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文档简介

地下室顶板及后浇带防水处理在高层建筑地下室工程施工中,地下室防水及后浇带施工是两个比较关键的工序。地下室防水施工过程中,往往重视底板、外墙的防水而忽视了顶板防水及后浇带的施工。

1地下室顶板防水

这里所说的地下室顶板系指其上无建筑物的那部分顶板,它往往为回填土、室外广场砖或花坛所隐蔽,既要承受车辆、行人等荷载,又要经历风霜雪雨,因而其防水尤为重要。

地下室顶板一般由与底板、外墙同强度等级及抗渗等级的防水混凝土浇筑。对混凝土自防水能力进行检测的一个重要手段是进行蓄水试验,而设计施工中往往未对地下室顶板的自防水检验引起足够重视。尤其值得注意的是有些地下室顶板设有反梁,遇雨水则形成顶板“水池”,为确保地下室无渗漏,应对这部分顶板进行更细致的防水处理。

1.1试水检验

应参照地下室外墙对地下室顶板进行试水检验,特别是对设有反梁的顶板更不能疏忽,及时对渗漏部位进行补强、补漏处理。蓄水试验可以根据施工需要分段分片进行,但要保证该部分顶板全部进行检验。

1.2施工防水层

在对地下室顶板进行试水及补漏处理后,开始施工防水层。地下室顶板宜采用柔性材料作防水层,并采用水泥砂浆或细石混凝土设置良好的保护层。施工管理上,应使防水层施工、保护层设置及回填土等工序连续进行,以减少和避免对防水层、保护层的破坏。

1.3调坡

在进行地下室顶板找平时,应形成一定的坡度,使雨水不积存于顶板。遇地下室顶板设有反梁时,应事先预留泄水孔。

2地下室后浇带

地下室后浇带施工中,有后浇带防水及后浇带支模两个值得注意的问题。

2.1后浇带防水

许多工程中的后浇带,设计要求必须待结构封顶乃至更晚方可进行封闭,因而在后浇带封闭前,必须设置后浇带防水。中南地区通常采用的后浇带防水做法参见《中南地区通用建筑标准设计》(88ZJ311)。实际施工中,应依据不同工程作相应的调整。

2.1.1基础梁的防水处理

后浇带封闭前的防水应构成一个整体,因而后浇带处基础梁的防水处理需事先安排,不可遗漏。为方便施工,该部分基础梁侧模宜采用砖模,且应抹平后做防水。梁底则可参照底板后浇带防水进行处理。

2.1.2后浇带处混凝土垫层

为防止地下水产生突涌的措施较多,如果工程采用了降水方法,则对于后浇带处混凝土垫层施工应考虑到后浇带未封闭时,因地下室施工等因素使降水减少甚至停止,因而要对该处垫层进行加强。如采用加厚、提高混凝土强度等级及配筋等措施,以防止突涌。混凝土垫层的厚度、配筋量可依据后浇带宽度、地下水压力等计算确定。

2.1.3外墙后浇带防水

采用88ZJ311的外墙后浇带防水做法,由于施工中支模加固、混凝土浇捣等影响,极易造成护墙及防水层的破坏。我公司在某工程1层地下室外墙后浇带中采用了如图1所示的做法,取得了较好的效果。采用此做法时,注意后浇带两侧混凝土最好同步浇捣。图1地下室外墙后浇带防水处理图2地下室外墙与基础梁交接处后浇带防水处理若外墙面与其下板或梁外侧不平齐时,可设置预制梁进行封闭(见图2)。为保证后浇带封闭时混凝土在该处浇捣密实,预制梁应设置若干排气孔。

2.2后浇带支模

留置后浇带时,后浇带两侧模板支撑不仅要牢固紧密,还应易拆除或一次性使用不拆除。采用一次性单层钢板网,往往造成混凝土及混凝土浆流入后浇带,不易清理。施工中可采用以下做法:梁板底筋以下用防水水泥砂浆在支模处做成一道宽约5cm的阴拦坝,避免混凝土从底筋下涌入后浇带。对于较深、较厚、不易清理的梁板,则采用双层网作一次性模板,双层网中一层为钢板网,一层则为细网眼铁丝网,两层网片可事先绑扎固定在一起。双层网用定型钢筋支撑,定型钢筋与底筋、面筋焊接固定。有条件时,也可采用一次性模板,如快易收口网等。作者单位:谭先康,男,武汉建工(集团)有限公司,总工程师,高级工程师,汉口南京路135号金宝大厦15楼430014,电话:(027)82780107收稿日期:1999-01-05超高强混凝土的化学收缩及干缩研究*严吴南蒲心诚王冲万朝均白光何桂[摘要]针对超高强(≮100MPa)混凝土配制特点,选择影响收缩的主要因素,通过试验,考察超高强混凝土的化学收缩和干缩。结果表明:超高强混凝土的干缩并不比普通混凝土高,值得注意的是其中化学收缩所占份额比一般混凝土高出许多。还发现掺磨细矿渣可以降低超高强混凝土的收缩。

[关键词]混凝土超高强混凝土化学收缩干缩研究AstudyontheChemicalShrinkageandDryingShrinkage

ofSuperHighStrengthConcreteYanWunanPuXinchengWangChongWanChaojunBaiGuangHeGui[Abstract]Experimentshavebeendonetostudythechemicalshrinkageanddryingshrinkageofsuperhighstrengthconcreteonsomemainaffeetingfactorsinaccordancewithitsspecialcompoundingcharacteristics.Resultsshow:thedryingshrinkageofsuperhighstreugthconcreteisnothigherthancommonones.Somethingremarkableisthatthechemicalshrinkageofsuperhighstrengthconcreteismuchhigherthancommonones.Resultsalsoshow,grindinggranulatedblastfurnaceslagcanreducetheshrinkageofsuperhighstrengthconcrete.

[Keywords]Concrete;Superhighstrengthconcrete;Chemicalshrinkage;Dryingshicinkage;Study

收缩是混凝土一项重要的变形性质,对混凝土结构及性能造成不良影响。我们对强度100MPa以上混凝土的收缩进行了研究。影响混凝土收缩的因素很多,机理都很复杂,由于条件和水平所限,作者仅选择了几个重要因素,作了15组试验,其中8组试验是按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GBJ82—85)分别测定混凝土试件的化学收缩和干缩;另7组试验是将很稀的净浆流体装入长颈玻璃瓶中,置于恒温恒湿(20℃,相对湿度60%)条件下,按预定水化龄期测读玻璃瓶中的流体高度,获得体积缩减值,即水泥浆体的化学收缩。研究情况如下。

1水泥浆体的化学收缩

1.1不同水泥的化学收缩

将样品(水泥+水)装于长颈瓶中摇匀、赶气后迅速加盖并密封(防止水分蒸发)置于恒温恒湿室中,记录长颈瓶中的液面高度(视作原始体积),以后按不同水化龄期读取液面高度。计算各水化龄期的体积收缩值,以此表征该水泥的化学收缩。以100kg胶凝材料的体积收缩值(L)计,试验结果如表1所示。试验表明:①各种水泥的化学收缩随水化龄期增长而增长,但3d以前的化学收缩增长速率很快,以后逐渐减缓,14d以后明显减缓;②不同水泥其化学收缩值不同,以21d收缩值计,化学收缩大小依次为525号普硅水泥>625号硅酸盐水泥Ⅱ型>425号矿渣水泥;③矿渣水泥各龄期的化学收缩值均为最低。这在其后的混凝土试件干缩值测定中也得到证实,如表2所示。表1不同水泥的化学收缩水泥品种化学收缩(L/100kg)1d3d7d14d21d矿渣水泥Ⅱ型(P*S)425R1.602.333.224.304.60普硅水泥(P*O)525R2.534.295.225.926.57硅酸盐水泥Ⅱ型(P*Ⅱ)6252.393.814.575.075.411.2硅灰替代量与化学收缩

将样品(水泥+硅灰+水)装入长颈瓶中测定体积缩减,测试方法同上。试验结果如表3所示,试验表明,在水泥中掺与不掺硅灰以及硅灰掺量(≯15%)的变化,对化学收缩的影响并不明显,硅灰掺量5%、10%、15%的浆体化学收缩值仅在硅灰掺量为0的净水泥浆体化学收缩值附近小幅波动(见图1)。

