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摘要:作者根据自己多年的工作经验,总结了大体积大体积砼底板温度裂纹控制中的几个关键技术的应用。
关键词:裂纹控制, 砼底板的约束 ,砼配合比的选择
Abstract: the author according to his many years of work experience, and summarizes the big volume mass concrete slab temperature crack control in several key technology application.
Keywords: crack control, concrete floor constraint, the concrete mixing choice
中图分类号:[TQ178] 文献标识码:A 文章编号:
在我国基本建设中,高楼大厦如雨后春笋到处都是。大体积砼的应用到处可见。在高层建筑及大型地下建筑物(如地下大型商场、地铁车站)大体积抗渗砼基础底板的应用是必不可缺少的。大体积砼的厚度从1米—4米都有,砼一次连续浇注总量从几千立方米至上万立方米。本人亲身经历过几个大体积砼底板的施工,对大体积砼底板温度裂纹控制有较深刻的理解。在此谈谈大体积砼底板温度裂纹控制的几个关键技术,仅供各位同仁借鉴参考。
1.改善大体积砼约束条件
1.1防水层(滑动层)的做法及选择
一般地下室防水采用双保险方式即砼自防水和外防水两种方式,外防水分刚性防水和柔性卷材防水、聚氨脂弹性涂料防水几大类。由于大体积砼底板在水化反应过程中核心区温度一般在70C°以上,砼表面温度在50C°左右,大体积砼底板将沿着水平两个方向做线性膨胀,当大体积砼底板水化热反应基本结束,核心区温度及表面温度逐渐冷却至外界自然温度,砼底板将沿着水平两个方向线性收缩。也就是说新浇筑的底板砼在28天内将基本完成线性膨胀及收缩这样一个完整过程,这个过程完成的好坏,底板能不能保持完整而不被拉裂,砼底板底面的约束条件非常重要。一般情况下底板底面的防水层选择即能够起到外防水作用又能起到底板滑动层作用的材料,通常选择柔性沥青防水卷材,或沥青防水油膏为宜。
1.2后浇带的利用
利用后浇带技术控制大体积底板砼及地下室墙体裂纹,符合“先放后抗”原则。砼结构长度是影响温度应力的因素之一,为降低由于温度应力及伸缩应力产生的破坏,必须掌握砼收缩特性,收缩期一般为2个月,将完成收缩量的90%。利用后浇带技术沿着纵向、横向将大体积砼划分若干区域块体,将砼由于水化热反应产生的温度应力及砼硬化产生的收缩应力充分释放,待砼收缩基本完成后,再往砼后浇带浇注微膨胀砼连为一体。
2.大体积抗渗砼配合比的选择及技术措施
2.1水泥的选择及粉煤灰的利用
为了降低大体积砼由水泥在水化反应过程中产生的热量,选择好水泥品种及减少水泥用量是非常重要的。大体积砼所用水泥宜选用低水化热水泥,如粉煤灰水泥、矿渣水泥。若没有条件使用粉煤灰水泥、矿渣水泥而使用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,则可在砼配合比中用一级粉煤灰替代部分水泥(等量替换)替换量在15%—20%左右 ,试验资料表明,每立方米砼的水泥用量每增减10公斤,水化热将使砼温度增减1度—2度。
2.2缓凝剂的使用
如果大體积砼浇筑的环境温度在20以上,应考虑在砼中添加适量缓凝剂,可放缓砼浇筑速度,释放砼前期硬化过程产生的热量。推迟砼初凝、终凝及硬化时间有利于砼的接茬施工人员整平及二次抹压。
2.3UEA膨胀剂的使用
由于砼在硬化过程中水分的失去将产生干缩,干缩产生的应力将使大体积砼产生收缩裂纹,严重时裂纹将贯穿底板影响结构安全及地下室防水,为了防止这种现象发生,补偿砼收缩裂纹,在砼配合比中添加UEA膨胀剂是必要的选择,UEA参量一般为水泥重量的15%—20%。
3.大体积抗渗砼中心区热量的置换
大体积砼核心区温度一般高达70—90C°,如果能把核心区的热量通过一种方式置换出来,将大大减少砼核心区热膨胀带来的危害。下面介绍的是一种冷水盘管循环技术即冷水盘管热量置换工艺。
