1、大體積砼溫度裂縫控制的施工技術研究xxx(江蘇xxxx公司)摘要:在施工過程中,施工單位在原材料的選用、配合比的確定、砼內部及表面的測溫、降溫和保養等幾個方面嚴格把好質量關,完全能夠將大體積砼的內外溫差控制在規范允許范圍之內,避免砼溫度裂縫的產生。關鍵詞:大體積砼;溫差;裂縫;質量控制;溫度測控1、 概述 隨著國民經濟的高速發展,建筑技術也在飛速進步,高層、超高層建筑、大型設備基礎、高聳結構物大量出現,在這些結構中,大體積砼被廣泛的使用。大體積砼是指最小斷面尺寸大于0.8m的結構物,其尺寸已經大到必須采用相應的技術措施,要妥善處理內外溫差,合理解決溫度應力并控制裂縫開展的砼結構。與普通砼相比,
2、大體積砼具有結構厚、體積大、鋼筋密、工程條件復雜和施工技術要求高等特點,除了滿足強度、剛度、整體性和耐久性等要求外,主要應解決好控制溫度變形的發生和開展。砼溫度裂縫產生的主要原因是由于砼的導熱性能差,其外部的水化熱量散失較快,而積聚在結構內部的水化熱則不易散失,造成砼各部位之間的溫度差和溫度應力,當表面拉應力超過砼的抗拉強度時,就會產生溫度裂縫,給工程帶來不同程度的裂縫。能夠深刻了解大體積砼中溫度變化所引起的應力狀態對結構的影響,認識溫度應力的一系列特點,掌握溫度應力的變化規律,了解大體積砼溫度裂縫產生的機理,對于制定有效的施工方案,保證施工質量能起到至關重要的作用。這就要求施工單位在原材料的
3、選用、配合比的確定、砼的測溫、降溫和保養等幾個方面嚴格把好質量關。2、 原材料的選用1)、水泥:大體積砼應優選高強低水化熱水泥,以減少水泥用量,降低水化熱。如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥等,強度應優先采用32.5或42.5標號的水泥。2)、砂、石骨料:施工用砂應選擇細度模數2.803.0之間的中粗砂,含泥量嚴格控制在1以下,不得混有草根等有機雜質,杜絕使用細砂。粗骨料應盡量選用粒徑較大,石子級配良好的粗骨料,但考慮到大體積砼多為商品砼,泵送,所以綜合考慮應優選525cm連續級配的火成巖碎石,含泥量低于1,片狀、針狀石含量不得超過10,嚴禁有風化石、云母巖等低強度巖石存在。3、 優選砼施工配合比根
4、據設計強度及泵送砼坍落度的要求,必須先進行試配,試配時應遵循以下原則:1)、減少水泥用量:為了減小水化熱,降低砼內部的升溫,在條件允許的情況下,優先選用強度高的水泥,積極采用“三摻”技術,在砼中摻加適量的JM高效復合外加劑、級粉煤灰等活性料,能很好的提高砼的和易性,可泵性,減少水泥用量。同時還可以降低用水量,減少游離水的存在,將水灰比控制在0.450.50之間。2)、控制砼坍落度:積極與商品砼生產廠家加強聯系,根據運輸路線的情況,控制好坍落度,施工現場做好到場砼坍落度的抽查工作,嚴禁在施工現場隨意加水的做法,將施工現場的砼坍落度嚴格控制在設計范圍之內。3)、控制砼的入模溫度:砼的入模溫度的高低
5、對于砼早期溫度的產生和發展有著很大的影響,入模溫度過高會導致砼內部升溫過高,與外界和表面溫差過大,從而大大增加砼表面產生溫度裂縫的機率。入模溫度過低會嚴重影響砼強度、特別是早期強度的正常增長,從而影響結構的使用。一般采取的措施為高溫季節采用摻入冷水的辦法,低溫季節采用加入熱水的辦法,將砼的入模溫度控制在1520之間,以延緩砼水化熱峰值的出現。4)、充分利用砼的后期強度,減少每立方米砼中的水泥用量,實驗證明每增減10Kg水泥,其水化熱將使砼的溫度相應升降1。4、 溫度裂縫的控制計算1)、砼澆筑前的裂縫控制計算:在大體積砼澆筑前,應先根據砼的配合比和施工條件,計算水泥水化熱的絕熱最高溫升值、各齡期
6、的收縮變形值等數值,然后通過計算,估算出可能產生的最大溫度收縮應力,如超出砼各齡期的極限抗拉強度,則必須采取調整砼入模溫度、降低水化熱溫升值等措施來降低溫度收縮應力,保證其應力值小于砼各齡期的極限抗拉強度。(1)、砼的水化熱的絕熱最高溫升值: (1)T(t)砼澆筑完t段時間,砼的絕熱溫升值;C每立方米砼的水泥用量;c砼的熱比,一般由0.921.00;砼的質量密度,取2400kg/m3;e常數,取2.718;m與水泥品種、澆筑時與溫度有關的經驗系數,一般為0.20.4;t砼澆筑后至計算時的天數。(2)砼的溫度收縮應力: (2) T砼的最大綜合溫差; S(t)考慮徐變影響的松弛系數,一般取0.30