2混凝土试件的化学收缩和干缩

2.1胶凝材料用量对混凝土收缩的影响

高胶结材料用量是超高强高性能混凝土的特点之一,也是影响混凝土收缩的主要因素,试验以3种胶凝材料用量(见表4)分别制作混凝土试件,按(GBJ82—85)规定测定混凝土的收缩结果如表4所示。这里要说明的是,测得之干缩表2磨细矿渣对混凝土干缩值的影响试验

编号胶结材

用量

(kg/m3)水

比硅灰

掺量

(%)矿渣

掺量

(%)28d

抗压强度

(MPa)各收缩龄期(d)的干缩值(10-6)1d3d7d14d28d45d60d90d180dC6500.20100112143197263328347370373431F6500.2010301202397154191251263258309335表4胶凝材料用量与收缩试验

编号胶结材

用量

(kg/m3)水

比硅灰

掺量

(%)28d

抗压强度

(MPa)各收缩龄期的收缩值(×10-6)1d3d7d14d28d45d56d90d120d150d180dA5500.2010121B6000.2010119C6500.2010112注:从搅拌混凝土加水算起3d时,从标养室移至收缩室,测试件初始长度,收缩龄期1d

即加水后的第4天,以此类推;横线上方数字为化学收缩值,横线下方数字为干缩值。表5水胶比与收缩试验

编号水

比胶结材

用量

(kg/m3)硅灰

掺量

(%)28d

抗压强度

(MPa)各龄期的收缩(×10-6)1d3d7d14d28d45d60d90d120d150d180dB0.2060010119D0.2560010105E0.306001092注:横线上方数字为化学收缩值,横线下方数字为干缩值。表3硅灰替代量与化学收缩胶结材(%)化学收缩值(L/100kg)P.Ⅱ625硅灰1d3d7d14d21d10002.383.824.555.095.439552.323.574.545.145.5490102.253.484.455.305.7585152.153.504.315.005.28值,实质上是干缩、化学收缩、碳化收缩之总和。试验表明:①胶凝材料用量对化学收缩的影响,在收缩龄期28d以后才显示出来,即胶凝材料用量增大,混凝土化学收缩值增大(见表4、图2);②胶凝材料用量对混凝土干缩的影响很有规律,即胶凝材料用量增大,干缩值增大(见图2),1~180d各干缩龄期的干缩值均符合这一规律(见表4)。图1硅灰替代量与化学收缩图2胶凝材料用量与收缩(180d)2.2水胶比对混凝土收缩的影响

水胶比也是影响混凝土收缩的重要因素,用3个水胶比的混凝土测得的试验结果如表5所示。试验表明:①随着水胶比的增大,混凝土化学收缩值增大(见图3),同胶凝材料用量对化学收缩的影响一样,这种规律在收缩测量进行到28d以后才显示出来;②水胶比增大,混凝土干缩值增大(见图3),这种影响规律从测量收缩的第1天起至第180天都是如此。图3水胶比与收缩(180d)2.3混凝土的收缩随时间的发展

强度100MPa以上的有试验编号为A、B、C、D、F5组(强度105~121MPa),其中干缩最大的为D号(见表5、图4);干缩最小的为F号(见表2、图4)。这两组混凝土干缩随时间发展曲线如图4所示。A、B、C各组干缩曲线在D、F两曲线之间(曲线略),数值如表4所示。图4干缩随时间的发展2.4超高强混凝土与普强混凝土比较

(1)从试验情况看,超高强混凝土的干缩并不比普强混凝土大,保守的说,180d干缩值不超过500×10-6,一般混凝土的干缩值为200×10-6~1000×10-6;

(2)超高强混凝土的化学收缩比普强混凝土大,以180d收缩看,化学收缩为干缩的55%~65%,而一般混凝土这个比值约为10%~20%;

(3)超高强混凝土从28d收缩增长速率开始减缓。据资料介绍,一般混凝土从90d开始,收缩增长速率才减缓。

3结束语

超高强混凝土存在使收缩加大的因素。但高强度本身就是减小收缩非常有利的因素,对超高强混凝土的干缩而言,有利与不利因素同时存在,试验证明有利因素占主导地位。混凝土的干缩值均包含了化学收缩在内,若扣除干缩值中的化学收缩值,则高强混凝土真正意义上的干缩值是很小的。值得注意的是,干缩可以用保湿养护来防止或减少,而化学收缩则恐怕只有用补偿收缩的方法加以抵消。

(吕慧君、党军亮、梁天宇同学参加了试验)*本研究为国家自然科学基金重点项目,由国家自然科学基金委员会和建设部联合资助。

作者单位:严吴南,女,重庆建筑大学材料系,教授,重庆沙坪坝400045,电话:(023)65120266收稿日期:1998-12-31邯郸大世界商城基础底板大体积混凝土施工技术任乐民[摘要]结合大世界商城底板大体积混凝土的施工实例,针对基础结构的设计特点和当地冬季施工的气候条件,介绍了补偿性混凝土配合比设计、大体积混凝土浇筑工艺、基础混凝土加强带和后浇带施工工艺、底板混凝土温度控制和自动化监测等多项综合性技术。

[关键词]大体积混凝土基础底板温度控制施工方法商业建筑ConstructionTechnologyforMassConcreteofFoundationBase

PlateofHandanBigWorldDepartmentStoreBuildingRenLemin[Abstract]ThisarticleincorporateswiththepracticeforconstructionofmassconcretefoundationstructureofHanDanBigWorlddepartmentstore,accordingtothefeaturesinfoundationstructuredesignandtheconditionsofwinterconstructioninthisregion,introducesmicro-expansionconcretemixproportiondesign,pouringtechnologyformassconcretestructure,thesolutionofthestrengthenjoint-stripandpost-pouringjointstripinconcretefoundationwork,andtemperaturecontrolformassconcrete.

[Keywords]Massconcrete;Foundationbaseplate;Temperaturecontrol;Constructionmethod;Commericalbuilding

邯郸大世界商城位于邯郸市中华大街与人民路交叉口东北角,地上主体8层,局部10层,地下1层,柱下筏板式基础,主体混凝土框架-剪力墙结构,总建筑面积5.3万m2。

基础底板混凝土设计强度等级为C30,抗渗标号等级为S8,总体厚度1m,局部建筑外延部分底板厚度为0.5m,底板平面尺寸大致为99.0m×96.0m,总体积约7400m3,按大体积施工工艺组织施工。

原设计将底板平面0.5m厚部分与1m厚整体之间设置成2条1m宽沉降后浇带,同时,在底板平面中部沿南北方向和东西方向设置成十字形交叉的伸缩后浇带,经施工、设计和监理单位三方论证,将南北向伸缩后浇带取消,改成相应增加多条能够同底板混凝土连续施工的加强带(见图1),底板混凝土掺加KEA-Ⅱ复合型外加剂,按补偿性混凝土浇筑。

底板混凝土施工期间为1998年1月,月平均气温-4℃左右,日最低气温达-11℃,相应采取了冬季施工措施。图1底板后浇带与加强带平面1底板混凝土施工时的技术关键

(1)基于底板混凝土防水抗渗的设计要求,掺加KEA-Ⅱ复合型外加剂,配制微膨胀补偿性混凝土,改善混凝土自身的各项性能,控制其内部约束应力产生的收缩裂缝。

(2)实行混凝土分层连续浇筑,按缓凝时间控制每层混凝土覆盖周期,确保混凝土层间不出现冷缝。

(3)采用蓄热法保温养护和微机控温技术,控制浇筑后混凝土表面和内部温度差不超过25℃,降温速率低于2℃/d,避免混凝土强度增长期间出现温度收缩裂缝。

(4)控制混凝土拌合物的出机温度和入模温度,加强覆盖保温措施,保证其正温下,混凝土强度增长值不低于混凝土设计强度标准的30%。

2C30、S8混凝土配合比设计

2.1材料选用

①水泥采用425号普通硅酸盐水泥;②考虑混凝土可泵性,采用碎石粒径为1~3cm,含泥量小于1%;③选用细砂(受地方条件限制),含泥量小于2%;④掺加KEA-Ⅱ复合型外加剂,具有微膨胀、泵送、缓凝、抗渗和防冻多重功能,内掺12%,初凝时间可控制在8.5h。

2.2施工配合比(见表1)表1混凝土施工配合比混凝土强度等级水泥(425号)KEA-Ⅱ细砂1~3cm碎石W/C底板C300.880.121.622.770.42后浇带C350.8650.1351.332.270.38注:坍落度为14~16cm,初凝时间大于8h,抗渗等级为S8。3大体积混凝土浇筑方法

