1 转换层大体积混凝土的施工工艺
某高层商住楼工程,建筑面积39750时,由主楼和裙房两部分组成,主楼地下1层,地上28层;裙房地下1层,地上4层。该工程结构形式为底层大空间剪力墙结构,5层以下为框支结构,第5层设置厚板转换层,5层以上为短肢剪力墙结构。转换层板厚为1650rnm,框支梁高分别为1850m ,190rnm.板顶标高为十20.000m.厚板及混凝土强度等级为C50,混凝土一次浇筑成型。下面结合本工程施工实践,具体分析转换层大体积混凝土的施工工艺。
1.1 转换层大体积混凝土的配合比设计
1.1.1 水泥的选用
1)优先选用水化热低的42.5,矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥;2)掺人粉煤灰或沸石粉,降低水泥的用量,使得水化热相应降低;3)掺人减水剂,减少水的用量,使混凝土缓凝推迟水化热峰值的出现,使升温延长,降低水化热峰值,使混凝土表面温度峰值梯度减小。
1.1.2 粉煤灰
为了减少水泥的用量,可掺人水泥用量10%的粉煤灰取代水泥,粉煤灰不得超过GB134一85矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥所规定的最高限量,其烧失量应小于15%,以巧应小于3%,Sq应大于40%,并应对水泥无不良反映。
1.1.3 减水剂
为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土中掺人适量的缓凝型减水剂。常用的有木质素减水剂、萘系减水剂、树脂系减水剂等。在转换层大体积混凝土中加人的主要是木质素磺酸钙(又称M型减水剂),在保持混凝土配合比不变的情况下,掺入水泥质量0.2%一0.3%的M型减水剂可使坍落度提高10Inln
左右;保持混凝土的抗压强度和坍落度不变,一般可节约水泥8%-10%;保持混凝土坍落度和水泥用量不变,其减水率为10%左右,抗压强度提高10%-15%.M型减水剂对混凝土有缓凝作用,当掺量为0.25%时,一般缓凝lh-3h,低温时缓凝现象更显着。缓凝作用使水化热释放速度延缓,推迟放热高峰的出现,有利于转换层大体积混凝土夏季施工,但这种减水剂掺量不能过多,否则除产生严重的缓凝作用外,还能使强度下降。M型减水剂,可提高混凝土的抗渗性及抗冻性,改善混凝土拌合物的工作性,减少泌水性,故适用于大模板、大体积混凝土浇筑、泵送混凝土及夏季施工,但不利于冬季施工,也不宜于蒸汽养护。
1.1.4 其他外加剂
除了加人减水剂外,对于有些转换层混凝土还要根据需要加人其他外加剂,如引气剂、膨胀剂(JEA膨胀剂)、泵送剂、杜拉纤维、钢纤维、聚丙烯纤维等。外加剂种类很多,在掺人外加剂时要注意以下几个问题:1)加人两种以上外加剂时,要充分考虑外加剂之间的相互作用。2)外加剂掺量要精确,掺量过小,达不到预期的效果;掺量过大,则会影响混凝土的质量,甚至会造成质量事故。
1.2 转换层大体积混凝土的浇筑
混凝土浇筑前应事先根据工程的特点确定浇筑方案,科学的浇筑方案才能保证工程质量。根据转换层结构的特点,应按下列步骤确定浇筑方案:
1)转换层的竖向结构和水平结构分开浇筑,先竖向的柱墙结构,后水平结构(梁、板等)。
2)混凝土的浇筑方向应先中间、后周边,向两个方向推进,转换梁、板混凝土采用“一个坡度,薄层浇筑,一坡到顶,循序渐进”的原则。这样浇筑加大了混凝土部分工作面的面积,有利于混凝土部分水化热排出;也有利于降低混凝土浇筑时模板的侧压力。
3)节点部位的保证措施。转换层中梁、柱、墙节点部位钢筋过于密集,为确保此部位的混凝土浇筑密实,须采取以下措施:a.采用同标号的细石混凝土浇筑上述部位;b.对局部钢筋过于密集处要做适当调整,确保插人式振动器有足够的工作界面;C.浇筑过程中安排专人检查墙、柱等竖向结构的侧模,如发现墙、柱混凝土浇筑到位后模板经敲击发出空响声,则应立即通知混凝土浇筑人员,对此部位加强振捣,并补浇混凝土,确保混凝土浇筑密实;d墙、柱混凝土浇筑完18h后,对钢筋过于密集的墙、柱节点处的侧模应拆开一部分进行混凝土的质量检查,若混凝土存在缺陷,须采用可靠的技术措施进行处理,并建立备忘录后用超声波仪器检查,确保混凝土强度。
4)大体积混凝土的测温极其重要,转换层混凝土浇筑可以通过测温来了解混凝土的内部变化情况。测温的方法是通过在混凝土的内部埋设热电阻传感器,用测温仪进行量测。采用XMX钾02型热电阻和温度数字显示仪测温,测温设备要妥善布置,否则直接影响测温结果,测温的导线应夹在两根钢筋之间,测温用的热阻传感器应用导热性良好的铜箔包好,以免损坏,有些工程中采用的是测温管,由于金属管具有良好的传热性,这样测得的结果偏低。
5)混凝土的养护。转换层混凝土初凝后,上表面立即覆盖塑料薄膜和草袋并浇水养护,不宜浇水过多,保持混凝土的湿润即可。厚板侧面及底面采用保留模板的方法养护,部分钢模板的部位要采用外包塑料薄膜和干草袋的方法保温,养护时间不少于14d.
2 转换层大体积混凝土裂缝的原因与控制
2.1 转换层大体积混凝土裂缝的原因分析
目前转换层混凝土开裂原因主要有以下几种:1)荷载引起的裂缝;2)施工不当引起的裂缝;3)材料不良引起的裂缝;4)温差引起的裂缝:5)混凝土收缩引起的裂缝。在实际混凝土结构的裂缝中,由非荷载原因(如温度、收缩、不均匀沉降、冻胀等因素)引起的裂缝,在数量比例上要比因荷载引起的裂缝高得多。
2.2 转换层大体积混凝土裂缝的温控措施
目前关于大体积混凝土温控理论的计算公式比较多,综合起来有两种:1)着重对温度应力进行控制;2)靠控制温差进行控制,所以在编制施工方案时要根据工程具体情况采用,不要盲目照搬硬套。为防止转换层大体积混凝土结构出现裂缝,须保持混凝土内表温差或混凝土的综合温差(混凝土最高平均温度与环境温差加收缩当量温差),须低于同龄期混凝土拉应力所许可的温差,混凝土应具备早期强度高温峰值(最高水化热温升时的混凝土温度)要低,过温峰后降温要慢,内表温差要小的特点。施工中宜结合工程结构具体情况和施工条件,通过计算采取简单、经济有效的技术措施,以尽可能避免有害裂缝的发生。
3 结语
转换层结构拆模后经严格检查,未发现有害裂缝,工程质量验收评定为优良。通过优化混凝土配合比设计,选择合理的浇捣方法,设置冷却管降低混凝土核心温度,加强保温、保湿养护等方法,可以降低混凝土温度应力和提高混凝土自身抗拉性能,控制大体积混凝土温度裂缝的产生和发展。
参考文献:
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