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摘 要:无缝混凝土由于其施工简便,有利去除有害裂缝,无需免除清缝、凿毛、填缝等复杂工序等原因,越来越受到施工单位的欢迎。本文阐述了影响混凝土裂缝的主要因素和混凝土的防治裂缝的思路,并针对混凝土裂缝提出几点控制措施,并介绍了施工过程的几点技术要点,具有一定的技术参考价值。
关键词:无缝混凝土裂缝施工技术
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0043-01
混凝土的无缝施工技术,是指当混凝土的结构长度超出规范规定的伸缩缝的最大间距时,不是将其进行分段设缝处理,而根据预应力混凝土的抗裂原理,掺加一定比例的微膨胀材料,可使混凝土在结构上建立预压应力场,以抵消或减少因混凝土干缩和温度变形而导致的拉应力,其过程不产生贯穿整个混凝土体系的有害裂缝的新的施工方法。其可有效免除清缝、凿毛、填缝等复杂工序和填缝处理不好造成的渗漏等隐患,而且施工工艺简便,无需设置永久性伸缩缝,保证施工场地的整洁文明进行,和缩短工期等优点[1],备受施工单位的欢迎。在现阶段,虽然有些理论计算仍需进一步研究探讨,但其在很多工程中的应用越来越多,特别是地下工程,具有不可代替的实用价值和较大的经济效益。因此,无缝混凝土施工技术值得进一步研究和推广实用。
1 大体积混凝土裂缝的概述
大体积混凝土的施工,除了应具有普通混凝土的强度、刚度、整体性与耐久性等要求外,还要在施工过程控制变形裂缝的产生与其发展,而且这显得很有必要。由于工程条件复杂,施工情况各异,如何控制裂缝的产生与发展已上升为涉及到结构理论、构造设计、施工工艺等方面的综合性技术问题。其产生主要原因是在混凝土的硬化过程中,会发生化学变形、干湿变形与温度变形,伴随着温度变化与混凝土收缩,在结构内部及其相互之间约束的作用下,产生温度应力和收缩应力,从而导致大体积混凝土裂缝的出现。
混凝土结构物的裂缝有微观裂缝和宏观裂缝两种。微观裂缝的特点是不规则、不贯通,其主要形式有:粘着裂缝、水泥石裂缝与骨料裂缝。而宏观裂缝则可用肉眼观测到,是由微观裂缝扩展而形成,通常所说的裂缝是指宏观裂缝。宏观裂缝属于有害裂缝,主要形式有:表面裂缝和贯通裂缝。表面裂缝是混凝土在水泥水化初期由于表面和内部的散热条件不同,温度外低内高,形成温度差,引起内部产生一定的压应力,而表面产生拉应力,当其超过混凝土自身的抗拉强度后而产生;贯通裂缝在混凝土强度发展到一定程度后,温度逐渐下降,而形成一定的降温差,从而引起一定的变形与失水,使得混凝土体积收缩变形,受到外约束作用引起拉应力,当其超过混凝土本身的抗拉强度就有可能产生贯通整个截面的裂缝[2]。
2 影响混凝土裂缝形成的主要因素
混凝土构件产生裂缝的原因很多,大致可分为结构性裂缝及非结构性裂缝两种。前者是由外荷载引起,而后者则是由变形变化等如温度、收缩、沉降不均匀等因素引起。一般大多数混凝土构件的裂缝属于非结构性裂缝,其中收缩裂缝、温度裂缝是大部分非结构裂缝的表现形式。
(1)温度变形裂缝。混凝土的温度变形主要由两部分组成:第一,是在混凝土硬化过程中,由于早期水泥水化热的集中释放产生大量热量,大体积混凝土内部因散热慢而使其温度急剧升高,产生内外温差,内部混凝土膨胀,而外部混凝土经散热,温度降低而收缩,形成温差裂缝;第二,由于环境温度的变化,根据混凝土热胀冷缩的性质,在温度下降后混凝土必将产生收缩而产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,则产生温度裂缝。