(1)基础底板采用分条、分段、斜面分层、连续推进、自然流淌、一次到顶的混凝土浇筑方案。

(2)在基坑南北两侧分设2个搅拌站和泵组。在1m厚底板平面内布置了4台混凝土输送泵和管道,每台混凝土泵配置了1台500mL混凝土搅拌机,按混凝土搅拌站自动计量装置准确配料,北侧泵组按由西向东浇筑混凝土,南侧泵组由东向西浇筑混凝土,中间以后浇带分割,部分0.5m3厚底板混凝土由沉降带分隔,则分段组织混凝土连续浇筑。

(3)混凝土条浇筑宽度20m,按斜面1∶6坡度,其流淌距离为6m左右,分层浇筑厚度控制在50cm,按4h覆盖1层,则每小时4条混凝土的输送量不小于60m3。因混凝土的初凝时间大于8h,保证了每层混凝土按期覆盖浇筑。

(4)根据混凝土泵送时的自然坡度情况,在每条浇筑条前后布设2道振捣器。随着混凝土向前推进浇筑,振捣器相应跟进。

(5)混凝土浇筑约3~4h后,初步按标高用长括尺括平,在初凝前用铁滚桶纵横碾压数遍,待混凝土收水沉实后,用木抹子搓平混凝土表面,封闭其收水裂缝,然后间隔覆盖2层塑料布、2层草袋保温、保湿。

4底板混凝土加强带和后浇带施工

(1)加强带通常设置在两相邻柱轴间的中央部位,净宽1.5m,并在其两侧各外延1m,形成过渡区。浇筑加强带混凝土为C35,内掺13.5%KEA-Ⅱ复合型外加剂。

(2)加强带位置增设水平方向温度配筋9mm、长5.5m,在两侧搭接长度1m,温度筋为原配筋率的10%。

(3)浇筑底板C30混凝土至加强带过渡区时,改用C35配合比浇筑带内混凝土,至过渡区,再改用C30配合比继续浇筑混凝土。

(4)在加强带过渡区加设钢丝网隔离,并加强该部位的振捣,使两种配合比混凝土混合均匀,形成过渡性中等膨胀混凝土带。

(5)伸缩后浇带在底板浇筑40d后施工,沉降后浇带在主体完工后浇筑。浇筑前先清除带内杂物,用压力水清洗,然后以C35、S8(内掺13.5%KEA-Ⅱ复合型膨胀剂)混凝土浇筑,坍落度为14~16cm,终凝后加强保温、保湿养护14d。

5底板混凝土温度控制

(1)由实际C30混凝土配比得:425号水泥用量407kg,KEA-Ⅱ复合型外加剂55.5kg,另测得混凝土浇筑温度10℃,按公式求混凝土3d龄期内部最高温升Tmax=T0+Q1/10+Q2/10=10+407/10+55.5/10=56.3℃。为控制混凝土内外温差低于25℃,经计算决定采用2层塑料布间隔2层草袋,形成多层空气腔,进行保温、保湿养护。

(2)按平均温度-4℃和复合保温层测算,混凝土底板在-4℃下持续降温11d,表面温度接近0℃,冷却期内平均温度(混凝土表面)22.4℃,使混凝土强度达到80%以上。

(3)温度监测①采用混凝土温度测定仪和微机进行底板混凝土温控过程的24h连续监测;②采用电流型的进口精密集成温度传感器作温感元件,传感器经筛选并作老化处理后用金属管套封保护,隔氧密封,正式布设后对已作密封的传感器再次标定;③测温点选择西北角底板平面内1/4区域布置,凹凸折角和混凝土底板侧面及底板中心各部位,分别代表性地布设测温点,共计55个测点,分上中下3层或5层设置;④实际保温监测期为24d,监测期内,混凝土浇筑后最初3d左右,内部温升均达到最高点,实测最高温度46.5℃,低于计算值。

复合保温层覆盖之后,混凝土上下表面和混凝土中部温度变化较为平缓,降温速率为1.5~1.8℃/d,温差15℃左右,保温效果良好。

监测后期,随着大气温度的回升,混凝土内外温差接近(约5~6℃),降温曲线趋于平缓(见图2)。最后,仅留下1层塑料布保湿,混凝土温度监控期即告结束。图2J点位温度监测曲线6结语

(1)大世界商城底板混凝土浇筑完毕至今已近10个月。经过邯郸市质检站核验,76组抗压试块和6组抗渗试块混凝土的强度等级和抗渗等级等指标均符合设计要求;混凝土表面光洁平整,除局部少许干缩裂缝外,未出现其它裂缝,且经过一个雨季的检验,混凝土底板未出现任何渗漏。该分项连同基础工程被核定为优良等级。

(2)采取混凝土加强带取代南北向伸缩后浇带方案,可避免人为造成带内混凝土接茬冷缝,有利于保证混凝土质量。同时,可免去清理后浇带、补浇混凝土的工序,节省工期,且综合费用没有明显的增加。

(3)在大气平均温度-4℃下组织大体积混凝土底板施工,混凝土入模温度不高(10℃左右),且分层浇筑,能够降低底板混凝土内部早期的最大温升,为控制混凝土的内外温差低于25℃创造了有利条件。

(4)采取微机进行混凝土内部温度自动监测,可便于随时掌握混凝土底板内外温差和降温速率,预测其温度的变化趋势,适时增减混凝土表面覆盖层的厚度,体现了混凝土信息化温控的重要作用。作者单位:任乐民,男,中煤建筑安装工程公司工程技术处,副处长,高级工程师,河北省邯郸市丛台东路56号056002,电话:(0310)3010919—2108收稿日期:1998-12-28南京商茂广场大体积混凝土裂缝控制技术措施黄昌前孟庆亮TechnicalMeasurestoControlCrackinginMass

ConcreteofshangmaoPlaza

BuildinginNanjingHuangChangqianMengQingliang南京商茂广场主楼底板厚3.2m、2.8m,浇筑面积2400m2,C45、S12混凝土,一次浇筑量7800m3。施工时间在8月底。底板三面为已浇筑完毕的裙楼底板(800mm厚),另一面为地铁通风层墙体,业已浇筑完毕。主楼底板混凝土与四周不设后浇带,一次性浇筑完毕。为此,混凝土裂缝控制难度大,根据裂缝成因分析,我们采取了多方面控制措施,确保了混凝土一次性浇筑成功,表面无任何裂缝出现。

1原材料选择

采用江南水泥厂生产的低热525号矿渣水泥,该水泥强度稳定且富余系数大;粗骨料选用含泥量1%以下的青龙山洁净碎石,粒径5~31.5mm;细骨料选用安庆产中砂,细度模数2.4。

2配合比设计及外加剂选择

为减少水泥水化热,合理利用混凝土后期强度,采用C45混凝土,以60d龄期作为混凝土抗压取值。同时采取“双控”技术,在减少水泥用量,延缓水化热峰值方面,选择了江苏省建筑科学研究院研制的JM-Ⅲ缓凝微膨新型外加剂,该外加剂具有缓凝及补偿混凝土收缩的作用,效果显著;在保温保湿养护方面,大胆地采用了蓄水法进行水封养护及热电阻测温技术,取得了成功经验。混凝土配合比为水泥∶石子∶砂∶水∶外加剂=419∶1136∶606∶169∶36(单位kg/m3)。坍落度控制在160±20mm,初凝时间为10h。

3施工措施

(1)采取二次振捣工艺,确保混凝土内外密实。二次振捣时间宜控制在浇筑后的3~4h。

(2)严格混凝土表面处理工作,反复碾压,清除浮浆,初凝养护前,用重滚滚压,以闭合表面干缩裂缝。

(3)合理布设泵管,尽可能减少拆、装、移工作,以保证均衡布料。本工程采取长向为浇筑方向、短向为浇筑面。布设3台混凝土泵连续作业,确保了供应量不少于75m3/h的技术要求。历时110h完成作业,不留置任何施工缝。

(4)根据工程特点,采取蓄水养护,养护深度18cm(依据热交换原理,每1m3混凝土在规定时间内,内部中心温度降到表面温度时放出的热量与混凝土结构在此养护期间散失到大气中的热量相等的条件求得)。蓄水前采取草袋2层、薄膜1层临时养护,待混凝土终凝后,开始分层蓄水,同时砌筑挡墙分格,草袋向下周转。

