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大体积混凝土施工预防开裂,可从材料、施工工艺、养护、温度控制等方面入手,以下是详细介绍:
水泥:优先选用低热水泥,像矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。这类水泥水化热较低,能减少混凝土内部因水化热产生的温度应力,降低开裂风险。例如在某大型桥梁工程中,使用低热水泥后,混凝土内部最高温度较使用普通水泥时降低了5 - 8℃,有效减少了裂缝产生。
掺合料:掺入适量的粉煤灰、矿渣粉等。粉煤灰可改善混凝土和易性,减少用水量,降低水化热;矿渣粉能提高混凝土后期强度和耐久性。一般粉煤灰掺量控制在15% - 30%,矿渣粉掺量控制在20% - 50%。
骨料:选择级配良好、质地坚硬、含泥量低的骨料。粗骨料最大粒径应根据钢筋间距和混凝土结构尺寸合理选择,一般不超过结构截面最小尺寸的1/4,且不超过钢筋间最小净距的3/4;细骨料应采用中砂,含泥量控制在3%以内。
外加剂:根据工程需要选用合适的外加剂,如减水剂、缓凝剂等。减水剂可减少用水量,提高混凝土强度;缓凝剂能延长混凝土凝结时间,避免在高温季节或长距离运输时混凝土过早凝结。
分层分段浇筑:对于大体积混凝土或长结构混凝土,采用分层分段浇筑方法。分层厚度一般控制在300 - 500mm,分段长度根据结构特点和施工能力确定。通过这种方式,可使混凝土内部水化热充分散发,减少温度应力。例如在某高层建筑基础底板施工中,采用分层分段浇筑,每层浇筑厚度400mm,分段长度20m,有效控制了混凝土温度裂缝。
控制入模温度:尽量降低混凝土入模温度,避免在高温时段浇筑。夏季可对骨料遮阳、洒水降温,对搅拌用水加冰;冬季可对骨料加热、对搅拌用水加热,但入模温度不宜过高,一般控制在5 - 30℃之间。如夏季高温天气下,通过在骨料堆上搭遮阳棚并喷水降温,使混凝土入模温度降低3 - 5℃。
振捣密实:采用合适的振捣设备和方法,确保混凝土振捣密实。插入式振捣器应快插慢拔,插点均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。振捣时间以混凝土表面呈现浮浆和不再沉落为宜。对于梁、柱等结构节点部位,要加强振捣,避免出现蜂窝、麻面等质量问题。
预埋冷却水管:对于大体积混凝土,可在混凝土内部预埋冷却水管,一般采用钢管或塑料管,按一定间距和走向布置。在混凝土浇筑过程中和浇筑后,通过循环冷却水降低混凝土内部温度。例如在某水电站大坝施工中,预埋直径50mm钢管作为冷却水管,间距1.5m,通过循环冷却水使混凝土内部最高温度降低10 - 15℃。
及时覆盖保湿:混凝土浇筑完成后,及时用塑料薄膜、草帘等材料覆盖保湿。塑料薄膜可阻止混凝土表面水分蒸发,保持表面湿润;草帘可起到保温和保湿作用。覆盖时要将混凝土表面全部覆盖严密,避免漏盖。如在某道路工程中,混凝土浇筑完成后立即覆盖塑料薄膜,并在上面加盖草帘,有效防止了混凝土表面干缩裂缝。
控制拆模时间:拆模时间应根据混凝土强度增长情况和气温条件确定。过早拆模会导致混凝土表面失水过快,产生干缩裂缝;过晚拆模可能影响工程进度。一般情况下,侧模可在混凝土强度能保证其表面及棱角不受损伤时拆除,底模拆除时混凝土强度应符合设计要求或规范规定。例如对于跨度小于8m的梁,底模拆除时混凝土强度应达到设计强度的75%;对于跨度大于8m的梁,底模拆除时混凝土强度应达到设计强度的100%。
延长养护时间:混凝土养护时间应根据水泥品种、环境条件等因素确定。一般硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥配制的混凝土,养护时间不少于7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,养护时间不少于14d。在养护过程中,要保持混凝土表面始终处于湿润状态。如在冬季施工中,由于气温较低,混凝土强度增长缓慢,应适当延长养护时间。
后浇带设置:后浇带是在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝,按照设计或施工规范要求,在基础底板、墙、梁相应位置留设的临时施工缝。后浇带的保留时间应根据设计要求确定,一般不少于28d。在浇筑后浇带混凝土前,应将后浇带表面清理干净,并涂刷界面剂,采用比原结构混凝土强度高一级的无收缩混凝土进行浇筑,振捣密实,并加强养护。
伸缩缝设置:伸缩缝是将建筑物分割成几个独立单元,使各单元能独立伸缩,以避免因温度变化、混凝土收缩等原因导致结构开裂。伸缩缝的间距应根据结构类型、使用条件、环境温度等因素确定。在设置伸缩缝时,应保证伸缩缝的宽度和构造符合设计要求,并在缝内填充弹性材料,如泡沫板、沥青麻丝等,以适应结构的伸缩变形。
温度监测:在大体积混凝土施工过程中,设置温度监测点,对混凝土内部的温度进行实时监测。通过温度传感器和数据采集系统,及时掌握混凝土内部的温度变化情况。当混凝土内部温度与表面温度之差超过25℃时,应采取相应的措施进行降温或保温处理,防止出现温度裂缝。例如在某大型场馆基础施工中,设置了多个温度监测点,当发现某部位混凝土内部温度与表面温度之差达到28℃时,立即增加了覆盖层的厚度,并加强了通风散热。
裂缝预警:建立裂缝预警机制,根据混凝土的温度、应力等参数,预测裂缝可能出现的部位和时间。当监测数据达到预警值时,及时发出预警信号,并采取相应的处理措施,如加强养护、增加支撑等,防止裂缝进一步发展。