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地下室混凝土外墻裂縫成因與解決措施

時間:2021-08-11作者:馬伍平 賁馬 王志剛
本文導讀:這是一篇關于地下室混凝土外墻裂縫成因與解決措施的文章,地下室外墻混凝土雖然不屬于大體積混凝土,也容易由因溫度收縮應力而產生裂縫,導致結構防水性能降低,甚至危害結構安全及長期耐久性。

  摘    要: 針對地下室混凝土外墻易出現裂縫,降低結構的防水性及耐久性的問題,提出混凝土原材料的選用原則及控制要點、配合比設計原則和施工措施。工程實踐證明,這些措施明顯減少了地下室混凝土外墻裂縫的出現,保障了地下室外墻的抗裂防水性。

  關鍵詞 :  英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   地下室外墻;裂縫;骨料;養護;

  1、 工程概況

  招商臻府位于深圳市寶安區寶城黃金臺商業街與文匯B街交匯處,總建筑面積169544.68m2,地下室3層,地上5棟,分別是34層、40層,42層、43層不等。地下室外墻近300m,每40m預留一道施工縫,墻設計厚度300mm,主樓地下室外墻設計強度為C60,非主樓設計強度為C40,外墻設計強度為C35P6。工程地下水非常豐富,對地下室結構的防水防滲要求高。

  2、 地下室外墻混凝土裂縫控制難點

  地下室外墻混凝土雖然不屬于大體積混凝土,也容易由因溫度收縮應力而產生裂縫,導致結構防水性能降低,甚至危害結構安全及長期耐久性[1]。地下室外墻混凝土與其他混凝土不同,由于墻中密集鋼筋、埋件、栓釘,產生了強約束,使結構承受較大的應力[2];外墻的散熱面大,與空氣接觸面積大,混凝土表面水分流失快,散熱快,但其厚度較厚,容易導致內外溫差大;由于是豎向結構,且場地窄,養護較為困難。

  控制混凝土裂縫的常規措施有:大摻量礦物摻合料,添加抗裂纖維、膨脹劑、防水劑,使用水冷循環降溫等[3]。這些措施雖然有一定效果,但是仍無法杜絕裂縫的出現,且在實際生產過程中存在混凝土工作性能不良、膨脹劑質量控制難、施工環節復雜、對養護條件要求過高等問題。該項目工程,采用市場易見的材料,重視一些容易被忽略但是其實非常重要的控制點,配合比設計參考大體積混凝土的設計思路,控制水化熱,控制混凝土的早期強度增速,進一步提高地下室外墻混凝土的抗裂性。

  3 、混凝土原材料及配合比控制措施

  3.1、 骨料的選擇

  粗骨料是混凝土的剛性骨架支撐,其強度和耐久性遠大于水泥石,是混凝土中最穩定的組分,尤其是高標號混凝土[4]。粗骨料在混凝土中還可以對混凝土裂縫的繼續發展形成阻擋作用,粗骨料彈性模量大,受荷載變形少,能限制水泥石的形變,提高混凝土內部的均勻性,減少混凝土的早期收縮,提高混凝土的抗裂性。
 

地下室混凝土外墻裂縫成因與解決措施
 

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   地下室外墻混凝土中的粗骨料應選擇低收縮性骨料。低收縮性骨料有石英巖、花崗巖、白云巖和石灰巖等,高收縮性的骨料有玄武巖、砂巖和黏板巖等。資料顯示用不同骨料配置的混凝土的干縮率從大到小依次為:砂巖>黏板巖>花崗巖>石灰巖>石英巖。結合市場綜合考慮,此工程選用石灰巖。

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   還要根據現場的具體施工情況,鋼筋距離、密度,合理選擇粗骨料的最大粒徑,降低混凝土中骨料的比表面積,不可一味追求好泵送、好施工。

  混凝土用砂選擇淡化后的海砂,該砂級配好,含泥量低。使用該砂必須嚴格控制氯離子含量,海砂淡化氯離子含量國家標準是0.03%以下,本項目必須高于國家標準,控制在0.015%以內。