(5)采用铜-康铜热电阻测温提供反馈信息,以便掌握温度变化规律。依据工程特点,共布置20组测温点(见图1)。布点原则以对称、转点为主。每点布置上、中、下各三处,底板内导线必须紧附固定筋,以防导线受冲刷流失。同时做好探头的憎水处理。混凝土浇筑后2h开始测温,以后每4h测一次,直至混凝土内部最高温度出现连续3次下降为止。根据测温,在混凝土养护后的10~12d开始陆续抽除养护水。图1测温点温度变化规律4几点体会

(1)规范规定大体积混凝土的内外温差宜控制在25℃以下,但一般工程不易做到,我们通过监测发现,内外温差曾高达38℃(主要由于蓄水深度不够造成),但通过采用蓄水养护及合理掺用补偿收缩外加剂,混凝土并没有出现任何温度裂缝。由此,我们建议大体积混凝土工程不应该单方面严格要求温差限值,而更应该注重充分保湿及补偿收缩两方面。

(2)混凝土表面处理工作极为重要,采用重滚轧压,可以很好地避免干缩裂缝。

(3)蓄水养护方式,从水封保湿及保温方面考虑,效果较为明显,特别适宜于插筋多而密,气温较高(一般应在20℃以上),易接收太阳辐射及避风的底板工程。

(4)采用科学的测温手段是非常值得及必要的,一方面可以及时反馈信息,做到心中有数;另一方面对掌握大体积混凝土温度变化规律也提供了宝贵经验。

5经济效益分析

本工程采用蓄水法保湿保温养护,与常规的草袋养护比较,具有较为明显的经济效益。若采用草袋养护,需用草袋2.4万只(两层覆盖)及相应的两层薄膜。而蓄水养护仅用草袋5000只,用砖3000块。相比较节约资金约2万元。作者单位:黄昌前,男,中国建筑二局二公司,项目经理,工程师,洛阳邙路471001,电话:(0379)3937611收稿日期:1998-11-17格林塔尔墙体外保温技术杜文英[摘要]介绍格林塔尔防水保温砂浆的材料组成、性能、施工方法及工程应用。

[关键词]防水保温砂浆建筑节能外保温施工方法应用GreentowerWallExternalHeatInsulationTechnology

DuWenying[Abstract]Thisarticledescribesthecomposition,theproperties,theconstructionmethodsandapplicationsofGreentowerwaterproofheatinsulationmortar.

[Keywords]Waterproofheatinsulationmortar;Buildingenergysaving;Externalinsulation;Constructionmethod;Application

格林塔尔防水保温砂浆是韩国的专利产品,原名称橡胶粉沫及M.T灰泥。1996年在韩国注册商标为格林塔尔防水保温砂浆。它是集保温隔热、防水、防裂和附着力强等为一体的新型建筑材料,在韩国被应用在建筑墙体的内、外保温、地铁的顶棚、停车场的屋面、过街桥踏步的防水层、墙体开裂的嵌缝材料等等。1997年4月建设部组团去韩国考察该材料,回国后结合国情做了大量的试验研究工作,对格林塔尔防水保温砂浆的配方进行了改进,使其提高了保温性能,施工更加完善。它按使用功能和材料的性能分为两种:①保温型,材料的干密度r≤256kg/m3,导热系数λ≤0.059W/(m.K),可作为墙体的内保温材料;②防水型,干密度γ≤1500kg/m3,导热系数λ≤0.42W/(m.K),强度达9.3MPa,吸水率≤3%,抗冻性好,在-40℃~+20℃循环15次,其抗压强度为8.2MPa,强度损失11.6%,无破损,可作为外保温的面层防水材料。

同时,防水型砂浆可作粘结剂,它与瓷砖粘结强度为0.69MPa,与水泥粘结强度为0.45MPa,与红砖粘结强度为0.40MPa,与聚苯粘结强度为0.14MPa。

外保温砂浆抗冲击性能合格。用500g钢球冲击,落差1.02m(5J),表面未出现裂缝现象。墙体外保温做法如图1所示。

图1墙体外保温做法1原材料的组成

格林塔尔防水保温砂浆主要由旧轮胎粉、废玻璃砂、珍珠岩、水泥和M.T添加剂组成。因此,造价低、利用废料保护环境,节约能源,是具有发展前途的建筑节能材料。

2外保温施工技术

2.1材料及工具

(1)以聚苯乙烯泡沫塑料板(防火型)为保温材料,其性能为:密度18~20kg/m3,导热系数≤0.04W/(m*K),吸水率≤4%,厚度偏差±1mm。

用防水型的格林塔尔防水保温砂浆作面层和粘接剂,厚度5mm,用彩砂涂料作饰面厚度3mm。

(2)工具电热丝切割器、壁纸刀、扫帚、钢丝刷、墨斗、开刀、棕刷、粗砂纸、电动搅拌器、抹子、压子、阴阳角抿子、托线板、2m靠尺等。

2.2施工条件

外墙和外门窗口施工及验收完毕,基面平整、施工地点的环境温度及基底温度不低于5℃,风力不大于5级,方可施工,但雨天不能施工。

2.3施工工艺

2.3.1施工程序

材料与工具准备、基面准备→弹线→安装首层托架、基面清理、配粘接剂→粘贴聚苯板、配面层防水型格林塔尔砂浆→抹面层砂浆→养护→抹或喷彩砂涂料→检验验收。

2.3.2施工要点

(1)对新建工程的结构墙体基面必须清理干净,并检验墙面平整度和垂直度。用2m靠尺检查,最大偏差不得大于5mm,超差部分应剔凿,凹处应用格林塔尔防水砂浆修补平整。

对旧房节能改造,应彻底清理不利于粘贴聚苯板的原外墙面层,用水泥砂浆修补缺陷,加固找平。

(2)若首层外保温墙面粘贴面砖,宜在散水上侧安装角钢托架。

(3)安装聚苯板。用电热丝切割器把聚苯板切割成100mm×50mm的标准板,对角线误差±2mm。非标准板按实际需要的尺寸加工,允许偏差为±2mm,大小面垂直。

用防水型格林塔尔砂浆把聚苯板粘贴到墙面上,粘贴的方式如图2、3、4所示。

注:在100mm×50mm聚苯板上均匀分布8~10个斑点,点厚10mm,厚度一致,边距2cm左右。

图2斑点型

注:沿板材外围距边2cm涂1条,厚度一致,中央涂2条,均匀分布。

图3条带型

注:在整板表面用6~10mm长齿刷刷粘接剂。板边留出1~2cm宽不刷粘接剂。

图4锯齿型首层的聚苯板宜采用锯齿型的方式满粘于外墙,其它楼层的聚苯板可采用点贴或条带型粘贴的方式。

图2、3所示的两种粘贴方式可用于不平整的基质,可补偿大约1cm的高差。

抹完粘接剂后,立即将板立起就位粘贴,粘贴时应轻揉,均匀挤压,并随时用托线板检查垂直平整。板与板挤紧,碰头缝处不抹粘接剂。粘贴聚苯板应做到上下错缝,每贴完一块板,应及时清除挤出的粘接剂,板间不留间隙,如出现间隙,应用相应宽度聚苯板填塞。阳角处相邻的两墙面所粘聚苯板应交错连接(见图5)。

图5阳角处聚苯板粘贴

聚苯板接缝不平处应用粗砂纸磨平,粗砂纸宜衬有平整板材。打磨动作宜为轻揉的圆周运动。磨平后应用刷子将碎屑清理干净。

2.4抹防水型格林塔尔砂浆层

把贴好的聚苯板表面均匀涂抹一道防水型格林塔尔砂浆,每层抹3mm厚左右,首层抹两遍,总厚度为6mm,用木棒子搓平,2层楼以上,抹3mm。

另外,门窗口贴好聚苯板后应在窗口四角用粘接剂把网格布贴好,避免开裂(见图6)。

图6窗口四角粘贴网格布2.5养护

待面层终凝后,喷水养护1d,不要使墙面发干。2.6喷或抹彩砂涂料

待面层养护好后喷或抹彩砂涂料,首层喷或抹厚3mm,2层以上厚2mm。

2.7膨胀缝的做法

在膨胀缝处填塞发泡聚乙烯圆棒,直径应为膨胀缝宽的1.3倍左右,分两次勾填嵌缝膏。深度为缝宽的50%~70%。

3检验和验收

(1)每块聚苯板与墙面的总粘接面积,首层不得小于60%,其它层不得小于40%。

检查数量按楼层每20m长抽查一处,但每层不少于3处,每处检查不少于2块。检验应在粘接剂凝结前进行。

(2)防水型格林塔尔砂浆面层总厚度不小于3mm,首层不大于6mm。检验应在砂浆凝结前进行。

(3)验收的允许偏差如表1所示。表1允许偏差项目允许偏差

(mm)检查方法表面平整2用2m靠尺和楔形尺垂直度每层5用2m托线板检查全高H/1000且不大于20用经纬仪或吊线及尺量阴阳角垂直4用2m托线板检查阴、阳角方正4用200mm方尺和楔形塞尺接缝高差1.5用直尺和楔形塞尺注:H为墙全高。4试点工程

