混凝土施工裂缝形成的原因分析及控制措施

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  摘要:随着建筑工程中混凝土结构应用越来越普遍,混凝土产生由于温度应力产生的裂缝,严重影响了建筑物的使用安全。裂缝的形成有多方面原因,但从实践中看来,施工不当是主要的原因。本文对混凝土施工中材料的选用,工艺的选择,成品的保护等方面原因进行分析,并提出了防治的措施。
  关键词:混凝土施工;裂缝原因;温度应力;处理措施
  在混凝土施工中出现裂缝,会直接影响建筑混凝土结构的刚度,虽然裂缝不会导致破坏混凝土构件或建筑物倒塌,但会影响建筑物的外观,当裂缝宽度超过一定限度时,也可以引起钢筋腐蚀,影响结构构件的耐久性。因此,针对混凝土裂缝产生的根本原因,并从设计,施工上采取相应的措施,以此达到预防并控制裂缝的产生、发展。
  1.工程概况
  本工程为六合行政服务中心大楼工程,位于南京市六合区雄州南路欧力德大厦南侧,总建筑面积32660㎡,地下一层,地上十八层,采用现浇钢筋混凝土—剪力墙结构。该工程地下室底板厚500mm,長×宽为104.9×68.6m,承台高度均为1100mm,底板与承台混凝土总量为8000m?,底板采用C35微膨胀抗裂纤维P6混凝土。养护期满后用过验收,混凝土内实外光,质量良好,未发现裂缝。
  2.施工裂缝的原因分析
  2.1温度裂缝
  A.水泥水化热的影响
  大体积混凝土构件断面较厚,这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越级越高,使内外温差增大。
  B.外界气温变化的影响
  大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化,当气温骤降时,会大大增加内外层混凝土温差,这对大体积混凝土是极为不利的。
  C.混凝土收缩的影响
  混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的,而约80%的水分要蒸发,多余的水分蒸发会引起混凝土体积的收缩,容易产生裂缝。
  2.2材料原因
  ①粗细集料含量过大,造成混凝土收缩增大。
  ②骨料粒径越细,针片含量越大,混凝土单方用灰量,用水量增大,收缩量增大
  ③混凝土外加剂,参合料选择不当或掺量不当。
  2.3混凝土配合比设计原因
  1.设计中水泥等级或品种选用不当。
  2.单方水泥用量越大,表现为塌落度越大,收缩就越大。
  3.配合比设计中砂率,水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差,导致混凝土离析,泌水,保水性不良,增加收缩量。
  2.4施工现场操作原因
  (1)现场浇捣混凝土时,振捣或插入不当,漏振,过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。
  (2)缺少两次抹面,易产生表面收缩裂缝。
  (3)对水化热计算不准,现场混凝土降温,保温工作及养护措施不到位。
  3.确定工程施工方案
  本工程制定了详细的作业方案,包括选择混凝土组成材料,施工安排,浇筑前后混凝土的温度控制盒保温保湿养护等等。
  3.1施工前技术措施的落实
  (1)商品混凝土站供应能力和设备的要求
  每个泵车每日平均浇捣混凝土量700m?,供应量35m?/时,主楼底板混凝土量约为8000m?,四个昼夜要完成浇捣混凝土底板的任务。因此商品混凝土站需要三条产线才能满足每昼夜混凝土量2000m?。
  (2)施工配合比确定
  ①精心设计混凝土配合比
  在保证混凝土具有良好工作性的情况下,采用“三低”(低砂率,低塌落度,低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高引气剂)一高(高粉煤灰掺量)的设计准侧。
  ②水泥的选择
  选用库存的海螺水泥厂的普通42.5硅酸盐水泥。
  ③骨料的选择
  选用粒径较大,质量优良,级配良好的0.5—3cm连续级配碎石。在选择细骨料时,本工程选用不含有机质的中.粗河沙。
  ④掺加适量的掺合料和混凝土外加剂
