江蘇某通信大樓工程大體積混凝土裂縫控制技術(shù)應(yīng)用總結(jié)

大體積混凝土裂縫控制技術(shù)應(yīng)用總結(jié)一、工程概況****樞紐工程，地下二層（局部三層），地下室底板面積約1萬(wàn)平方米，底板厚950mm、650mm，基礎(chǔ)承臺(tái)的厚度有1650mm、1800mm、2600mm等幾種，混凝土一次澆筑量約8579m3，地下室底板由1000mm寬后澆帶分成6塊，可以后澆帶為界分次澆筑，一次澆筑混凝土量約1200m3。設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40S8。二、技術(shù)原理1、貫穿裂縫的產(chǎn)生大體積混凝土結(jié)構(gòu)是指其水化熱引起溫升太高（內(nèi)外溫差超過(guò)25°C），而必須采取有效措施控制其溫度、收縮裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)，其最小尺寸通常在80cm以上。高層及地下建筑基礎(chǔ)底板、轉(zhuǎn)換層大梁和板、樁基承臺(tái)、設(shè)備基礎(chǔ)等均屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的范疇。大體積混凝土澆筑施工過(guò)程中，由于水化熱的積累與傳導(dǎo)，在所澆筑的混凝土內(nèi)形成不穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，隨著齡期的增長(zhǎng)，混凝土內(nèi)部溫度變化有一個(gè)明顯的升降過(guò)程，同時(shí)混凝土內(nèi)部，混凝土表面也有溫差，這些混凝土溫差使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)其拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫。特別在降溫階段，由于降溫溫度引起的變形，加上混凝土多余水分蒸發(fā)時(shí)引起的體積收縮變形，及其受到地基及結(jié)構(gòu)邊界條件的約束所引起的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土整個(gè)截面就會(huì)產(chǎn)生貫穿裂縫，影響工程使用性能。為了防止裂縫的產(chǎn)生，規(guī)范規(guī)定混凝土同一部位的內(nèi)、表溫差要小于25℃，這樣必須依據(jù)混凝土溫度跟蹤采取一定的養(yǎng)護(hù)措施，進(jìn)行混凝土的溫度控制。2、混凝土內(nèi)部溫度跟蹤——測(cè)溫由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫與骨料品種、配合比、外加劑摻合料、澆筑溫度、澆筑順序、外界氣溫、保溫措施、養(yǎng)護(hù)條件等直接有關(guān)，施工過(guò)程中存在很多的不定性，理論計(jì)算很難完全反映實(shí)際情況，因此必須進(jìn)行工程實(shí)時(shí)監(jiān)控。溫度實(shí)測(cè)常見(jiàn)的方法有：一是預(yù)留測(cè)溫孔，用玻璃溫度計(jì)測(cè)量；二是采用便攜式建筑電子測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)量；三是采用熱電阻、熱電偶等原件進(jìn)行測(cè)量。3、混凝土養(yǎng)護(hù)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，不僅要滿足強(qiáng)度增長(zhǎng)的需要，還應(yīng)通過(guò)對(duì)混凝土的初始溫度（澆筑溫度）和混凝土內(nèi)部的最高溫度的人工控制，防止因溫度引起結(jié)構(gòu)物的開(kāi)裂。⑴在混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：①混凝土的中心溫度與表面溫度之間的差值，以及混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值，均應(yīng)小于25℃；經(jīng)過(guò)計(jì)算確認(rèn)結(jié)構(gòu)物混凝土具有足夠的抗裂能力時(shí)，允許不大于25~30℃。②混凝土的拆模時(shí)間應(yīng)考慮氣溫環(huán)境等情況，必須有利于強(qiáng)度的正常增長(zhǎng)，即拆模時(shí)混凝土的溫差不超過(guò)25℃，其溫差應(yīng)包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差，以及收縮當(dāng)量溫差三者的總和。③大體積混凝土應(yīng)在澆筑完畢后，及早灑水養(yǎng)護(hù)，混凝土表面應(yīng)用草袋等覆蓋，以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤(rùn)。模板上亦應(yīng)經(jīng)常灑水。混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)不少于21d；在干燥、炎熱氣候條件下，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)不少于28d；對(duì)裂縫有嚴(yán)格要求時(shí)應(yīng)再適當(dāng)延長(zhǎng)。⑵混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度控制方法，可分為降溫法和保溫法兩類：①降溫法是在混凝土內(nèi)部預(yù)理水管，通入冷卻水，降低混凝土內(nèi)部最高溫度，在通水冷卻過(guò)程中要經(jīng)常切換換向閥門，不斷調(diào)換進(jìn)、回水管口，提高冷卻效果。冷卻在混凝土剛澆筑完時(shí)就開(kāi)始進(jìn)行，可以有效地控制因混凝土內(nèi)外溫差而引起的結(jié)構(gòu)物開(kāi)裂。冷卻水管可采用直徑25mm或19mm的鋼管或鋁管，按蛇形排列，水平管距為1.5～3.0m，垂直管距亦為1.5～3.0m，并通過(guò)立管相連接。通水流量一般為14～20L／min，為了保證水管降溫效果，可將進(jìn)、出水管的直徑加大到50mm。當(dāng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度降到允許的范圍內(nèi)時(shí)可停止冷卻水管的通水冷卻。