  3.2、 膠凝材料組成

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   水泥選用早期強度較低、強度增長曲線平滑的水泥。一般大體積混凝土常用的礦渣水泥、低水化熱水泥等,市場上不易見,且生產使用中要用單獨罐子存放,因此此次工程選用市場上常見的臺泥普通硅酸鹽42.5水泥品牌。在其中優選3、7天強度較低、28天強度合格、60天強度穩步增長的水泥,既可以保證水泥水化熱較低,還可以保證供應,不會給生產造成不便。

  表1 各品牌水泥膠砂抗壓強度
表1 各品牌水泥膠砂抗壓強度

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   按GB/T12959-2008《水泥水化熱測定方法》,測定各品牌水泥7天水化熱,結果見表2。

  表2 水泥水化熱實驗
表2 水泥水化熱實驗

  選用常見的礦粉和粉煤灰火山灰活性材料為礦物摻合料,可在保證混凝土工作狀態和強度的基礎上,降低單方水泥和水的用量,降低并延緩混凝土水化熱的釋放時間。

  礦粉選用柳鋼礦粉,顆粒主要為多角形玻璃體,多棱角,具有較大的比表面積[6]。礦粉摻量不宜過大,因為摻量過大時,與水泥顆粒級配不佳,會劣化混凝土內部微觀孔隙結構,增多毛細孔,加速裂紋的發展,導致混凝土收縮增大。

  表3 礦粉的化學成分
表3 礦粉的化學成分

  粉煤灰選用質量穩定且距離近的媽灣電廠灰,顆粒主要為表面光滑的球形,玻璃珠粒徑小于水泥顆粒,摻入基體中可以與水泥形成良好的顆粒級配,優化凝膠體系。同時可以填充至水泥基體微小孔隙中,玻璃珠可以發生二次水化反應,生成致密凝膠體,抑制毛細孔發展,降低混凝土的體積收縮。

  表4 粉煤灰的化學成分
表4 粉煤灰的化學成分

  3.3、 配合比設計

  設計地下室外墻混凝土配合比時要遵循以下三個原則:

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   ⑴按照混凝土耐久性、抗壓及抗折強度、絕熱溫升及體積穩定性、工作性能的先后順序設計配合比;

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   ⑵在滿足設計強度的前提下,盡可能降低水泥和水的用量,增加骨料,特別是粗骨料的用量;

  ⑶設計強度時采用60d的強度為配合比設計及工程實體驗收的依據。

  選用緩凝型聚羧酸減水劑,通過抑制水泥水化反應,延緩水化溫升,使水化熱不集中釋放,可以有效控制大體積混凝土溫度裂縫的產生。

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   經過實驗室大量試配,最終確定混凝土配合比,如表5所示,混凝土各齡期抗壓強度如表6所示,混凝土實驗室試配狀態如圖1所示,混凝土水化升溫及降溫曲線如圖2所示。

  表5 C35P6地下室外墻混凝土配合比(㎏/m3)
表5 C35P6地下室外墻混凝土配合比(㎏/m3)

  表6 高強地下室外墻混凝土各齡期抗壓強度(MPa)
表6 高強地下室外墻混凝土各齡期抗壓強度(MPa)

  圖1 實驗室混凝土試配狀態
圖1 實驗室混凝土試配狀態

  圖2 混凝土水化升溫及降溫曲線
圖2 混凝土水化升溫及降溫曲線

  4 、施工控制措施

  4.1、 混凝土澆筑

  混凝土澆筑應保證連續、均勻,澆筑前應對泵管布置、罐車運距、站位、排隊等待時間等進行計算和組織;確保混凝土供應速度大于混凝土初凝速度,不出現冷縫;底板混凝土澆筑應采用“斜面分層、一次到頂”的方式,分層厚度控制在500mm以內,斜面坡度1:6,分散混凝土的水化放熱峰值。

  4.2、 振搗

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   要求二次振搗。二次振搗可以減少粗骨料和水平鋼筋下面形成的空隙,增加混凝土和鋼筋的握裹力,同時還可以增加混凝土的勻質性和密實度,避免由于混凝土沉降而產生裂縫,并且還能消除混凝土內部的微小裂縫,進而增強混凝土抗裂性能。