(1)1997年5月在北京房山闫村镇紫金河构件厂办公楼,在190mm厚的混凝土空心砌块上外贴5cm厚的聚苯板,用条带型的方式,把防水型格林塔尔砂浆涂抹在聚苯板上,并粘贴在砌块墙体上,然后在聚苯板的外表面涂抹3mm厚的防水型格林塔尔砂浆,待面层养护1d后,再涂抹3mm厚的彩砂涂料,经过两个冬、夏季的考验,表面未产生开裂现象。

(2)北京住总集团的住宅小区西坝河南里10号楼是80年代中期建成的6层壁板住宅楼,外墙保温差,两面山墙冬季内表面结露淌水,室温只有12℃左右。为节能改造,1997年9月在山墙外侧贴5cm厚的聚苯板,外抹5mm厚的防水型格林塔尔砂浆,并在表面涂抹浅黄色的彩砂涂料厚3mm,经1.5年的实际考验,冬季室温达到16℃以上,外墙面未产生开裂现象。

5经济分析

(1)原材料以废轮胎粉为主,有利环境保护,造价低,另外,施工中不加网格布,少一道工序,施工方便,速度快。

(2)建厂投资少,以年产30万袋(20kg/袋)的规模,只需300万元人民币,厂房面积1000m2,设备少,只要有搅拌机、烘干机、自动包装机。

(3)按这种外保温做法,5cm厚聚苯板、涂抹6mm厚的防水型格林塔尔砂浆,涂抹3mm厚的彩砂涂料,造价85元/m2,比其它国内外保温做法减少10~20元/m2。具有很好的社会和经济效益。作者单位:杜文英,女,中国建筑科学研究院建筑物理研究所,教授级高级工程师,北京车公庄大街19号100044,电话(010)68393675收稿日期:1999-05-17外墙外保温技术在北方节能住宅中的应用

金喜民王云鹤[摘要]介绍牡丹江铁路分局节能住宅楼外墙采用在240mm厚粘土砖墙面上粘贴50mm厚聚苯板、再粘1.5mm丝网面层、最后刷涂层的外保温围护结构形式的施工方法、构造特点、经济指标及节能效果。

[关键词]居住建筑建筑节能围护结构外墙外保温施工方法ApplicationofExternalInsulationTechnologyofExteriorWallforEnergySavingResidentialBuildingintheNorthofChina

JinXiminWangYunhe[Abstract]Thispaperdescribesthatpolystyreneboardsareadheredonto240mmclaybrickwalls,then1\^5mmmeshesareadheredagain,andfinallycoatingaremadefortheexternalinsulationofexternalwallsofenergysavingresidentialbuildingsinMudanjiangRailwaySub\|bureau.Theconstructionmethod,structurecharacteristics,economicaltargetsandenergysavingeffectsarealsodiscussedhere.

[Keywords]Residentialbuilding;Buildingenergysaving;Enclosingstructure;Externalinsulationofexteriorwalls;Constructionmethod

牡丹江铁路分局日照街44号节能住宅楼建筑面积10180m2,室内设计温度18℃,该住宅楼由区域锅炉房供热。牡丹江地区采暖期178d,采暖期室外设计温度-24℃。该住宅节能率按50%进行设计,围护结构的保温采用外墙外保温施工技术。

1材料要求

(1)保温板采用EPS板(聚苯板),每块面积为1m×0.75m,密度18~20kg/m3,且板面应平整、厚度均匀、四角方正、无翘曲变形。

(2)丝网分加强网与标准网,是用玻璃纤维制成的专用丝网。

(3)粘结胶采用专用胶与425号普通硅酸盐水泥按1∶1的比例加适量水,经两次搅拌而成。

2基层要求

基层为砖墙面上抹1∶3及1∶2.5水泥砂浆厚20±5mm。基层要求平整,用铝合金多功能检测仪(或2m靠尺)检查,其表面平整度允许偏差不大于5mm。

3施工工艺

3.1粘板

(1)保温板应在对基层检查合格后粘贴。粘贴前应按板的尺寸挂好水平线及垂直线,然后由下向上,跟线错缝粘贴。

(2)为防止底层保温板下坠,设计时一般将370mm砖基础外挑60mm,或将底层保温板固定,以支撑上面的保温板。同时粘贴底层保温板时应将宽度为25cm的标准网先与基层粘贴,其粘贴宽度为10cm,并对底层保温板进行反包(见图1)。

图1底层保温板安装(3)在粘贴保温板前应用抹刀在保温板周边上涂宽5cm、厚1cm的胶带,同时在板面上均布8块直径约10cm、厚1cm的胶块(见图2)。

图2保温板面涂胶(4)板面涂胶后应立即与基层粘贴就位,并用双手均匀用力按实,且应边粘板、边用2m靠尺找平。所有保温板应靠紧,贴合严密,使其间隙尽可能地小。如果由于某种原因造成板间缝隙很大,则应用长条板填入。为了保证保温板紧密贴合,也可有意将缝隙留大些,以利于填板。应注意在保温板对接边上不能存胶。

3.2打磨

保温板粘贴完24h后,即用铝合金多功能检测尺(或2m靠尺)对其进行检查,不平处应用砂纸(或锉刀)磨平。打磨的动作最好是轻柔的圆周运动,整个墙面均应打磨一遍,打磨后应用刷子或压缩空气将打磨所产生的细小碎屑清理干净。注意不要沿着板接缝平行的方向进行打磨。

3.3粘网

保温板粘贴完成经检查合格后,即可进行粘网。首先将专用胶均匀地刮抹在底部2m高范围内的保温板上,厚为1mm,胶层应均匀,不得漏抹。然后将加强网拉平,由底部向上粘贴在保温板上,网的接搓处应搭接5~10cm,同时用抹子轻压加强网,使其密贴于保温板上。待胶干燥后,再在网上抹第2遍胶,要求胶厚在1mm以内,外观均匀平整,无抹痕,无网裸露。加强网粘贴后,即由上而下粘贴标准网(见图1)。

3.4面层施工

粘网完成并养护24h以后,如确认其胶层已干燥变硬,即可进行面层涂料的施工。面层涂料的颜色可预先选定。

面层施工前应对基底涂层进行检查,对明显的抹痕、露网、边角粗糙及不规则附着物进行处理后再施工。施工缝应设在装饰线或分格线处,应尽量减少接槎,且必须使已涂面层保持一个湿的边沿以便接涂。一面独立的墙体应一次施工完毕。面层施工不得被阳光直射,更不得被雨淋,以防变色或脱落,施工时应做好防护措施。

3.5几个特殊部位的处理

(1)窗口为避免窗口四周产生热桥,应将保温板卷入,并用加强网进行反包。另外,对于窗口上、下边,为了避免雨水侵入且排水顺畅,应用挫刀挫成顺水坡,如图3所示。

图3窗口处理(2)阴阳角阴阳角处保温板应垂直交错粘贴,并保证角的顶线笔直,角的两边垂直,同时应加贴加强网(见图4)。

图4阴阳角处理(3)变形缝处理变形缝内应夹保温板,保温板宽不小于1m上下,通长设置。缝两边分别粘贴保温板,且用粘贴加强网反包,保温板间隙同缝宽。

4技术经济效果

(1)该工程外墙体采用外贴聚苯板保温技术的决算价格为147.74元/m2外墙面积,如采用墙体内侧挂聚苯板保温(外墙干粘石、内墙挂网聚苯板保温)则其工程预算价格(按黑龙江省定额单价)为87.47元/m2外墙面积。该住宅楼外墙面积4175mm2,建筑面积10180m2,可得该工程外贴聚苯板与内挂聚苯板的工程差价为(147.74-87.47)×4175=25.16万元。

