江苏某通信大楼工程大体积混凝土裂缝控制技术应用总结

大体积混凝土裂缝控制技术应用总结一、工程概况****枢纽工程，地下二层（局部三层），地下室底板面积约1万平方米，底板厚950mm、650mm，基础承台的厚度有1650mm、1800mm、2600mm等几种，混凝土一次浇筑量约8579m3，地下室底板由1000mm宽后浇带分成6块，可以后浇带为界分次浇筑，一次浇筑混凝土量约1200m3。设计混凝土强度等级为C40S8。二、技术原理1、贯穿裂缝的产生大体积混凝土结构是指其水化热引起温升太高（内外温差超过25°C），而必须采取有效措施控制其温度、收缩裂缝的混凝土结构，其最小尺寸通常在80cm以上。高层及地下建筑基础底板、转换层大梁和板、桩基承台、设备基础等均属于大体积混凝土结构的范畴。大体积混凝土浇筑施工过程中，由于水化热的积累与传导，在所浇筑的混凝土内形成不稳定的温度场，随着龄期的增长，混凝土内部温度变化有一个明显的升降过程，同时混凝土内部，混凝土表面也有温差，这些混凝土温差使混凝土内部产生温度应力，当其拉应力超过混凝土抗拉强度极限时，混凝土就会出现裂缝。特别在降温阶段，由于降温温度引起的变形，加上混凝土多余水分蒸发时引起的体积收缩变形，及其受到地基及结构边界条件的约束所引起的拉应力超过混凝土抗拉强度极限时，混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝，影响工程使用性能。为了防止裂缝的产生，规范规定混凝土同一部位的内、表温差要小于25℃，这样必须依据混凝土温度跟踪采取一定的养护措施，进行混凝土的温度控制。2、混凝土内部温度跟踪——测温由于大体积混凝土结构温度裂缝与骨料品种、配合比、外加剂掺合料、浇筑温度、浇筑顺序、外界气温、保温措施、养护条件等直接有关，施工过程中存在很多的不定性，理论计算很难完全反映实际情况，因此必须进行工程实时监控。温度实测常见的方法有：一是预留测温孔，用玻璃温度计测量；二是采用便携式建筑电子测温仪进行测量；三是采用热电阻、热电偶等原件进行测量。3、混凝土养护大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过对混凝土的初始温度（浇筑温度）和混凝土内部的最高温度的人工控制，防止因温度引起结构物的开裂。⑴在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：①混凝土的中心温度与表面温度之间的差值，以及混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值，均应小于25℃；经过计算确认结构物混凝土具有足够的抗裂能力时，允许不大于25~30℃。②混凝土的拆模时间应考虑气温环境等情况，必须有利于强度的正常增长，即拆模时混凝土的温差不超过25℃，其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差，以及收缩当量温差三者的总和。③大体积混凝土应在浇筑完毕后，及早洒水养护，混凝土表面应用草袋等覆盖，以保持混凝土表面经常湿润。模板上亦应经常洒水。混凝土养护时间应不少于21d；在干燥、炎热气候条件下，养护时间应不少于28d；对裂缝有严格要求时应再适当延长。⑵混凝土养护时的温度控制方法，可分为降温法和保温法两类：①降温法是在混凝土内部预理水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度，在通水冷却过程中要经常切换换向阀门，不断调换进、回水管口，提高冷却效果。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的结构物开裂。冷却水管可采用直径25mm或19mm的钢管或铝管，按蛇形排列，水平管距为1.5～3.0m，垂直管距亦为1.5～3.0m，并通过立管相连接。通水流量一般为14～20L／min，为了保证水管降温效果，可将进、出水管的直径加大到50mm。当大体积混凝土结构的温度降到允许的范围内时可停止冷却水管的通水冷却。