(2)干缩变形裂缝。混凝土的干缩变形是由于混凝土中水分蒸发而引起的。当混凝土在空气中硬化时,其中的水分會逐渐蒸发,使水泥石中的胶凝体逐渐干燥而产生收缩,从而干缩变形。在混凝土受到某种约束的情况下,干缩变形会使混凝土出现较大的拉应力,特别是在初凝阶段,由于混凝土抗拉强度非常低,比较容易引起混凝土开裂[3]。
3 无缝混凝土的施工技术方法
(1)施工前的准备工作。施工前要做好机械设备、材料、劳动力和技术等几个方面的准备。材料的准备包括所有混凝土原材料的准备,避免因材料短缺而造成混凝土浇筑中断从而产生冷缝。而劳动力的准备是指选择较高素质、作风过硬、成建制的施工队伍承担本工程施工任务.并做好资质把关工作,特殊工种持证上岗和思想动员等充分准备。技术方面的准备指的是针对楼板工程特点和实际情况,做好混凝土试配材料、材料检验和技术交底等工作的准备。
(2)混凝土的制作。工程施工过程应配备满足施工要求的搅拌站,需要有一定的生产能力。混凝土的配制应注意以下几点技术要求:①搅拌站专人负责,负责搅拌站日常管理、生产调度;②开盘前试验员检查搅拌站电子计量装置是否准确计量,检查砂石原材是否满足规范要求;③后台搅拌时间要充足,拌和均匀,防止外加剂凝结,从而导致其泛黄,进而影响强度。
(3)混凝土的泵送。①泵送前要先用适量的水泥浆润滑泵管;②混凝土要保持连续供应;③如果在夏天施工,应在混凝土输送泵管外壁覆盖一层麻袋,并撒水湿润;④发生堵塞时,应及时查明原因,尽快恢复正常泵送;且泵管要固定好。
(4)混凝土的现场浇筑。混凝土浇筑时,注意严防其他部位混凝土进入膨胀后浇带内,避免影响设置效果。浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置,拆管排除故障或其他原因造成的废弃混凝土,严禁其进入工作面。对作业面散落的混凝土、拆管倒出的混凝土、润管浆等应用吊斗吊出作业面外。①浇捣:振捣棒要快插慢拔,避免过振或漏振;②要二次抹面,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡;③浇筑过程中,应用潜水泵把集水井内和作业面混凝土泌水抽出场外,或用人工兜舀至吊斗内,用塔吊吊出场外;④在混凝土浇筑至膨胀加强带附近时,应注意使振动棒插捣点与密;⑤膨胀加强带处混凝土采取塔吊吊斗吊运和混凝土输送管泵送并用;⑥确保混凝土的表面平整度与保护层厚变;⑦浇筑至标高后,在终凝前反复抹压多次,减少混凝土表面的沉缩裂缝出现;⑧避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
(5)混凝土的养护工作。①混凝土的养护非常重要,只有充分湿养护才有利于混凝土的膨胀效能发挥,必须提高养护意识。必须设立专职养护人员,建立严格的混凝土养护制度。②混凝土浇筑完毕后即应保湿养护14天。混凝土收平后,即应洒水润湿,再用塑料膜严密覆盖,加盖麻袋一层。在养护期喷洒雾状水保持环境相对温度在80%以上,以减小混凝土干缩。
4 结语
针对混凝土发生裂缝的有关特点,及其形成的主要因素,采取一定的预防措施,可有效地减少混凝的裂缝生成,减少有害裂缝,提高房屋建筑的质量。通过以上施工技术的实施,可尽可能保证工程未出现影响中大的裂纹,节约了一定的工期,节省了重新制模、重新浇筑的施工时间,并有效了保证了结构的整体性,大大降低施工成本。这种现场施工经验可供同类工作的同行一定的经验参考。
参考文献
[1] 周少文.超长无缝技术及中南花园地下室设计[J].广东建材,2005,9:75～76.
[2] 王立波.超长结构混凝土无缝浇筑施工与质量控制[J].西部探矿工程,2003,10:122～123.
