某大厦地下室底板大体积混凝土施工防裂措施.pdf

第7 期 2 0 0 5 年7 月 广东土 木与建 筑 GUANGD0NG ARCHI TECTURE CI VI L ENGI NEERI NG No 7 J U L 2 0 0 5 某大厦地下室底板大体积混凝土施工防裂措施 杜 泽 星 ( 潮 州市建 筑 工程 质 量检 测站 广 东潮 州 5 2 1 0 0 0 ) 摘 要 ： 通过 工程实例 分析 大体积 混凝 土裂缝产 生的原 因， 并从原材料 选用、 配合 比设计 、 温度监控 、 施工工 艺等 环 节 介 绍 大 体 积 混凝 土 裂 缝控 制 的 主要 措 施 。 关 键 词 ： 大体 积 混凝 土 ； 裂缝 控 制 ；施 工 裂缝是大体积混凝土施丁中常遇到的主要质量 问题 其产生的主要原因是温度变形 ， 由于混凝土体 积大， 聚集的水化热大， 在混凝土内外散热不均并受 到内外约束的情况下 ， 混凝土内外形成较大温差 ， 从 而产生较大的温度应力 ， 最终导致开裂。本文通过 某大厦地下室基础底板施工过程中配合比设计和内 外温度 的监测 与控制 ， 探讨 大体积混凝土基础底板 的施 工 防裂技 术 措施 。 1 工程概 况 某大厦 为 2 0层框 剪结构 ， 设 有 1 层地 下室 ， 由主 楼( 段 ) 和副楼(I段 ) 两部分组成 ， 为满足完善配 套及 人 防要 求 地下 室 部 分设 计 为 平 战 结 合 的人 防 地下室 ， 层高 4 6 5 m， 结构平 面呈 S形 ， 长 8 5 m， 宽 2 8 m， 基础底板设计厚度 1 6 m， 在 轴及 轴 间各 设 1 0 m 宽 的加强 带一 道 ， 底板 设计 防水 等 级 为一级 ， 采用结构 自防水 ， 混凝土强度为 C 3 0， 抗渗 等级 S 8 ， 混凝土用量约 6 0 0 0 m ， 属大体积混凝土。 2大体 积混 凝土 底板 施 工防 裂技 术措 施 一 般情 况下 ， 当混凝 土浇筑 时的温差 与混 凝 土的热膨胀系数 口的乘积( 口 ) 超过混凝土极限 拉伸值 占 。 时 ， 就会 出现裂缝 ， 即： K( 占 a) ( 1 ) 工 程实 践证 明 ， 5 - 6 ， A Te2 5 o C， 从 以上公式 可 知 ， 当温差 超 过 2 5 时 ， 混凝 土就 较 易产 生裂 缝 ， 故 块体基础大体积混凝土施工技术规程 规定 温差不 宜超 过 2 5 。混 凝土 温差 由 3个 因素构 成 ， 包括浇筑温 度 、 水化热温升 和最终稳定温 度 ， 即 ： 3 2 T=T o +T r Tf ( 2 ) 主要取决于环境及保 温措施等条件 ， 且受气 候 影 响 较 大 ； 取 决 于各 种 原材 料 的 初 始 温 度 ， 为 了尽可能降低该值 ， 在搅拌混凝土时应对原材料进 行降温 ； 取决于水泥用量 、 水化热 、 性质及龄期 ， 应尽量采用低水化热 的水泥品种 ， 并掺人外加剂 ， 减 少水 泥 用量 ， 延缓 水 泥水 化放 热速 率 ， 从而 保证 混凝 土内部水化热有足够时间散发 ， 以降低混凝土的内 外温差。 