在早期硬化过 程中大约有 7 0 8 0 水分要蒸发， 在这种水分蒸发 的过程中， 混凝土内部就 留下 了大量细小且不规则的 气泡 ， 这种气泡不一定相互连通 ， 但在混凝土 的早期 硬化干缩时所产生的收缩力可能使这些分散的气泡 相互贯通 ， 产生裂缝。 1 4混凝土内外约束力的影响 混凝土在浇筑早期 ， 水化热积累， 温度上升 ， 其 内 部发生膨胀， 这种膨胀力会受到诸如模板、 钢筋、 骨料 间的粘结力 、 骨料与混凝土间的粘结力等复杂约束力 的约束而形成压应力 ，然而在混凝土的浇筑后期 ， 由 于温度的回落， 其表面的收缩又产生拉应力 ， 一旦这 种 内部的压应力或表面的拉应力大于混凝土所能承 受的抵抗强度 ， 就会产生裂缝。 2 工程概况及施工部署 2 1工程概况 某 工程 总 建 筑 面积 为 9 7 1 l O re 。( 其 中地 上 约 5 4 5 8 8 m ， 地下约 4 2 5 2 2 m ) ， 由 2幢 2 0层建 筑物及 3 层裙房组成 ， 地下 3 层 ， 整个地下室为不规则形状 ， 大 致为 2 1 8 m X( 6 89 8 ) m， 底板 面积约 1 6 3 0 0 m ， 基 础 总混凝土用量约 1 7 0 0 0 m。 。地下室底板厚度为 l m 1 1 m， 电梯井局部厚度为 2 m 4 2 m。 2 2施工部署 该工程由于电梯井部位混凝土体积超大， 底板混 凝土超长 ， 所以在底板 中部设置了 8 0 0 mm宽后浇带 ， 将整个基础底板分为 2块 ， 混凝土全部采用商品混凝 土 ， 整个基础按照所设置的后浇带划分为两段进行混 凝土斜面分层浇筑。 每区块混凝土方量估算 表 3 裂缝控制措施 作者简介： 吴九红( 1 9 7 3 一 ) ， 男， 安徽青阳 人， 国家注册一级建造师( 房 由于本工程施工时刚好在 7月份 ，天气炎热 ， 不 建-b市政) ， 国家注册安全工程师。 利于混凝土内部水化热 的散发。 为避免混凝土在施工 过程中产生有害裂缝， 主要采取的防治措施如下。 3 1配合比确定 3 1 1水泥 选用低热矿渣水泥 ， 减少水化热 。 3 1 2砂 、 石 混凝土所用的砂、 石技术指标应符合现行国家规 范的规定 ，粗骨料在可泵送情况下 ，选择粒径 5 0 3 1 5 m m连续级配碎石以减少混凝土收缩变形 ，骨料 的含泥率、 含水率应满足现行国家规范要求， 砂宜采 用 区中砂 ， 因为使用中砂比细砂细 ， 可减少水及水 泥的用量 ， 起到减少裂缝的效果。 3 1 _ 3水 为降低混凝土的人模温度 ， 如有需要可在饮用水 中加碎冰， 以保证混凝土人模温度不超过 3 0 C。 3 2外加剂的选用 3 2 1膨胀剂 选用 Z Y低碱高效膨胀剂 ，掺量为胶凝总量的 7 ， 产品性能符合 混凝土膨胀剂 ( J C 4 7 6 2 0 0 1 ) 要 求。预先跟设计沟通， 底板混凝土另掺人聚丙烯纤维 ( 0 9 k g m ) 以增 强抗裂性 ， 聚丙烯纤维应选择原料纯 度高、 亲水性强、 分散性好的产品， 其质量应符合 水 泥混凝土和砂浆用合成纤维 ( G B T 2 1 1 2 0 2 0 0 7 ) 的要 求 。 3 2 2泵送剂 本工程选用 J M一 1 0高性 能缓凝泵送剂 ，泵送剂 的化学成分里含有引气组分， 减水等多样组分 ， 可以 提高混凝土的保水性 、 泌水性 、 流动性等和易性能 ， 增 加混凝土的可泵性 。 在不改变每立方米混凝土 比重的 情况下 ， 掺入泵送剂 ， 就意味着水泥用量的减少 ， 由此 便可以减小水灰比， 提高混凝土的密实度 ， 减少裂缝 产生的概率 。 