(2)由于将外墙内挂聚苯板改为外贴聚苯板保温,增加了住宅的使用面积119m2,增加建筑面积175m2。节约工程费用12.95万元。

(3)采用墙体外保温施工技术的节能住宅,基本上消除了热桥节点,其节能率比采用外墙内挂聚苯板保温的住宅高15%左右。牡丹江地区每m2建筑面积的采暖费为24元,该住宅楼每年节约采暖费用:10180×24×15%=3.66万元(该工程增加的投资回收期为3.34年)。作者单位:金喜民,牡丹江铁路分局房地建设分处,工程师,牡丹江市日照街101号157000,电话:(0453)6744355收稿日期:1999-05-11长期停建的钢筋混凝土工程的腐蚀与维护邹代灵[摘要]介绍长期停建的深圳某钢筋混凝土工程钢筋、型钢柱、混凝土等的腐蚀状况、修补防护方法和结构加强措施。

[关键词]钢筋混凝土腐蚀表面处理维护加强措施CorrosionofReinforcedConcreteStructuresinLong-term

SuspensionofTheirConstructionandRelevantMaintenance

ZouDailing[Abstract]Thisarticledescribesthestateofcorrosionofthesteelbars,sectionsteelcolumnsandconcreteoftheRCstructureofabuildingprojectinShenzhenduringthelong-termsuspensionofitsconstruction,therelevantremedial,preventiveandmaintainingmethodsandthemeasurestostrengthenthestructure.

[Keywords]Reinforcedconcrete;Corrosion;Surfacetreatment;Maintenance;Measuresforstrengthening

近年来因各种原因停建、缓建的工程项目增多,其中以钢筋混凝土框架、剪力墙结构的大型工程居多。主体结构为以后续建必须留置剪力墙、柱等结构的钢筋,对裸露的钢筋,若不及时采取有效的防护措施或防护方法不当,将造成钢筋严重锈蚀,甚至削弱钢筋的断面面积。如果续建时又无有效方法去锈补强,必将影响整个工程结构承载能力,造成工程质量事故,或由于除锈工作量大,造成人力、物力的大量浪费,延误工期。本文叙述深圳某停建钢筋混凝土工程的腐蚀情况和具体维护做法,并就此作一些探讨。

1腐蚀状况

深圳某钢筋混凝土框架剪力墙结构工程施工至3层板面结构混凝土时停工,已长达4年之多,且甲方因资金等多种原因近1、2年内工程仍无法复工。目前3层板面上原预留的墙柱钢筋、型钢柱以及场外露天堆放的原已加工好待安装的型钢柱均出现了不同程度的锈蚀。停工时涂刷在其表面的一薄层水泥浆已全部脱落,致使表面逐步锈蚀。其中,型钢柱表面出现零星红褐色锈斑,锈蚀相对较轻;而预留的钢筋表面锈蚀则较严重,出现了外皮锈层成块脱落等现象,特别是靠近3层结构混凝土板面钢筋根部还出现了麻坑,已严重削弱了钢筋截面面积。

2原因分析

原停建时对预留的墙柱钢筋、型钢柱表面涂刷的水泥浆均已脱落,究其原因,主要是涂层厚度太薄,施工质量不好,在长期反复的日晒雨淋侵蚀下,水泥浆保护面层出现空鼓、裂缝,从而使其抗碳化能力明显降低,对钢筋的保护作用失效。因此,钢筋长期在大气中,不断遭受环境大气的湿度、有害气体如CO2、SO2、O2等腐蚀因子的侵蚀以及长年季节交替变化的冻胀作用,原钢筋表面的钝化层遭受破坏,锈蚀从表面向内发展,进而出现坑蚀。特别在结构混凝土楼面上,由于雨水不能及时排走,经常存积水而干湿交替,产生原电池作用,形成电化学腐蚀,因此靠近楼面的钢筋根部锈蚀更严重。对于型钢柱,由于表面平整,因此其锈蚀程度比钢筋要低得多。

3表面处理

表面处理包括表面除锈和控制钢材表面粗糙度。常用的除锈可以采用手工工具处理、机械工具处理、喷砂处理、化学剂处理等。根据本工程特点,并从经济、实用和施工方便上考虑,予以分别对待:对于墙柱预留钢筋、型钢柱,采用手工除锈,质量要求达到St2级;对于场外露天堆放的型钢柱,由于本身表面锈蚀程度较轻,且交叉叠放,数量较大,若现场进行表面处理,不仅需租借吊车进行翻转,而且场地有限,工作量相当大,势必得不偿失,故暂不给予除锈处理,待以后复工安装时再进行表面处理。

4防护措施

4.1预留墙柱钢筋、型钢柱基脚防护

预留的墙柱钢筋、型钢柱经表面除锈处理后,采用直接在经表面凿毛的混凝土上浇注1m高C10混凝土进行包裹保护。要求保护层厚度为30mm以上,混凝土顶做成四面向外大斜坡,以便雨水能及时流走,具体作法分别如图1、2所示。

图3柱钢筋补焊加强示意

图1柱脚防锈保护示意

图2剪力墙脚防锈保护示意4.2预留墙柱钢筋、型钢柱上部防护

新浇混凝土以上外露部分的钢筋、型钢柱在除锈后直接在表面涂刷水泥砂浆保护层作防护。其防护效果主要取决于该种水泥砂浆的配合比、厚度及其施工质量等,因此在施工时应严格加以控制管理,确保防护效果。

(1)水泥砂浆配合比:本次采用的水泥砂浆配合比为1∶2内掺水泥重量10%的U型膨胀剂,水灰比控制在0.4以内。水泥选用普通425号硅酸盐水泥,砂为细砂。本工程每10m2主要材料消耗量为:425号水泥100kg,细砂0.17m3,水0.04t,U型膨胀剂10kg。

(2)水泥砂浆涂抹厚度:涂抹厚度控制在5mm以上,涂抹砂浆应尽量做到平整密实,表面压光。

(3)水泥砂浆中应掺入10%的107胶液,并充分拌合,稠度以4~5cm为宜,以便与钢筋、型钢柱表面更好结合。

(4)涂抹的水泥砂浆必须具有良好的和易性和粘结强度。

(5)涂抹完毕应及时养护,减少水泥砂浆收缩量,一般需养护3d以上。

4.3场外露天堆放的型钢柱的防护

由于场外露天堆放的型钢柱量大场地小,不能全面进行水泥砂浆防护,因此仅将堆放场地四周降低并平整,外侧四周做成1m宽、坡度不小于2.0%水泥砂浆面散水,并与临时排水沟相接,以便雨水及时排走。若条件许可,搭设临时防护棚进行防护更好。另外在靠近地面处型钢柱面上每隔2.0m左右靠接1根镁条,采用阴极保护法减少型钢柱生锈,把腐蚀降到最低限度。

4.4结构混凝土防护

通常情况下,混凝土的抗碳化能力较强。但对于有特殊要求、处于特别部位如土及地下水等的混凝土结构工程,尤其是地下同地表交接处混凝土基础工程的腐蚀破坏,也应引起足够的重视,并根据现场情况需要,采取相应有效的措施进行防腐。混凝土结构外部防腐措施通常有涂层防腐、板块材贴面防腐、卷材贴面防腐及抹面防腐等。

4.5其他防护

对于未完工的地基、砖砌体勒脚、主体工程的变形缝、转角、地梁与墙柱节点、门窗洞口等处均应采取相应措施全面防护。

5钢筋锈蚀的修补与结构加强

当工程重新开工时,应先将原浇注的1m高C10混凝土修凿掉。对于靠近楼面原锈蚀较严重的基脚处钢筋,应经检测修补并予以结构加强。

5.1锈蚀检测

基脚钢筋经全面除锈后采用抽样直接观察法来测定锈蚀程度。具体做法为:利用游标卡尺量测钢筋的剩余直径、锈蚀深度、长度及锈蚀物的厚度,用软尺量测钢筋的剩余周长。量测钢筋的剩余直径和剩余周长前应将钢筋除锈,使钢筋露出金属的光泽。