②保溫法是在結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料（如草袋、鋸末、濕砂等），利用混凝土的初始溫度加上水泥水化熱的溫升，在緩慢的散熱過(guò)程中，使混凝土獲得必要的強(qiáng)度，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于25℃。保溫材料千萬(wàn)不能一次全部拆除，應(yīng)該在實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)上分期分批地逐漸拆除，尤其要注意天氣的變化，特別是寒潮來(lái)臨之前一定要加強(qiáng)保溫。另外，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中可能會(huì)由于摻加外加劑的原因混凝土表面會(huì)提早泛白缺水，要澆水養(yǎng)護(hù)，冬季此時(shí)應(yīng)在晴好天氣的中午左右進(jìn)行澆水，其它季節(jié)隨即澆水，保溫材料即掀即蓋，切不可麻痹大意。三、施工控制技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方案是本技術(shù)的關(guān)鍵，本工程可按下列程序進(jìn)行。1、合理選擇材料品種；2、優(yōu)化混凝土配合比；3、混凝土水化熱試驗(yàn)；4、選擇合理的澆筑時(shí)間；5、選擇合理的澆筑溫度；6、混凝土澆筑施工。（前三點(diǎn)由商品混凝土供應(yīng)商和外加劑供應(yīng)商共同進(jìn)行試配并優(yōu)化，但需符合現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求）1、合理選擇材料品種⑴水泥最好選用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥等，當(dāng)有充分論證（主要指最好混凝土發(fā)熱量較低）時(shí)也可采用其它品種的水泥。⑵粗骨料最好選用溫度線膨脹系數(shù)較小的石灰?guī)r骨料，形狀以碎石為佳，粒徑盡量大一些，在5-40mm左右。⑶細(xì)骨料采用含泥量較低的中粗砂，細(xì)度模數(shù)為，含泥量小于1%。2、優(yōu)化混凝土配合比⑴采用合理的混凝土配比，要求混凝土廠提供試混凝土比，由監(jiān)理和設(shè)計(jì)等多方論證確定最終使用配合比。⑵混凝土強(qiáng)度等級(jí)按設(shè)計(jì)要求即可，不宜超強(qiáng)，否則對(duì)溫對(duì)控不利，而且要盡可能利用后期強(qiáng)度，例如56天強(qiáng)度等等。⑶混凝土的水灰比宜在，砂率含量在40%左右，初凝時(shí)間在12-20小時(shí)，坍落度在12-16cm。⑷為了降低水化熱，應(yīng)摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰等添加料，摻量≥20%，盡可能采用超量取代。3、混凝土水化熱試驗(yàn)大體積混凝土水泥化發(fā)熱量是溫度裂縫控制最關(guān)鍵的一個(gè)參烽，因此，在進(jìn)行配合比試驗(yàn)時(shí)必須同時(shí)進(jìn)行水化熱試鹼研究。4、選擇合理的澆筑時(shí)間⑴大體積混凝土的澆筑時(shí)間要慎重選擇，應(yīng)與氣象部門保持密切聯(lián)系，時(shí)刻關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，在夏天應(yīng)盡量避開(kāi)特別炎熱的天氣，在冬天應(yīng)盡量辟開(kāi)特別寒冷的天氣。當(dāng)然也不應(yīng)在大雨、大雪等惡劣天氣下施工。⑵在確定開(kāi)澆日期后，夏天宜在傍晚時(shí)刻開(kāi)澆，冬天宜在早晨9點(diǎn)鐘左右開(kāi)澆。5、選擇合理的澆筑溫度⑴除特別寒冷天氣（一般應(yīng)避免）時(shí)施工防止混凝土凍壞外，一般來(lái)說(shuō)澆溫度應(yīng)盡可能低。⑵春、秋、冬季施工時(shí)一般不采取特別的降溫措施，但注意不能使用剛出爐的溫度很高的水泥。⑶夏季施工時(shí)必要時(shí)采取降溫措施，例如用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷粒瑢?duì)骨料噴冷水霧或冷氣進(jìn)行預(yù)冷，對(duì)骨料進(jìn)行覆蓋或設(shè)置遮陽(yáng)裝置避免日光直曬，運(yùn)輸工具如有條件也應(yīng)搭設(shè)避陽(yáng)設(shè)施，以降低混凝土的入模溫度。⑷應(yīng)特別注意由于輸送管道的磨擦作用引起混凝土溫度的升度，一般在5度左右。6、混凝土澆筑施工⑴混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送混凝土至目的地時(shí)坍落度損失過(guò)大，可在符合混凝土設(shè)計(jì)配合比要求的前提下適量加高效減水劑，并強(qiáng)力攪拌3分后再卸料。⑵振搗過(guò)程中，振棒插入的間距一般為400mm左右，振搗時(shí)間一般為15-30s，并且在20-30min后進(jìn)行二次復(fù)振。尤其對(duì)于預(yù)留洞、預(yù)埋件和鋼筋密集的部位應(yīng)預(yù)先制定好相應(yīng)的技術(shù)措施，確保順利布料和振搗密實(shí)，澆筑時(shí)經(jīng)常觀察，發(fā)現(xiàn)有不密實(shí)等現(xiàn)象應(yīng)立即采取措施。⑶不同澆筑區(qū)域之間、上下層之間的混凝土澆筑間隙時(shí)間不得超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間⑷當(dāng)大體積混凝土按基準(zhǔn)標(biāo)高面澆完一定數(shù)量后，在混凝土初凝前，用鋁合金長(zhǎng)括尺表面括平，木蟹打平，這是第一遍。第二遍待收水后，表面沿鋼筋位置出現(xiàn)收水裂縫，用滾筒滾壓數(shù)遍，用木蟹揉搓，閉合收水裂縫。⑸第二次抹平后立即蓋上保溫層。保溫效果的好壞，對(duì)大體積混凝土溫度裂縫控制至關(guān)重要。要嚴(yán)格按溫控設(shè)計(jì)鋪蓋保溫材料，并要有專人監(jiān)督，尤其是在鋼筋密集的柱、墻部位以及側(cè)面模板外邊。四、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析本工程采用大體積混凝土裂縫控制技術(shù)，使得地下