地下室工程高强度大体积混凝土温度裂缝控制新工艺、新方法的研究论文_裘彬

地下室工程高强度大体积混凝土温度裂缝控制新工艺、新方法的研究论文_裘彬

1、工程简介

某大型体育馆工程,结构形式为全现浇剪力墙形式,地下2层,基础底标高为-10.3m,基础底板厚900mm。

2、控制大体积混凝土裂缝

2.1 裂缝产生的主要原因

大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。

2.2 控制裂缝方法

1)改善配筋,减少混凝土收缩提高混凝土抗拉强度,以抵抗温度及收缩变形产生的应力。

2)采取分段浇筑和水平分层间歇方法和措施达到控制内外温差,减少变形的目的。

3、大体积混凝土温度裂缝的形成原因和危害

3.1大体积混凝土温度裂缝产生的主要原因

就当前的大体积混凝土施工建设而言,温度效应导致的水泥水化反应结构内应力不同是造成混凝土温度裂缝最主要的原因之一。大体积混凝土在施工早期阶段,其中的水分会逐渐蒸发,水分的蒸发导致混凝土出现一定程度的收缩,但在中后期阶段,混凝土水化散热的阶段,其内部温度较高,再加上大体积混凝土结构的断面尺寸与普通混凝土相比较大,在硬化的过程中,内部的温度无法传递到外部环境,导致内部结构与外部环境之间的温差过大,进而产生张拉应力,当拉账应力持续存在时一旦超过混凝土结构的抗压强度,混凝土就会产生不沟通程度的裂缝。

4、地下室大体积混凝土温度裂缝控制与处理

4.1大体积混凝土温度裂缝控制措施分析

4.1.1进场材料的控制

(1)混凝土单位用水量的选择

混凝土的单位耗水量直接影响混凝土的干缩率,混凝土的干缩率直接导致收缩裂缝。大多数情况下,混凝土的干缩率会随着混凝土的单位用水量的增大而增大,这就需要在进行混凝土配比时控制好混凝土的单位用水量;如果混凝土单位用水少,则混凝土的和易性将降低,这使得施工更加困难。因此,在控制混凝土单位用水量时,需要对施工、离析等情况进行综合考虑,从而确保施工质量。

(2)混凝土骨料的选择

①细骨料的选择

在配比混凝土时,如果选择砂率高表明粗骨料石子量少,从而使得混凝土的抗裂性能大大降低;如果选择低砂比,混凝土中砂浆的量将减少。有关资料显示,在用料相同的情况下,随着砂率的增大,混凝土出现裂缝的概率也会增加。砂率控制38%时,裂缝面积较小,砂率在40%时,裂缝情况会大幅度增加。在建筑工程中,混凝土的收缩也受到骨料中杂质的影响。

②粗骨料的选择

对混凝土的干缩性造成影响的因素,不仅有粗骨料的大小,还有如粗骨料的岩石种类,骨料比重和骨料吸水率等。如果混凝土具有相对高的模量和低的干收缩率,粗骨料的孔隙率将增加,导致收缩率增加。经过大量实验,发现花岗岩,白云石,石灰石等集料收缩率低;黏板岩、玄武岩等骨料收缩性比较高;其中,白云石,石灰石和花岗岩的收缩变化很大,影响了混凝土的收缩。另外,粗骨料的形状也可以由混凝土的拉伸性能引起。

(3)合理添加外加剂,降低水泥导热性

大体积混凝材料占比中,水泥作为重要构成原料之一,占比最大,相应地,混凝土质量表现很大程度上取决于水泥材料的性能。在大体积混凝土水泥材料的选取上,要优选不具备过高导热性的水泥品种,并将水泥占比用量严格控制在配制搅拌施工技术标准范围内,将大体积混凝土与外部温度感应接触的敏感程度降低。