[3] 杨卫忠.超长结构大体积混凝土无缝施工技术[J].江苏建筑,2009,02:50～52.
关键词:无缝混凝土裂缝施工技术
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(a)-0043-01
混凝土的无缝施工技术,是指当混凝土的结构长度超出规范规定的伸缩缝的最大间距时,不是将其进行分段设缝处理,而根据预应力混凝土的抗裂原理,掺加一定比例的微膨胀材料,可使混凝土在结构上建立预压应力场,以抵消或减少因混凝土干缩和温度变形而导致的拉应力,其过程不产生贯穿整个混凝土体系的有害裂缝的新的施工方法。其可有效免除清缝、凿毛、填缝等复杂工序和填缝处理不好造成的渗漏等隐患,而且施工工艺简便,无需设置永久性伸缩缝,保证施工场地的整洁文明进行,和缩短工期等优点[1],备受施工单位的欢迎。在现阶段,虽然有些理论计算仍需进一步研究探讨,但其在很多工程中的应用越来越多,特别是地下工程,具有不可代替的实用价值和较大的经济效益。因此,无缝混凝土施工技术值得进一步研究和推广实用。
1 大体积混凝土裂缝的概述
大体积混凝土的施工,除了应具有普通混凝土的强度、刚度、整体性与耐久性等要求外,还要在施工过程控制变形裂缝的产生与其发展,而且这显得很有必要。由于工程条件复杂,施工情况各异,如何控制裂缝的产生与发展已上升为涉及到结构理论、构造设计、施工工艺等方面的综合性技术问题。其产生主要原因是在混凝土的硬化过程中,会发生化学变形、干湿变形与温度变形,伴随着温度变化与混凝土收缩,在结构内部及其相互之间约束的作用下,产生温度应力和收缩应力,从而导致大体积混凝土裂缝的出现。
混凝土结构物的裂缝有微观裂缝和宏观裂缝两种。微观裂缝的特点是不规则、不贯通,其主要形式有:粘着裂缝、水泥石裂缝与骨料裂缝。而宏观裂缝则可用肉眼观测到,是由微观裂缝扩展而形成,通常所说的裂缝是指宏观裂缝。宏观裂缝属于有害裂缝,主要形式有:表面裂缝和贯通裂缝。表面裂缝是混凝土在水泥水化初期由于表面和内部的散热条件不同,温度外低内高,形成温度差,引起内部产生一定的压应力,而表面产生拉应力,当其超过混凝土自身的抗拉强度后而产生;贯通裂缝在混凝土强度发展到一定程度后,温度逐渐下降,而形成一定的降温差,从而引起一定的变形与失水,使得混凝土体积收缩变形,受到外约束作用引起拉应力,当其超过混凝土本身的抗拉强度就有可能产生贯通整个截面的裂缝[2]。
2 影响混凝土裂缝形成的主要因素
混凝土构件产生裂缝的原因很多,大致可分为结构性裂缝及非结构性裂缝两种。前者是由外荷载引起,而后者则是由变形变化等如温度、收缩、沉降不均匀等因素引起。一般大多数混凝土构件的裂缝属于非结构性裂缝,其中收缩裂缝、温度裂缝是大部分非结构裂缝的表现形式。
(1)温度变形裂缝。混凝土的温度变形主要由两部分组成:第一,是在混凝土硬化过程中,由于早期水泥水化热的集中释放产生大量热量,大体积混凝土内部因散热慢而使其温度急剧升高,产生内外温差,内部混凝土膨胀,而外部混凝土经散热,温度降低而收缩,形成温差裂缝;第二,由于环境温度的变化,根据混凝土热胀冷缩的性质,在温度下降后混凝土必将产生收缩而产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,则产生温度裂缝。
(2)干缩变形裂缝。混凝土的干缩变形是由于混凝土中水分蒸发而引起的。当混凝土在空气中硬化时,其中的水分會逐渐蒸发,使水泥石中的胶凝体逐渐干燥而产生收缩,从而干缩变形。在混凝土受到某种约束的情况下,干缩变形会使混凝土出现较大的拉应力,特别是在初凝阶段,由于混凝土抗拉强度非常低,比较容易引起混凝土开裂[3]。