在砼核心区中部水平设置一排或两排直径50—60毫米聚氯乙烯管,管与管水平间距800毫米—1000毫米,每一排可设置一个或若干个回路,在基坑上沿口设置2—4个大水箱,水箱出水口用水管与冷水盘管相连,用污水泵将建筑物深基坑四周集水坑水抽入大水箱,利用大水箱与基坑底的高差(一般为6—15米)将冷水压入砼底板冷水盘管,用冷水将大体积砼核心区管中热能置换出来,以此循环不间断进行就能达到热量置换,降低大体积砼核心区温度。
4.大体积抗渗砼薄层浇筑技术
大体积底板砼的浇筑方法对大体积砼底板整体结构及裂纹控制非常重要,薄层浇注技术(尤其夏季炎热天气)是大体积砼常用的施工技术之一,是一项有效的温度控制措施,其优点是施工工艺简单易操作适用性强。利用砼薄层技术可使先期浇筑的底层或下层砼水化热得到释放。薄层层次划分可按厚度划分,但要考虑结构因素如电梯井、污水坑、主楼与裙楼的底板厚度差 ,底板厚度在1米以内按一个作业层考虑即沿一端或两端对称进行,一个坡度,薄层覆盖,循序推进,一次到顶。若底板厚度在1米以上或几米厚可划分几个水平薄层,每层分若干浇筑块,上下层采用错缝搭接,块间竖缝互不贯通,搭接长度不小于块体厚度,分块长度10—20米,采用阶梯式整体推进,要避免出现冷缝,浇筑间歇不超过砼终凝时间。浇筑面分界处不漏振。
5.大体积抗渗砼的养护措施及测温
5.1养护
大体积砼表面蓄热保温、适度湿润养护是保证将砼内外温差控制在25°C以内的一项十分关键的工作。大体积砼底板养护一般采用一层塑料薄膜,二层草垫子作保温保湿养护,草垫子上下层错位搭接压紧,形成良好保温层,从而使砼表面保持较高的温度,减少表面热量的扩散,延长散热时间,使砼内外温差小于25°C,充分发挥砼强度的潜力和材料松弛特性避免裂纹。大体积砼要要适度保持潮湿养护(少量水湿润),防止砼表面脱水而产生干缩裂缝,少量适度湿润可在砼表面和保温层之间形成水蒸气气垫。
5.2测温
砼的测温监测是非常重要的,测温手段很多,一般采用设置装水测温孔用水银汞柱温度计测温,测温孔的设置要根据总体布局和不同厚度设置,要有代表性。测温时间段为14天,测温频率为每6小时一次,每个砼测温点都要记录核心区和砼表面两个温度,当发现砼核心区与砼表面温度大于25度时,要查找原因加强保温覆盖。
关键词:裂纹控制, 砼底板的约束 ,砼配合比的选择
Abstract: the author according to his many years of work experience, and summarizes the big volume mass concrete slab temperature crack control in several key technology application.
Keywords: crack control, concrete floor constraint, the concrete mixing choice
中图分类号:[TQ178] 文献标识码:A 文章编号:
在我国基本建设中,高楼大厦如雨后春笋到处都是。大体积砼的应用到处可见。在高层建筑及大型地下建筑物(如地下大型商场、地铁车站)大体积抗渗砼基础底板的应用是必不可缺少的。大体积砼的厚度从1米—4米都有,砼一次连续浇注总量从几千立方米至上万立方米。本人亲身经历过几个大体积砼底板的施工,对大体积砼底板温度裂纹控制有较深刻的理解。在此谈谈大体积砼底板温度裂纹控制的几个关键技术,仅供各位同仁借鉴参考。
1.改善大体积砼约束条件
1.1防水层(滑动层)的做法及选择
一般地下室防水采用双保险方式即砼自防水和外防水两种方式,外防水分刚性防水和柔性卷材防水、聚氨脂弹性涂料防水几大类。由于大体积砼底板在水化反应过程中核心区温度一般在70C°以上,砼表面温度在50C°左右,大体积砼底板将沿着水平两个方向做线性膨胀,当大体积砼底板水化热反应基本结束,核心区温度及表面温度逐渐冷却至外界自然温度,砼底板将沿着水平两个方向线性收缩。也就是说新浇筑的底板砼在28天内将基本完成线性膨胀及收缩这样一个完整过程,这个过程完成的好坏,底板能不能保持完整而不被拉裂,砼底板底面的约束条件非常重要。一般情况下底板底面的防水层选择即能够起到外防水作用又能起到底板滑动层作用的材料,通常选择柔性沥青防水卷材,或沥青防水油膏为宜。