3 2 3外加剂 在混凝土 中按设计及现行 国家规范的要求 掺入 高效减水引气剂 ， 这种外加剂的加人能在混凝土 中产 生大量分散且不规则 的气泡 ， 彼此独立 ， 不勾连成 串， 这样就使得渗水路径变得曲折而漫长 ， 大大提高了混 凝土的抗渗效果。 3 3坍落度 虽然大体积混凝土的流动性较大， 但本工程地下 底板标高较低， 为减小混凝土的水灰比， 我们将混凝 土的坍落度控制在 1 4 e m左右，在确保混凝土可泵性 的前提下， 增加混凝土的密实度， 提高混凝土的抗裂 性能。 3 4泌水处理 大体积混凝土一般坍落度及流动性较大， 因而在 振捣过程中会出现大量泌水 ， 应及时排除混凝土在振 捣过程中产生的泌水 ， 及时排除泌水 ， 能有效减少混 凝土表面干缩时产生的龟裂。 3 5浇筑时间 由于本工程地下室底板混凝土施工处在 7月份 ，C=： = 高考已经结束， 并且工程周边住宅不多， 可联系有关 =车 单位将混凝土的施工选择在清晨或夜间等气温较低 ： 的时间段 ， 这样有利于大体积混凝土水化热的及时释 镧 放， 减 少开 裂的 可能 性。 誉 ：篓 3 6后浇带 蕞 该工程由于电梯井部位混凝土体积超大， 底板混 H幽： 凝土超长 ， 所 以按设计要求在底板 中部设置 了 8 0 0 mm ： 宽后浇带 ， 并在此处设置沉渣槽， 其深度视能容纳两 侧混凝土底板钢筋下部吹扫人 的垃圾多少为度 ， 后浇 带的设置能减少超长混凝土底板的变形开裂 ， 同时又 有利于控制混凝土水化热的释放 。 3 7表面处理 在地下室底板斜面分层浇筑完成一定面积后 ， 在 其顶面加用平板振动器拖振一遍， 拖振时离开新浇筑 的斜面分层混凝土一定距离 ， 防止振动时混凝土沿斜 面分层处向下坍塌， 待后续斜面分层混凝土又完成了 一 定面积后 ， 再用同样 的方法拖振一遍 ， 如此往复 ， 直 到混凝土全部施工完毕。 同时在混凝土初凝前用木抹 子在顶面抹压一次， 即将终凝前再用铁抹子进行收光 抹压 ， 由此减少表面的塑性裂缝 。 3 8内外温差滥测 采用专业公司的专业测温设备， 并由专人随着施 工进度 、 混凝土强度的增长 ， 动态监测其 内外部温度 ， 若内外温差达到预警值，立刻将信息反馈到项目部， 及时采取加强或补救措施。 3 9加强养护 本工程在混凝土表面分两种情况进行养护： 电 梯井超厚部位 ，在地下室顶板施工完成后 1 2 h内， 用 薄膜将混凝土包裹严实并在其上覆盖麻袋片， 并淋水 保持麻袋片， 薄膜内湿润， 确保混凝土强度的增长； l m1 1 m厚底板部位采用 常规养 护布浇水保 湿养 护 ， 时间为 1 4 d 。 4 大体积混凝土的浇筑 由于本工程底板混凝 土长度远远超 过厚度 的 3 一 _ 倍 ， 适用斜面分层的浇筑方法 ： 采用一定坡度 、 薄层浇 筑 、 一次到顶、 循序推进、 斜面分层浇筑。 1 一斜 面分层线 ； 2 新浇灌的斜 面分层混凝土 ； 3 一斜 面分层混凝土施工方 向 斜面分层 斜面分层混凝土采用约 1： 9的坡度浇灌 ， 每 层厚度约 4 0 e m， 斜面分层混凝土既不能太厚 ， 太厚不 利 于散热 ， 又不能太 薄 ， 太薄则不 利于施工 ， 影响进 度。 从浇筑层下端开始逐渐上移， 徐徐上升， 一次浇灌 到底板设计顶 面 ， 后续混凝土采用 同样 的方法 ， 往复 循环 ， 直到底板混凝土全部施工完毕。 在每个斜面分层混凝土处， 安排 3 个操作人员 采用插入式振捣器振捣， 分别布置在坡顶、 坡中、 坡底 处 ， 3人协 同作业 ，根据插入式振捣器的产品说 明书 控制好各 自的振动半径 ， 以防止漏振 、 过振 、 少振 。 