2 1 原 材 料控 制 ( 1 )水泥 ： 选用梅州产顺龙牌 4 2 5 R普通硅酸盐 水泥 并要求生产厂家一方面尽量减少高水化热 的 矿物 c ( 水化热 8 7 4 5 J g ) 含量至 4 3 ， 另一方面 增加主体矿物 c s ( 水化热 4 8 5 7 J g ) 和低水化热的 矿物 C F含量 ， 分别达 到 5 4 2 8 和 1 5 1 3 ； ( 2 )石子 ：选 用粒 径 1 0 4 0 m m 且级 配 良好 的花 岗岩碎石 ， 骨料粒径越大 ， 其空隙率和表面积就越 小， 混凝土水泥浆和水泥用量就越小 ； ( 3 )砂 ： 选用级配 良好的中砂 ， 细度模数 2 4 2 6 ； ( 4 )外加剂 ： 采用 A E A高效膨胀 剂和 F D N一 4 4 0 高效缓凝减水剂 掺人 6 1 0 的 A E A置换代替等 量 水 泥 ， 制 成 补偿 收缩 混 凝 土 ， 在 混凝 土 中 能 产 生 0 2 0 7 MP a的 自应力 ， 使结构处 于受压状态 ， 而能 补 偿 干缩 和冷 缩 。 F D N 一 4 4 0是 复 合 型缓 凝减 水 剂 ， 它具 有水 泥 分 散性好 、 可有效降低水化热 、 低引气性 、 早期缓凝 、 减 水率高等特点 ， 在大体积混凝土中可降低温度应力， 提高抗裂性能 ， 降低水化热峰值 ， 补偿混凝土收缩 。 2 2 混凝 土 配合 比设 计 在满足强度要求的前提 下 ， 尽量考虑减少水泥 用量 采用 8 A E A替换 等量水 泥 ， 并 掺入 0 4 F D N 一 4 4 0高效 缓凝 减水 剂 ， 减少用 水 量 ， 延 缓 混 凝 土凝 结 维普资讯 2 o o s 7 月 第7 期 杜泽星： 某 大厦地下 室底 板大体积 混凝土施工 防裂 措施 J U L 2 0 0 5 N o 7 时间， 推迟水化热峰值的 现 ， 经 多次试验 ， 确定其 施T 配 合 比( 重量 比 ) 为 ： 水 泥 ： 水 ： 中砂 ： 碎 石 ： A E A： F D N - 4 4 0 ( 0 4 ) = 3 3 0 1 6 5 ， 6 9 4 ， 1 1 8 2 ， 2 9 ， 1 4 3 6 k g m 。 2 3 混凝 土 内外 温差 控制 以 C 3 0 、 S 8大体积混凝土配合比中水泥用 量为 3 3 0 k g m 为依据， 计算混凝土内部最高温度 ： T o = T + C a ( 3 ) 式 中 ： 为 人模 温度( 根据 施 T时 气 温及 其 它 因素 ， 取 1 6 ) ： C为每 1 m 混 凝土 水泥用 量 ， 取 3 3 0 k g ； 为 经 验 系数 ， 取 0 1 0 5 则 T o = 1 6 + 3 3 0 x 0 1 0 5 = 5 0 6 5 ， 由于温差 一3 4 6 5 2 5 ， 故应控制其 内外温差。 ( 1 )降 低 混凝土 的入 模温 度 基 础底 板 混凝土 施 工选择 在 1 2月份进 行 ， 气 温 不高 ， 施工过程中对碎石进行洒水降温 ， 堆砂场则覆 盖 帆布 遮 阳 ， 水 泥使 用散 装水 泥进 行二 次倒 库 ， 以 降 低 水泥 温度 ， 经实 测 混凝 土入 模温 度低 于 1 6 。 ( 2 )分 层 浇筑 混凝 土 控 制 浇筑 厚 度 和 进 度 以 利 于散热 主楼地下室底板在 轴和 轴间设置 加强 带 ， 将 整个 结 构平 面划分 成 3个施 工 段 ， 采 用 分 层浇筑 ， 每层厚度 3 0 4 0 e m， 并形成 自然坡度 。 ( 3 )混 凝土 表面 温度 控制 对大体 积混凝土进 行保温对 防止 开裂十分关 键 从 温 度应 力 的观点 出发 可 减少 混凝 土 表 面 的热 扩散和降低其表面温度梯度 防止产生表面裂缝 ， 同 时 可延 长 散热 时 间 ， 充 分 发挥 混 凝 土 强 度 的潜 力和 材 料 的松 弛特 性 使 平 均 总温 差 对 混 凝 土 产生 的拉 应力 小于 混凝 土抗 拉 强度 ， 防止 产生 贯 穿性 裂缝 。 经 计 算 我们 在 基础 表 面覆 盖 单层 塑料 布 和双 层麻袋作为保温层 ，该养护方法相当于 2 m厚 的混 凝土 等效 厚 度 并 在 混凝 土 终 凝 后 间歇 浇 洒 温 水进 行养护 ， 从而控制混凝土内外温差在 2 5 3 0 之间。 另外 ， 根 据工 程特 点 及施 工 条件 ， 备 用 一定 数量 的碘 钨 灯 以便 在测 温 中发现 温差 较大 时用 碘 钨灯 加热 以减小 温差 2 4温度监 测 ( 1 )混凝 土 出罐温 度 和入模 温度 监 测 混凝土浇筑过 程中每隔 4 h测量一 次原材料温 度 ， 每隔 2 h测量一次 出罐温度 和入模温度 ， 控制其 入模 温 度不 超过 1 6 ( 2 )混凝 土 内部 温度 监测 根据 基础 底 板 的形状 、 尺 寸 和标 高 我 们在 3个 施工段共布置了 3 2个测温点 ， 每个点均预埋钢管至 基础 底部 ( 深 1 5 m) 和 中部 ( 深 0 9 m) 分 别 监测 记 录 混 凝 土底 、 中 、 面部 温度 。测 温仪 器采 用酒 精介 质 温 度计 ， 测温从 混凝 土 浇筑 4 h后开始 ， 其时 间间隔为 前 4日 2 h ， 第 5 8 日 4 h ， 第 9 日起 1 2 h ， 持 续 至 1 4天 。 ( 3 )温度 监测 结果 根 据现 场 测 温 点 的观 测 记 录 建立 混凝 土 基础 底 板 内外 温 度变 化 曲线 可 以看 出混凝 土 底部 及 中 部急剧升温( 中部最强烈) ， 浇筑 2 d后迅速达到温度 峰 值 ， 现 场 记 录 中部 最 高温 度达 5 2 且 持续 一段 时 间， 这与事前理论计算的最高温度 5 0 6 5 基本吻合。 混 凝土表 面 温度 峰值 则延 缓 出现 ， 且 变 化波 动较 大 最 高温 度达 2 8 。整 个施 工过 程 混凝 土 内外温差 基 本 上控 制在 2 5 之 内 3结束 语 该大 厦 基础 底板 自始 至终 未发 现表 面 裂缝 和贯 穿 性 裂缝 目前 已进 入结 构 封顶 阶段 ， 施 工至 今一 年 多来 未发 现渗 漏现 象 从本施工实例可以看出 大体积混凝土基础 裂 缝 控 制 应根 据 工程 具体 情 况 确 定 施 工措 施 ： 选 用 优 质原材料 ， 选用低水化热水泥 ： 尽量减少水泥用量 ： 掺加 合适外加剂和外掺料 ： 优化混凝土配合比： 加强 养护和温度监测 ； 控制混凝土内外温差 。如能将上 述措施有机结合起来 则在常规施工条件下应能完 全控制大体 积混凝土基础裂缝 的产生 从而确保其 施工 质量 。 参考文 献 l 吴煦 泵送高强 大体积混凝土施工的温度监测1 9 9 4 1 2 2 迟 培云大体积混凝土开裂的起 因及防裂措施 2 0 0 1 1 2 33 维普资讯