1.2后浇带的利用
利用后浇带技术控制大体积底板砼及地下室墙体裂纹,符合“先放后抗”原则。砼结构长度是影响温度应力的因素之一,为降低由于温度应力及伸缩应力产生的破坏,必须掌握砼收缩特性,收缩期一般为2个月,将完成收缩量的90%。利用后浇带技术沿着纵向、横向将大体积砼划分若干区域块体,将砼由于水化热反应产生的温度应力及砼硬化产生的收缩应力充分释放,待砼收缩基本完成后,再往砼后浇带浇注微膨胀砼连为一体。
2.大体积抗渗砼配合比的选择及技术措施
2.1水泥的选择及粉煤灰的利用
为了降低大体积砼由水泥在水化反应过程中产生的热量,选择好水泥品种及减少水泥用量是非常重要的。大体积砼所用水泥宜选用低水化热水泥,如粉煤灰水泥、矿渣水泥。若没有条件使用粉煤灰水泥、矿渣水泥而使用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,则可在砼配合比中用一级粉煤灰替代部分水泥(等量替换)替换量在15%—20%左右 ,试验资料表明,每立方米砼的水泥用量每增减10公斤,水化热将使砼温度增减1度—2度。
2.2缓凝剂的使用
如果大體积砼浇筑的环境温度在20以上,应考虑在砼中添加适量缓凝剂,可放缓砼浇筑速度,释放砼前期硬化过程产生的热量。推迟砼初凝、终凝及硬化时间有利于砼的接茬施工人员整平及二次抹压。
2.3UEA膨胀剂的使用
由于砼在硬化过程中水分的失去将产生干缩,干缩产生的应力将使大体积砼产生收缩裂纹,严重时裂纹将贯穿底板影响结构安全及地下室防水,为了防止这种现象发生,补偿砼收缩裂纹,在砼配合比中添加UEA膨胀剂是必要的选择,UEA参量一般为水泥重量的15%—20%。
3.大体积抗渗砼中心区热量的置换
大体积砼核心区温度一般高达70—90C°,如果能把核心区的热量通过一种方式置换出来,将大大减少砼核心区热膨胀带来的危害。下面介绍的是一种冷水盘管循环技术即冷水盘管热量置换工艺。
在砼核心区中部水平设置一排或两排直径50—60毫米聚氯乙烯管,管与管水平间距800毫米—1000毫米,每一排可设置一个或若干个回路,在基坑上沿口设置2—4个大水箱,水箱出水口用水管与冷水盘管相连,用污水泵将建筑物深基坑四周集水坑水抽入大水箱,利用大水箱与基坑底的高差(一般为6—15米)将冷水压入砼底板冷水盘管,用冷水将大体积砼核心区管中热能置换出来,以此循环不间断进行就能达到热量置换,降低大体积砼核心区温度。
4.大体积抗渗砼薄层浇筑技术
大体积底板砼的浇筑方法对大体积砼底板整体结构及裂纹控制非常重要,薄层浇注技术(尤其夏季炎热天气)是大体积砼常用的施工技术之一,是一项有效的温度控制措施,其优点是施工工艺简单易操作适用性强。利用砼薄层技术可使先期浇筑的底层或下层砼水化热得到释放。薄层层次划分可按厚度划分,但要考虑结构因素如电梯井、污水坑、主楼与裙楼的底板厚度差 ,底板厚度在1米以内按一个作业层考虑即沿一端或两端对称进行,一个坡度,薄层覆盖,循序推进,一次到顶。若底板厚度在1米以上或几米厚可划分几个水平薄层,每层分若干浇筑块,上下层采用错缝搭接,块间竖缝互不贯通,搭接长度不小于块体厚度,分块长度10—20米,采用阶梯式整体推进,要避免出现冷缝,浇筑间歇不超过砼终凝时间。浇筑面分界处不漏振。
5.大体积抗渗砼的养护措施及测温
5.1养护
大体积砼表面蓄热保温、适度湿润养护是保证将砼内外温差控制在25°C以内的一项十分关键的工作。大体积砼底板养护一般采用一层塑料薄膜,二层草垫子作保温保湿养护,草垫子上下层错位搭接压紧,形成良好保温层,从而使砼表面保持较高的温度,减少表面热量的扩散,延长散热时间,使砼内外温差小于25°C,充分发挥砼强度的潜力和材料松弛特性避免裂纹。大体积砼要要适度保持潮湿养护(少量水湿润),防止砼表面脱水而产生干缩裂缝,少量适度湿润可在砼表面和保温层之间形成水蒸气气垫。
5.2测温
砼的测温监测是非常重要的,测温手段很多,一般采用设置装水测温孔用水银汞柱温度计测温,测温孔的设置要根据总体布局和不同厚度设置,要有代表性。测温时间段为14天,测温频率为每6小时一次,每个砼测温点都要记录核心区和砼表面两个温度,当发现砼核心区与砼表面温度大于25度时,要查找原因加强保温覆盖。