在浇筑过程中， 在地下室底板四周， 振捣棒应 与模周控制一定的距离 ， 以防止触碰振脱模板 ， 造成 模板位移 ， 振捣上层混凝土时应下插到下层混凝土一 定距离，确保两层混凝土的结合面间有良好的粘结。 在地下底板的梁柱核心区， 由于此处钢筋密集， 振捣 时应避免振捣棒强行插人而打弯受力钢筋 ，振松箍 筋， 影响主筋受力 ， 应找到适合的切人点， 徐徐插入， 精心振捣 。在每处振捣时应待混凝土面泛出融浆 ， 不 再 冒气泡为止 ，每段斜面分层混凝土浇灌完毕后 ， 及 时用工具拍平 ， 赶实。 5 结语 本工程采用天津某公 司生产的 J D C 一 2建筑 电子 测温仪进行测温，共设 4 6 个测温点， 1 3 8 个传感器， 测温工作由专业公司按照方案和国家现行规范要求 开展 ， 并及时记录测温数据。 通过测温数据表明 ， 混凝 土内外温差控制良好，其值小于 2 5 ，在控制范围 内， 满足要求。 大体积混凝土的施工有投毛石法 、 内部设冷凝管 导热法等诸 多方法 ， 我们结合本工程 的特点 ， 经方案 比选 ，采用常规的斜面分层法也起到 良好的效果 ， 还 大大节约了成本和工时。地下室底板施工完毕后 ， 由 底板混凝土外观质量所示， 通过大体积混凝土的斜面 分层法浇筑施工 、 养护和裂缝控制等措施 ， 表明以上 措施对控制夏季浇筑大体积混凝土可能会产生裂缝 是有效得当的。 参考文献 1 周 真云 大体 积高强 混凝土 施工裂 缝及控 制措 施 J 】 西部 探矿 工 程 ， 2 0 o 4 ( 6 ) 2 曾伟星 大体积混凝土裂缝控制【 J 】 建材与装饰( 下旬刊) ， 2 7 ( 1 2 ) 3 】 王顶 堂大体积 混凝土裂缝控制技术应用研究 【J 】 安徽建筑 工业学 院学报( 自然科学版) ， 2 0 0 8 ( 6 ) ( 上接 第 9 0页 ) 天津鑫德源特、 哈尔滨天硕、 亨斯迈集团、 欧文斯科宁 ( 中国) 、 陶氏( 中国) 、 上海申得欧 、 上海圣戈班等 。然 而 ， 国内外墙保温行业在其快速发展过程中却暴露出 了一些 问题 ， 例如标准不完善 、 技术不达标 、 市场无序 竞争、 企业各 自为政、 缺乏知名品牌、 科技缓解薄弱、 为求效益不顾质量等 问题 比比皆是 ， 继续政府行为干 预以保证其健康有序的发展。 4 结论 目前 ， 外墙外保温技术并不完美， 针对现有建筑 外保温材料的缺陷， 急待解决的问题是保温材料的选 用和保温体系开发应用 。那么提供一种结构更新 、 综 合性能更好、 价格更加低廉的新型外墙保温材料就成 了未来发展的重中之重 。与此 同时参照国际经验 、 坚 决执行国家的有关行业政策和标准 、 加快开发更优的 施工技术、 保证质量的前提下降低成本、 完善相应的 应用技术。 未来外墙保温行业 的趋势将会沿着保温材 料多样化、 建筑体系保温装饰一体化、 施工方式工厂 构件化、 保温墙体同寿命化、 防火性能标准化的建筑 保温行业的新 “ 五化” 方向发展 ， 只有这样才会具有更 广阔的发展前景 。 参考文献 1 陆凯安 ， 等 玻化微珠防火保温板 在外墙保 温防火 隔离 带上的应用 J 墙材革新与建筑节能 ， 2 0 1 l ( 7 ) 2 吕佳丽 当前 国内墙体保温体系浅析们 建材工业信息 ， 2 0 ( 1 2 ) 3 】 巩 永忠 ， 苑峰 国内建筑外 墙外保温 材料现状 与发展前 景 J 新型 建筑材料 ， 2 0 0 6 ( I o 1 【 4 陈丕侠 浅谈外墙保温节能技术【 J J 山西建筑 ， 2 7 ( 2 3 ) 5 】 李娟 ， 隋同波 ， 周春英 中德外墙外保 温体系的发展及对 比【 J 】 新 型 建筑材料 ， 2 o 0 8 f 4 1 旱懵 兽