7、.5; R砼的外約束系數; 砼的泊松比,可取用0.150.20。5、 改善約束條件,減少溫度應力1)、采取分層分段的澆筑方式,通過合理設置施工縫或后澆帶,以減小砼的相對體量,放松約束程度,減小每次澆筑體量的蓄熱量,防止水化熱積聚過多,以減小溫度應力的積聚。2)、對于大體積砼基礎,可在基礎與砼墊層之間設置滑動層,以消除墊層對基礎砼的約束作用,釋放約束應力。3)、適當參入鋼纖維或杜拉纖維等材料,采用二次振搗法等積極有效的措施,提高砼的密實度和極限拉伸強度,提高砼的抗裂縫能力。4)、在結構截面突變或轉折處,底、頂板與墻體轉折處,孔洞轉角等處設置必要的溫度配筋和構造配筋,以改善應力集中,防止裂縫出現。
8、6、加強砼的養護和測溫工作1)、對于大體積整板基礎砼應在砼終凝后覆蓋薄膜,其上在覆蓋一層麻袋進行保溫,并積極采用蓄水法進行保溫養護,蓄水深度1520cm為宜,時間不少于14天,對于大體積轉換層大梁等構件,可采用內散外蓄的方法加快構件內部熱量的散失。具體做法為在砼澆筑前在構件中埋入循環水管,砼澆筑完畢后及時通過水泵壓入冷水并使之在砼內部形成循環,迅速帶走水泥水化產生的部分熱量,降低構件內外溫差。現行規范規定應將砼內外溫差控制在25之內,基面溫度和基底溫度差控制在20之內。2)、對砼內外溫度進行有效地測控,可以及時掌握砼內外溫度產生和發展的情況,如發現問題可及時采取有效措施進行處理,從而保證砼內外
9、溫差在規范允許范圍內。大體積砼的測控技術主要使用熱傳感器,采集電壓信號,通過計算機適時處理,得到溫度數據,并適時儲存,顯示、打印、以達到指導大體積砼施工及養護工作的目的。也可采用在砼中間和表面每隔適當位置預留測溫孔,用溫度計直接測溫的簡易方法,但該方法精度較差,操作起來存在諸多不便。7、工程實踐西安西華大廈工程為一裙兩塔結構,裙房為框架剪力墻,塔樓為全剪力墻結構,建筑面積53250m2,地上25層,地下一層。其中地下室面積3710 m2,裙樓(一三層)11100 m2。該工程地下室筏板基礎塔樓部位砼厚度1.5m,長35.7m,寬31.5m,裙房部位砼筏板基礎厚度40cm,地下室筏板總計砼量為4
10、107m3。在施工之前,我們充分考慮到大體積砼施工的特點和難點,制定了相應的施工方案,如充分利用砼的后期強度,采用60天強度代替28天強度作為砼的設計強;選擇中低熱水泥品種,使用32.5礦渣硅酸鹽水泥;加強澆筑后的保溫養護等一系列的措施,取得了很好的效果。在砼澆筑后我們通過預埋在砼中的熱敏元件對砼上、中、下部位的溫升情況嚴格按規范要求進行了測量記錄,測出了各時段、各部位每天的溫度平均值,詳見下表:位置砼溫度實測值()1d2d3d4d5d6d7d8d9d10d11d12d13d14d15d上42.253.952.449.644.942.439.536.532.829.725.322.52221.
11、219.9中53.262.863.359.456.953.448.945.941.736.933.729.927.925.824.7下50.458.559.858.755.452.947.442.139.335.631.228.526.324.123.2根據上表所得的數據,我們描繪出了溫度變化曲線圖如下:70 溫度()60 中部50 下部40 上部3020100 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d 8d 9d 10d 11d 12d 13d 14d 15d根據上表和上圖可以看出在砼溫度增長的前15天內,砼內部最高溫度為63.3,相鄰最大溫差10.9,完全符合小于25的最大溫差的規范要求,說明事先我們采取的控制溫差的措施是合理的有效的。8、 結語總之,通過嚴密的事前預控,完善的事中監控,就完全能夠將大體積砼的內外溫差控制在規范允許范圍之內,避免大體積砼溫度裂縫的產生。