5.2钢筋修补

(1)根据测定的钢筋锈蚀程度,计算钢筋有效面积的减少量,从而确定补强钢筋的相应面积。此时在确定补强钢筋时,钢筋应适量加粗10%~15%,预留出一定的强度储备。

(2)凿出原结构墙柱顶旧混凝土,深度超过受严重锈蚀需补强钢筋部位以下10d(d为原钢筋与增焊补强钢筋直径最大者),并对原钢筋表面进行彻底清除。

(3)用补强钢筋与原钢筋两端以10d分别搭接焊,如图3所示。

(4)对于个别整根钢筋需加强或替换的应予以通长加强或替换,需特别注意接头应符合有关规范要求。

5.3混凝土修补

(1)对于表面有油污的混凝土,应用丙酮清洗。

(2)对于表面有被钢筋锈水污染的混凝土,将其修凿干净,用与原结构混凝土成分相同的水泥砂浆(当被污染较浅时)或比原结构混凝土高一等级的细石混凝土(修凿较深时)抹压密实平整。

5.4结构自身加强

由于锈蚀表面钝化层被破坏的除锈钢筋在混凝土中抗腐蚀能力大大降低,因此在续建施工本层结构柱墙时应采取必要的预防加强措施,以提高结构自身的抗腐蚀能力。

(1)经设计院同意,该层柱截面尺寸、墙体厚度均增加20mm,以加大钢筋的保护层厚度10mm(净截面尺寸均不变)。

(2)在原钢筋除锈补焊加强后,新混凝土浇筑前,对基脚锈蚀较严重的钢筋表面涂刷一层亚硝酸盐溶液,并在新浇的混凝土中掺加水泥重量1%的亚硝酸钠钢筋阻锈剂,延缓钢筋锈蚀,提高混凝土的密实性和强度。

(3)浇筑混凝土前,用压力水冲洗旧混凝土表面,使旧混凝土水分充分饱和(约需湿润12h左右),但不得积水。

(4)为提高该层墙柱混凝土的密实度,每m3混凝土水泥用量应大于350kg。骨料级配为二级,砂率大于38%,水灰比小于0.5,并掺入减水剂和加气剂,使混凝土又有一定的抗渗功能。作者单位:邹代灵,男,深圳思意达建筑实业公司,主任工程师,深圳南山区南贸中心2C座518051,电话:(0755)6612352收稿日期:1999-02-01高层建筑大体积混凝土结构温度裂缝控制技术赵士怀黄夏东李光旭陈德威吴镝[摘要]简要论述了高层建筑大体积混凝土的温度预测、现场监测,并提出了温度裂缝控制的对策。

[关键词]高层建筑大体积混凝土温度裂缝控制预测现场监测1前言

工程实践表明,大体积混凝土施工时由于水泥水化热释放引起混凝土温度剧烈变化极易产生裂缝,这种由于温度变化而产生的裂缝称为温度裂缝。

沿海地区在软土地基上建造的高层建筑,往往设计有厚实的基础底板,施工中如果开裂将影响结构的整体性并造成地下水渗漏,给整个工程带来严重的危害。因此,研究防止此类大体积混凝土产生温度裂缝的控制技术是非常重要而迫切的,福建省科委将此列为“八五”期间重点科研课题,并由福建省建筑科学研究院承担,已通过技术鉴定。

23D—TFEP程序包及混凝土温度场的预测分析

研究混凝土结构的温度应力与温度控制,首先必须确定温度场。课题组为此开发了一套三维有限元温度分析程序包3D—TFEP,能够模拟实际施工过程,考虑混凝土分层分块浇筑、浇筑层厚、浇筑温度、施工间歇、混凝土水化热发散规律、养护方式、外界气温变化、混凝土及基础的弹模变化和徐变等复杂因素,计算大体积混凝土结构不稳定温度场的复杂变化;同时也能进行一般三维结构的弹性应力分析。

运用该程序包对实际工程进行模拟预测分析,可以全面了解在各种可能的情况下混凝土内部温度的分布及变化规律。如水泥用量、混凝土浇筑温度、环境温度及结构厚度对混凝土温度的影响,混凝土表面是否覆盖保温材料、保温材料的性能和覆盖厚度以及覆盖时间的长短对结构温度的影响等,都能通过计算机进行分析并绘出相关的曲线。

通过众多工程预测分析与实测的对比,表明该程序能很好地反映实际大体积混凝土温度的变化过程。例如,福州某工程混凝土底板厚2.0m,面积1400m2,混凝土设计强度等级为C40,设计混凝土配合比中水泥用量为389kg/m3(525号普通硅酸盐水泥),另掺粉煤灰70kg/m3,施工季节为1月份。施工前通过3D—TFEP程序的预测分析,图1绘出了几条特征曲线(虚线)并与后来现场实测得到的对应曲线(实线)进行了比较。可以清楚地看到:板中心温度的预测与实测曲线几乎重合,误差只在1℃左右;板底温度的预测与实测曲线则是基本上吻合,大部分偏差在2℃以内,局部偏差达到4℃。相对而言,混凝土表面温度的预测值与实测值有一定的偏差(这与环境温度的实测值和预测假设值偏差有关),但总的变化趋势是相当一致的。图1混凝土温度预测与实测结果对比3混凝土水化热温度实时自动监测技术

为了全面掌握大体积混凝土水化热温度的变化规律,随时了解混凝土各部位不同深度点的温度情况,以便采取技术措施加以控制并及时反馈实施效果,还必须进行水化热温度的实时监测。混凝土温度实时监测是直接地反映现场的实际状况,现场温控措施的实施与调整都应当以实测温度结果为依据。因此,实时监测技术的推广应用能够大大促进大体积混凝土的“信息化施工”水平,确保大体积混凝土的施工质量。

采用铜—康铜热电偶作为温度传感基本元件,并将它直接埋入混凝土的内部以感受测点处的温度变化。在实际监测过程中,攻克了以下几点关键技术:

(1)热电偶测头的绝缘防水处理。测头处的绝缘材料必须具备较强的粘性和韧性以及良好的导热性且不易熔化、脆裂,从而做到测头既能灵敏感应周围混凝土的温度变化,又不与钢筋、混凝土或水处于连通状态以免使测试数据失真。

(2)克服现场的各种信号干扰。为此设计了专用屏蔽电缆用于现场测试,并使屏蔽线及各仪器可靠接地。

(3)热电偶测点的定位埋设。经过多种方案试验比较选定钢套管保护方案,确保测点不跑位、不断线。

(4)信号采集及数据处理。采用日本引进的多功能数据采集仪(7V08),开发完善了温度监测程序,实现了从电位信号采集到温度结果转换再到温度报表输出的全过程的自动化,使信号采集与数据处理迅捷、准确。极大地提高了测试结果的精度和监测的工作效率。

(5)自行研制成功微机型温度采集系统,并使其各项性能指标均基本达到了7V08的水平,同时还扩展了测点容量,也具有更良好的灵活性。

上述系统具有良好的性能:①容量大,自制微机型系统的采集箱测点容量达360个,而7V08系统仅200个测点;②速度快,所有测点数据的扫描、采集与处理可在1min内完成;③精度高,稳定性好,抗干扰能力强,在施工现场强干扰环境下,误差控制在0.3℃以内;④灵活性好,温度结果的显示、输出格式可灵活编排,尽量做到直观明了;报表的输出时间间隔、输出份数也可任意设定;⑤自动化程度高,从信号采集到结果输出全过程均由微机自动控制。

4大体积混凝土温度裂缝控制对策

大体积混凝土之所以开裂,主要是混凝土所承受的拉应力与混凝土本身抗拉强度之间矛盾发展的直接结果。因而,为了控制大体积混凝土温度裂缝的开展,就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能这两方面综合考虑,图2给出了大体积混凝土温度裂缝控制工序流程图图2大体积混凝土温度裂缝控制工序流程为了降低混凝土的温度应力,要求控制其温度的变化。从防止混凝土出现温度变形裂缝的前提出发,温度控制的主要任务是:①降低混凝土内部最高温升,减小总降温差;②提高混凝土表面温度,降低混凝土内部温差,减小温度梯度;③延缓混凝土的降温速率,充分发挥混凝土徐变特性。根据上述三要素,可以采取的具体措施有:①选用中低热的水泥品种;②尽量减少单位体积混凝土的水泥用量;③掺加缓凝剂;④降低混凝土的浇筑温度;⑤混凝土内部埋冷却水管;⑥混凝土表面蓄热保温。一般地,混凝土内部埋冷却水管通水降温方案较少采用,只在混凝土厚度较大(≥2.5m),内部水化热温升偏高、内表温差和降温速率不易控制的情况下,才有必要采用。

为了防止混凝土开裂,提高混凝土本身的抗裂性能也是极其重要的一个方面。提高混凝土抗裂性能应着重从提高混凝土抗拉强度入手,在优化配合比设计、改善施工工艺提高施工质量、加强养护、改善配筋等方面采取措施。

为了制定合理的温度控制方案,对混凝土的温度变化进行科学预测必不可少;为了及时掌握混凝土温度变化的实际状况并随时加以必要的控制,同步进行混凝土温度监测是关键。科学的预测与准确的监测相结合,是整个温度控制取得成功的切实保证。

5结语

针对高层建筑大体积混凝土的特点,系统研究防止高层建筑大体积混凝土结构出现温度裂缝的一整套控制技术,先后应用于40多座高层建筑大体积混凝土(类型包括基础底板、承台及空中结构转换层,厚度为0.8~0.3m,局部厚度有的达4m以上)的温度裂缝控制,均取得成功,确保了工程质量。参考文献1王铁梦.建筑物的裂缝控制.上海科技出版社,1987年.