3 无缝混凝土的施工技术方法
(1)施工前的准备工作。施工前要做好机械设备、材料、劳动力和技术等几个方面的准备。材料的准备包括所有混凝土原材料的准备,避免因材料短缺而造成混凝土浇筑中断从而产生冷缝。而劳动力的准备是指选择较高素质、作风过硬、成建制的施工队伍承担本工程施工任务.并做好资质把关工作,特殊工种持证上岗和思想动员等充分准备。技术方面的准备指的是针对楼板工程特点和实际情况,做好混凝土试配材料、材料检验和技术交底等工作的准备。
(2)混凝土的制作。工程施工过程应配备满足施工要求的搅拌站,需要有一定的生产能力。混凝土的配制应注意以下几点技术要求:①搅拌站专人负责,负责搅拌站日常管理、生产调度;②开盘前试验员检查搅拌站电子计量装置是否准确计量,检查砂石原材是否满足规范要求;③后台搅拌时间要充足,拌和均匀,防止外加剂凝结,从而导致其泛黄,进而影响强度。
(3)混凝土的泵送。①泵送前要先用适量的水泥浆润滑泵管;②混凝土要保持连续供应;③如果在夏天施工,应在混凝土输送泵管外壁覆盖一层麻袋,并撒水湿润;④发生堵塞时,应及时查明原因,尽快恢复正常泵送;且泵管要固定好。
(4)混凝土的现场浇筑。混凝土浇筑时,注意严防其他部位混凝土进入膨胀后浇带内,避免影响设置效果。浇筑混凝土前的润管砂浆必须弃置,拆管排除故障或其他原因造成的废弃混凝土,严禁其进入工作面。对作业面散落的混凝土、拆管倒出的混凝土、润管浆等应用吊斗吊出作业面外。①浇捣:振捣棒要快插慢拔,避免过振或漏振;②要二次抹面,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡;③浇筑过程中,应用潜水泵把集水井内和作业面混凝土泌水抽出场外,或用人工兜舀至吊斗内,用塔吊吊出场外;④在混凝土浇筑至膨胀加强带附近时,应注意使振动棒插捣点与密;⑤膨胀加强带处混凝土采取塔吊吊斗吊运和混凝土输送管泵送并用;⑥确保混凝土的表面平整度与保护层厚变;⑦浇筑至标高后,在终凝前反复抹压多次,减少混凝土表面的沉缩裂缝出现;⑧避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
(5)混凝土的养护工作。①混凝土的养护非常重要,只有充分湿养护才有利于混凝土的膨胀效能发挥,必须提高养护意识。必须设立专职养护人员,建立严格的混凝土养护制度。②混凝土浇筑完毕后即应保湿养护14天。混凝土收平后,即应洒水润湿,再用塑料膜严密覆盖,加盖麻袋一层。在养护期喷洒雾状水保持环境相对温度在80%以上,以减小混凝土干缩。
4 结语
针对混凝土发生裂缝的有关特点,及其形成的主要因素,采取一定的预防措施,可有效地减少混凝的裂缝生成,减少有害裂缝,提高房屋建筑的质量。通过以上施工技术的实施,可尽可能保证工程未出现影响中大的裂纹,节约了一定的工期,节省了重新制模、重新浇筑的施工时间,并有效了保证了结构的整体性,大大降低施工成本。这种现场施工经验可供同类工作的同行一定的经验参考。
参考文献
[1] 周少文.超长无缝技术及中南花园地下室设计[J].广东建材,2005,9:75～76.
[2] 王立波.超长结构混凝土无缝浇筑施工与质量控制[J].西部探矿工程,2003,10:122～123.
[3] 杨卫忠.超长结构大体积混凝土无缝施工技术[J].江苏建筑,2009,02:50～52.