  配合比选用缓凝高效FDN型减水剂(其减水率在18%左右),掺入0.5%,改善了和易性,坍落度最大达到180mm,满足泵送要求,采用UEA膨胀剂,等量取代水泥10%,膨胀率大,含碱良少,混凝土塌落度好控制,抗裂能力强,粉煤灰采用Ⅰ或Ⅱ级粉煤灰,这两级粉煤灰活性好能替代部分水泥用量,掺量为10%。
  ⑤搅拌用水
  必须采用自来水,局部较大体积的混凝土用量,用冰块先降温然后再用来搅拌混凝土,可以有效地降低混凝土的入模温度。
  (3)分层分块划分施工
  第一段和第二段以后浇带为界进行分块,第二块与第三块以中央筒体深坑与基础底板落差进行水平分层,达到减少浇筑厚度来降低混凝土的中心绝对温度。采取在水平分层施工缝处增设双道钢板止水片,表面混凝土面凿毛,凿入深度达到骨料露出1/3为宜。
  3.2 浇筑工艺方案
  3.2.1浇筑方法
  底板砼浇捣布置三个输送砼管道,每个管道控制十多米宽度范围内为一区域,每个区域设备一个振捣小组,每个振捣小组由8名振捣工配5条软轴振动器(不包括备用)组成,以提高泵送功效,简化混凝土泌水处理,确保上下层混凝土的结合。
  3.2.2振捣
  在每条浇筑带前、中、后各布置三道振动器,第一道布置在混凝土卸料点,负责出管混凝土的振捣;第二道设置在混凝土的中间部位,负责斜面混凝土的密实;第三道设置在坡脚及底层钢筋处,确保下层钢筋混凝土的振捣密实。
  3.2.3泌水处理
  采取措施使大量的泌水顺垫层坡度流入到周围的集水坑,通过污水泵排放到基坑外,我们要求振捣工人改变混凝土的浇筑方向,即由顶端往回浇筑,与斜坡面形成一个积水潭,用软管及时排除最后的泌水。   3.2.4表面处理
  在混凝土浇筑后至初凝前,应按初步标高进行拍打振实后用长木尺抹平,赶走表面泌水,初凝后至终凝前,用木蟹打压实,紧跟着用铁抹刀抹光闭合收水裂缝。
  3.3混凝土温度控制与检测措施
  (1)控制温度裂缝的原则
  采取“双控计算”措施,控制结构温度收缩应力在允许安全范围内以及控制内外温差在25摄氏度范围内,以达到控制裂縫的出现。
  (2)控制裂缝的检测措施
  ①测温方法
  本工程采用易测温法,即在混凝土预埋钢管,用玻璃温度计测温,钢管用直径48mm脚手架管,底口焊铁板封死,上口高出混凝土上面100mm,内放300mm高度水,用木塞封口。
  ②测温点布置
  本工程只在深基坑承台内埋设测温点6个,每个测温点设深度不同的2个测孔,深度分别设在总部及距表面100mm处,分别测量中心最高温度和表面温度,测温管均露出混凝土上表面120mm。
  ③测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行,采用普通玻璃测温计,测温频率连续28天考虑。具体安排是:前三天,每2h测温1次,4天至8天测温1次,9天至15天,每6h测温1次,16天至20天,每12h测温1次,21天至28天,每24h测温1次。
  在前10天温差始终保持在8℃至12℃左右,渊源低于不安全温度差25℃,后18天温差保持在3℃左右,说明温差控制理想。
  (3)混凝土的保温保湿养护
  采取塑料薄膜与草袋相间覆盖的方法,随混凝土的浇筑顺序,在每一段混凝土表面收光后,及时铺上塑料薄膜作为密封层,防止混凝土热量流失使之表面处于湿润,然后铺上草袋。
  为防止气温骤变影响,在混凝土升温和早期降温过程中,有控制的加强保温层,在混凝土降温中期,为加快降温速率,采取白天掀开部分保温层,晚间加之覆盖的方法,混凝土降温后期采取逐日掀开保温层的做法。
  3.4健全施工组织管理
  所有浇筑人员的工作原则上均应在脚手板上完成,以减少对钢筋网踩踏次数,保证钢筋有效高度,而临时脚手板随浇筑区域的转移而移动。
  4.结论
  混凝土在现代工程建设中占有重要地位,而混凝土的裂缝较为普遍,我们在施工中需采取各种措施,多观察,多比较,出现问题后多分析,多总结,混凝土的裂缝是完全可以避免的。
  参考文献:
  [1]陶润 浅析温度裂缝的成因和处理措施 J 经营管理
  [2]李娜,刘波,卢长伟 浅谈混凝土的施工温度与裂缝 J 科技风 2009年12期
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