2赵志缙,赵帆.高层建筑基础工程施工(第二版).中国建筑工业出版社,1994年.

3朱伯芳等.水工混凝土结构的温度应力与温度控制,水力电力出版社,1976年.

4赵士怀,李光旭,黄夏东.大体积混凝土施工中的温度监测与控制,第六届全国建筑物理学术会议论文集,1990年.

5陈德威,赵士怀,黄夏东等.大体积混凝土水化热温度的预测与监测.第八届全国建筑工程计算机应用学术会议论文集,浙江大学出版社,1996年.

赵士怀,福建省建筑科学研究院,教授级高工,福州350002

收稿日期:1998-03-105.1m高转换层大梁施工技术顾晴霞袁世俊[摘要]介绍煤炭部武汉设计研究院科技综合楼结构转换层大梁采用常规钢管架料作模板支撑,按叠合梁施工的可行性及施工情况,对存在问题的分析等。

[关键词]高层建筑结构转换层叠合梁模板支撑脚手架煤炭部武汉设计研究院科技综合楼主楼为32.4m×43.2m矩形平面,外柱内筒结构,四角为剪力墙组成的L形角柱,首层短边外柱距2.7m、长边外柱距7.2m;第2层为结构转换层,长边设转换大梁,将第3层及以上的长边外柱距转换为3.6m,成为外密柱式筒中筒结构。转换大梁宽900mm,高5100mm,与2、3层楼面结构连为一体,梁跨中还留有放置采光窗的φ1200圆孔。转换大梁体量大,自重及施工荷载达170kN/m2,高宽比达5.6,模板支撑、钢筋绑扎定位和稳定是施工的重要课题。

1施工方案的确定

考虑到本工程转换大梁与上下楼层结构连为一体,必有一道水平施工缝,合理地选择施工缝位置,按叠合梁施工,施工缝以下的梁可用钢管架料作模板支撑,梁达到一定强度后,承担叠合部分施工的全部荷载,不需特殊的投入,可减少施工费用。经对可行性论证后,确定在第2层楼面(+5.37m)留置水平施工缝,并在叠合面适当增加构造配筋(图1)。图1转换大梁配筋(配筋为Ⅱ级钢)示意2按叠合梁施工的可行性分析

2.1“h1梁”是高1200mm的5跨连续梁,浇灌“h1梁”时模板支撑的荷载、浇“h2梁”时“h1梁”承受的荷载见表1。浇“h1梁”时计算模板支撑荷载由表中序号1+2+5+6四项组成,q1=44.85kN/m。浇“h2梁”时“h1梁”承担的荷载由表中序号1+2+3+4+5+6六项组成,q2=152.96kN/m。表1转换大梁的施工计算荷载*序号项次参与组合的荷载荷载计算值(kN/m)12“h1梁”自重31.1021“h1梁”模板及支架重2.9731“h2梁”模板及支架重7.0242“h2梁”新浇混凝土自重101.0953全梁钢筋重8.2665振捣混凝土产生的荷载2.52*本表根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)第2.2.3条列出,“项次”是指规范条文规定的项目次序。2.2“h1梁”的模板支撑全部用φ48×3.5钢管,由中-中410mm小横杆、横梁及两排带U形支托、柱距为820mm的立柱组成。

2.2.1在每一柱间内横梁为6跨连续梁,其最大弯矩Mmax=-3.41kN*m,最大支座反力Rmax=37.64

kN。横梁采用1根立柱顶托双钢管,共4φ48×3.5,W=4×5070mm3,f=215N/mm2,M=fW=215N/mm2

×4×5070mm3=4.36kN*m>Mmax,满足要求。

2.2.2立柱横杆步距1.6m,每一支座处2根立柱,可承担50kN竖向荷载,立柱有足够的承载能力。

2.3“h1梁”不考虑梁下支撑立柱及圆孔减载的有利因素,按均布荷载q2=152.96kN/m,以净跨l0=5.7m为计算跨度的5跨连续梁计算,|Mmax|=521.85kN*m。浇灌“h2梁”时,“h1梁”混凝土强度等级为C35,按Ⅱ级钢筋,其换算截面模量=2.42×108mm3,经计算,“h1梁”有足够的抗裂承载能力,可以承受“h2梁”施工的全部荷载。

3钢筋工程施工

转换大梁的柱、梁钢筋需在浇“h1梁”前一次绑扎到位,高达5050mm的箍筋、多层水平钢筋及圆孔加强暗环梁钢筋的穿插、定位、固定都有一定难度,我们采取了以下措施:

3.1在转换大梁两侧搭设双排脚手架,保证钢筋骨架的稳定和便于操作(图2)。A—A

图2转换大梁脚手架示意图3转换大梁施工顺序3.2翻样时考虑好钢筋之间的穿插避让关系,确定制作尺寸和绑扎顺序;规定与钢筋工程有关工序的施工顺序(图3)。

3.3铺好第1层(底层)钢筋后,从第2层开始,在每跨梁内用2根短钢管找好标高,扣接在两侧脚手架上,作为钢筋临时支托,校正钢筋位置焊好支架后,撤去短钢管。按此顺序自下而上逐层放好水平钢筋及圆洞暗环梁钢筋,绑好箍筋及“S”钩。在绑扎钢筋至“h2梁”立模期间,在+5.37m以上每跨至少保留4根短钢管分2层将钢筋骨架与脚手架拉结,以保证钢筋骨架的侧向稳定(见图2)。

4混凝土浇灌

转换梁混凝土设计强度等级C50,采用泵送商品混凝土。限于当时市场供应条件,只有525号矿渣硅酸盐水泥配制的商品混凝土,用量为520kg/m3。

4.1浇混凝土前充分润湿模板,浇“h1梁”时不得损伤叠合面以上的钢筋。在混凝土终凝前后凿毛叠合面。

4.2带模保湿养护,待达到C35(本工程实际R7=37MPa),浇“h2梁”及+9.27m楼层结构。混凝土量共1023m3,但分布不均,故采用3台中压泵,2台浇“h2梁”,1台浇楼层结构。浇灌前对模板及叠合面作好清理和充分润湿。浇灌后带模保湿养护14d拆除侧模,在“h1梁”达到C50后,拆除梁底模板及支撑。

5分析与思考

转换大梁施工全过程井然有序,拆模后经检查,“h1梁”梁底、梁侧、叠合面上均无裂缝,而在叠合面以上后浇的“h2梁”每跨中部都有中段大两头尖呈枣核形、梁两侧对称的竖向细裂缝。通过对裂缝的分析我们认为:

5.1“h1梁”无裂缝充分说明本工程确定的施工方案正确,对今后类似工程有参考价值。

5.2叠合面以上“h2梁”的裂缝是温度收缩所致,与叠合施工无关。因主楼长边总长44.4m,超过规范规定的温度区段允许长度,而梁中部配筋率仅0.38%,抗温度收缩能力较差。加以水泥品种和用量都会产生偏大的收缩,而且长边两端是刚度极大的“L”形板柱,对转换梁形成强劲的约束,导致在收缩应力较大部位、结构薄弱部位出现裂缝。

5.3凡长度超过规范允许值的结构,应适当提高水平钢筋配筋率,以提高结构抗裂能力。

5.4与本工程类似的项目,应采用普硅水泥和补偿收缩技术,加入适量U型膨胀剂,改善混凝土性能。

5.5对已出现的细裂缝拟在冬季气温最低时用环氧树脂修补,结构承载能力及使用功能不

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