②保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯末、湿砂等），利用混凝土的初始温度加上水泥水化热的温升，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于25℃。保温材料千万不能一次全部拆除，应该在实时监控的基础上分期分批地逐渐拆除，尤其要注意天气的变化，特别是寒潮来临之前一定要加强保温。另外，在养护过程中可能会由于掺加外加剂的原因混凝土表面会提早泛白缺水，要浇水养护，冬季此时应在晴好天气的中午左右进行浇水，其它季节随即浇水，保温材料即掀即盖，切不可麻痹大意。三、施工控制技术优化设计施工方案是本技术的关键，本工程可按下列程序进行。1、合理选择材料品种；2、优化混凝土配合比；3、混凝土水化热试验；4、选择合理的浇筑时间；5、选择合理的浇筑温度；6、混凝土浇筑施工。（前三点由商品混凝土供应商和外加剂供应商共同进行试配并优化，但需符合现行相关规范要求）1、合理选择材料品种⑴水泥最好选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥等，当有充分论证（主要指最好混凝土发热量较低）时也可采用其它品种的水泥。⑵粗骨料最好选用温度线膨胀系数较小的石灰岩骨料，形状以碎石为佳，粒径尽量大一些，在5-40mm左右。⑶细骨料采用含泥量较低的中粗砂，细度模数为，含泥量小于1%。2、优化混凝土配合比⑴采用合理的混凝土配比，要求混凝土厂提供试混凝土比，由监理和设计等多方论证确定最终使用配合比。⑵混凝土强度等级按设计要求即可，不宜超强，否则对温对控不利，而且要尽可能利用后期强度，例如56天强度等等。⑶混凝土的水灰比宜在，砂率含量在40%左右，初凝时间在12-20小时，坍落度在12-16cm。⑷为了降低水化热，应掺加优质粉煤灰等添加料，掺量≥20%，尽可能采用超量取代。3、混凝土水化热试验大体积混凝土水泥化发热量是温度裂缝控制最关键的一个参烽，因此，在进行配合比试验时必须同时进行水化热试硷研究。4、选择合理的浇筑时间⑴大体积混凝土的浇筑时间要慎重选择，应与气象部门保持密切联系，时刻关注天气预报，在夏天应尽量避开特别炎热的天气，在冬天应尽量辟开特别寒冷的天气。当然也不应在大雨、大雪等恶劣天气下施工。⑵在确定开浇日期后，夏天宜在傍晚时刻开浇，冬天宜在早晨9点钟左右开浇。5、选择合理的浇筑温度⑴除特别寒冷天气（一般应避免）时施工防止混凝土冻坏外，一般来说浇温度应尽可能低。⑵春、秋、冬季施工时一般不采取特别的降温措施，但注意不能使用刚出炉的温度很高的水泥。⑶夏季施工时必要时采取降温措施，例如用低温水或冰水搅拌混凝土，对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如有条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土的入模温度。⑷应特别注意由于输送管道的磨擦作用引起混凝土温度的升度，一般在5度左右。6、混凝土浇筑施工⑴混凝土搅拌运输车运送混凝土至目的地时坍落度损失过大，可在符合混凝土设计配合比要求的前提下适量加高效减水剂，并强力搅拌3分后再卸料。⑵振捣过程中，振棒插入的间距一般为400mm左右，振捣时间一般为15-30s，并且在20-30min后进行二次复振。尤其对于预留洞、预埋件和钢筋密集的部位应预先制定好相应的技术措施，确保顺利布料和振捣密实，浇筑时经常观察，发现有不密实等现象应立即采取措施。⑶不同浇筑区域之间、上下层之间的混凝土浇筑间隙时间不得超过混凝土的初凝时间⑷当大体积混凝土按基准标高面浇完一定数量后，在混凝土初凝前，用铝合金长括尺表面括平，木蟹打平，这是第一遍。第二遍待收水后，表面沿钢筋位置出现收水裂缝，用滚筒滚压数遍，用木蟹揉搓，闭合收水裂缝。⑸第二次抹平后立即盖上保温层。保温效果的好坏，对大体积混凝土温度裂缝控制至关重要。要严格按温控设计铺盖保温材料，并要有专人监督，尤其是在钢筋密集的柱、墙部位以及侧面模板外边。四、经济、社会效益分析本工程采用大体积混凝土裂缝控制技术，使得地下