4.2大体积混凝土温度裂缝处理措施分析

以建筑地下室混凝土墙体裂缝为例,常用的处理方法有表面涂层法,表面涂层加玻璃布法,填充法和灌浆法。

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(1)表面涂抹法

常见材料包括聚氨酯,氰化物和环氧树脂。例如,在涂抹环氧树脂的情况下,处理的关键是首先清洁表面,然后用二甲苯,丙酮或酒精擦洗。反复干燥后,用刷子重复涂覆环氧树脂浆料,间隔保持在3至5℃进行分析。一方面,这种处理方法可以解决混凝土裂缝问题,另一方面也可以有效地提高混凝土墙面的防渗效果。

(2)表面涂刷加玻璃丝布法

该方法主要使用环氧树脂复合物或聚氨酯涂膜加玻璃布;把聚氨酯按照甲乙组分与二甲苯按照1:1与5:2的配合比进行拌制,保证搅拌均匀,并涂抹在基层表面,确保涂抹均匀。第一遍涂抹完成后静置五小时,用手触碰不粘手,在接着涂抹剩余几层。

(3)充填法

使用高速旋转切割盘,钢纤维和气动镐来扩大裂缝,形成梯形槽或V形槽。清洗完成后,采用环氧砂浆,沥青油脂,水泥砂浆,聚合物密封材料或其他成品堵漏剂,按照分层方法处理混凝土裂缝。

(4)灌浆法

目前常用的灌浆材料主要包括水溶性聚氨酯,氰化物,丙烷,甲基丙烯酸甲酯和环氧树脂。其中环氧树脂类因来源途径多,施工操作简单,因此具有较高的适用性。而甲基丙烯酸甲酯的粘度低,但具有较为稳定的扩散性能与可灌性,普遍用来修复宽度超过0.05毫米的裂缝,在处理效果与提升防渗性能方面表现突出。灌浆法普遍有两种形式:首先,通过低压浇注装置将环氧树脂浆料注入混凝土裂缝中,可以密封裂缝,处理完成后没有明显的痕迹;压力灌浆,在处理建筑地下室大体积混凝土裂缝时,压力一般控制在0.2~0.4 MPa,效果极佳。

4.3混凝土养护、测温及冷却水管的安装:

(1)冷却水管安装布置:

立磨基础垫层施工后预埋两层“之”字形循环Φ48×3.5冷却水管,Φ48×3.5冷却水管布置标高分别为-4.500m和-2.500m。冷却水管之间接头采用成品弯头和直钢管满焊。冷却水管的固定,利用基础上层钢筋绑扎时所焊接的Φ25钢筋马镫立杆,在-4.500m、-2.500m标高位置用Φ25焊接纵、横向水平钢筋,然后将Φ48×3.5冷却水管焊在立筋与水平钢筋之间,并加钢筋斜撑焊接成整体。冷却水管进水口管面凸出商品混凝土顶面500mm,出水口钢管穿出模板150mm,两个冷却水源在商品混凝土施工前提前布置在进水管口附近,两层进水方向反向。

(2)大体积商品混凝土基础内测温:

利用在基础内(底面向上200、顶面向下200和中间层)预埋钢管,用温度计测温,共布置五组(位置见原料粉磨立磨基础大体积商品混凝土冷却水管平面布置),每小时测温一次,并做记录。

(3)大体积商品混凝土内外温差控制及养护:

1)在商品混凝土浇筑之后,由于为夏季施工,立磨基础表面用塑料薄膜覆盖,并浇水养护,做好商品混凝土的保温保湿工作。通过循环冷却水降低商品混凝土凝固发生化学反应所释放出来的温度,这样控制商品混凝土内外温差在合理范围内,防止开裂。利用预埋钢管,用温度计测温,随时了解商品混凝土内的温度变化,使商品混凝土内外温差控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内。

2)采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度。

5、结束语

综上所述,混凝土温度裂缝的存在会严重影响到建筑地下室施工的质量,严重情况下回使整个建筑埋下巨大的安全隐患。因此,有关部门要高度重视建筑地下室大型混凝土温度裂缝的控制和处理,全面分析混凝土裂缝产生的原因。并结合实际状况,多方面、多角度制定切实可行的防控处理措施,最大限度避免地下室出现温度裂缝。

参考文献

[1]蔡伟.超大地下室裂缝控制“跳仓法”研究与应用[J].河南建材,2019(02)

论文作者:裘彬

论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年04期

论文发表时间:2019/11/19

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