  4.3、 混凝土收面

  混凝土收面,澆筑后,先按標高用長刮尺刮平,在初凝前用平板振動器碾壓數遍,并用壓光機進行表面壓光。一次抹壓,混凝土初凝前,表面用鐵滾筒滾壓,待混凝土收水后,用木抹子搓平兩次,閉合混凝土面層的收縮裂縫。二次抹壓,混凝土初凝后,應增加二次抹壓的處理,以閉合早期收縮裂縫,底板和樓板的表面抹壓次數不少于3遍。

  4.4、 養護

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   帶模養護。地下室外墻是一種豎向的結構,保溫養護不易進行。采用帶模養護和延遲拆模的方法進行養護,效果較為明顯。此次工程是把模板撬開條縫,定時灑水養護,簡單實用,效果明顯。

  4.5 、保溫

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   在升溫階段,混凝土出現的大多是表面裂縫,這類裂縫對混凝土結構受力性能一般沒有大的影響;但是在降溫階段,混凝土容易出現貫穿性裂縫,這將嚴重影響混凝土的承載能力和防水能力[7]。因此要特別注意地下室混凝土外墻在降溫階段的保溫。帶模養護,定時灑水就可以達到保溫的效果。

  5 、質量控制要點及保證措施

  ⑴混凝土原材料進場時,供方應按規定批次向需方提供質量證明文件。質量證明文件應包括型式檢驗報告、出廠檢驗報告與合格證等,外加劑產品還應提供使用說明書。

  ⑵嚴格控制混凝土的澆筑時間,混凝土運輸、澆筑及間歇的全部時間不應超過初凝時間。

  ⑶嚴格控制振搗時間和方法,并增加二次振搗。

  ⑷注重早期收面,并增加二次抹壓的方法,以閉合早期塑性收縮裂縫,避免產生龜裂。

  ⑸保證混凝土的養護方法和時間,確保養護到位。

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   ⑹控制外界環境,降低外界環境對混凝土結構的影響。

  ⑺施工前向攪拌站交底,內容為材料要求、外加劑、坍落度、數量、強度、運輸等要求,并向混凝土澆筑工作人員書面交底,明確振搗要求,以及養護要求。

  ⑻施工過程中要加強對工人的教育和培訓,強調工程的特殊性,增強質量意識,抓住關鍵的混凝土振搗和收面作業來保證施工質量。

  ⑼嚴格控制到場混凝土質量,對到場不合格的混凝土應退回攪拌站。

  ⑽設立混凝土專職監督管理人員,對混凝土的養護、外部環境控制專項監督管理。

  6、 實際驗收效果

  本次工程施工過程順利,嚴格執行相關施工、養護措施。60天后實際墻體回彈強度達42.4MPa,并且在墻體上沒有明顯裂縫,達到了設計的預期。

  圖3
圖3

  7 、結語

英国代写,Assignment代写,代做功課-Akatyan 代 写   地下室外墻混凝土出現裂縫的原因是多方面的,是在多個因素的共同作用下形成的,因此其解決措施也一定是多方面的,需要所有相關參建的公司、部門、勞務班組等共同重視、共同努力、協同工作,才能減少裂縫的出現,保證建筑物結構的安全性和耐久性,延長建筑物的壽命期,實現建筑物的百年大計。

  參考文獻

  [1]潘瓏云大體積混凝土裂縫成因及控制措施[J]廣東建材,2018,3411):50-52.
  [2]黃文廣.大體積混凝土施工的質量控制技術研究[J.廣東建材,2019,35(07):74-75.
  [3]崔峻語,郭俊諾.大體積混凝土結構裂縫產“生原因及控制措施[A].北京力學會北京力學會第二十七屆學術年會論文集[C].北京力學會北京力學會,2021:2.
  [4]曾國東,周敏楊騰宇等礦物摻合料對混凝t塑性收縮裂縫的影響[J].混凝土,2020(03):105-107+116.
  [5]張大弓骨料對混凝土熱膨脹系數及熱震開裂影響的研究[D]哈爾濱工業大學,2019.
  [6]李家和,王金業.王明亮等不同生產工藝機制砂對混凝土性能的影響[J]新型建筑材料2018 ,45(09):34-37.
  [7]辜先超高強混凝土外墻裂縫控制措施及其配合比優化方案[0]建材與裝飾,2017(37):15-16.

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