大体积混凝土裂缝原因与预防措施

大体积混凝土裂缝原因与预防措施

　　通过近几年来的现场实践,及查阅相关的技术资料,对混凝土裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行简要的阐述。

一、裂缝产生的原因分析

　　混凝土中产生的裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,原材料不合格(如碱骨料反映),模板变形,基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水热化热,内部温度不段上升,在表面引起拉应力,后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一中脆性材料,拉抗强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形也只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限拉伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇注过程中的离析现象,在同一块混凝土中其拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力只要是由钢筋来承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力,但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

二、温度应力的分析

　　温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

　　(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段有两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土上弹性模量的急剧变化,由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

　　(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中。温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土上的弹性模量变化不大。

　　(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。

　　根据温度应力引起的原因可分为两类:

　　(1)自生能力:没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面的温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

　　(2)约束能力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而一起的应力,如箱梁顶板混凝土和护拦混凝土;这两种温度应力往往和混凝土上的干缩所引起的应力共同作用;想要根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算,混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具有计算这里就不在细述。

三、温度的控制和防止裂缝的措施

　　为了防止裂缝,可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手,现场常用的措施如下:

　　(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

　　(2)搅拌混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

　　(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,最好控制在500mm以内,以便于表面散热;第二层浇筑必须在第一段砼初凝前浇筑完毕。

　　(4)根据混凝土浇注面积,在混凝土上中下部设置一定数量测温管,定时测定内外温度,前4天每2h测一次,5-7天每4h测一次,8-15天每天一次,并及时记录,确保混凝土内外温差控制在25.以内,做到及时观察,出现温度超偏,可通过调整养护方式来降低温差。

　　(5)规定合理的拆模时间,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度,加强保温养护措施,现场通常采取措施为混凝土浇注后先覆盖一层塑料薄膜,用麻袋装锯末,厚度80~100㎜进行中层覆盖,最后覆盖1-2层100mm厚岩棉被。

　　(6)夏季施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面及侧边,设置专人撒水养护时间不少于14d,有条件的应对基础侧边进行覆土掩盖,避免内部水分蒸发过快,产生裂缝。

　　改善约束条件的措施是:

　　(1)合理地分区分块。

　　(2)避免基础过大起伏。

　　(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。

　　此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别主注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

　　在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力叠加,再加上混凝土干缩,表面拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险。但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一些轻型保温材料,如泡沫海绵等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显着的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低,只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土的线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过 100~200kg/cm2,因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难,但加筋后结构内的裂缝一般就变的数目多、间距小、宽度与深度较小了。为了保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一,例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:

　　(1)混凝土中存在大量的毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。

　　(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%.

　　(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

　　(4)掺加减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。

　　(5)外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减 少干燥收缩。

　　许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性功能,我们在工程实践中应多进性这方面的研究,比单纯改善外部条件,可能会更加简洁、经济。

四、混凝土的早期养护

　　实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成的,寒冷地区的温度骤降也是容易形成裂缝的。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要;从温度应力观点出发,现场保温应达到下述要求:

　　(1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。

　　(2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土的使用期的稳定温度。

　　(3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

　　新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应该切实重视起来。

五、结束语

　　以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践的初步探讨 ,虽然现在对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。

edit：www.daizuoa.com 拾贝网篇2:泵送混凝土常见问题与解决途径

泵送混凝土常见问题与解决途径

1 砼外加剂对水泥的适应性

　　(1) 水泥矿石是否稳定导致矿物组分是否稳定,从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。

　　(2) 水泥生产工艺,如立窑与回转窑,冷却制度中的急冷措施控制得怎样,石膏粉磨时的温度等,造成水泥中矿物组分、晶相状态,石膏形态发生改变,从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。

　　(3) 水泥中吸附外加剂能力:C3A>C4AF>C3S>C2S,水泥水化速率与矿物组分直接相关。

　　(4) 水泥存放一段时间后,温度下降,使砼外加剂高温适应性得到改善,而且f-CaO吸收空气中的水后转变成Ca(OH)2,吸收空气中的CO2后转变成CaCO3,从而使Mwo下降,也使砼和易性得到改善,使新拌砼塌落度损失减缓,砼的凝结时间稍延长。

　　(5) 普通硅酸盐水泥的需水量稍大于矿渣水泥,其保水性好,但一般塌落损失也较快。

　　(6) C3A含量较高的水泥,塌落度损失快,保水性好。

　　(7) 水泥中亲水性掺合料保水性好;火山灰质水泥保水性差,易泌水。

　　(8) 温度、湿度高低直接影响砼外加剂对水泥的适应性。

　　(9) 配合比中的砂、石级配及砂、石、水、胶材的比例也影响砼外加剂对水泥的适应性。

2 砼易出现泌水、离析问题的原因及解决方法

2. 1 原因

　　(1) 水泥细度大时易泌水;水泥中C3A含量低易泌水;水泥标准稠度用水量小易泌水;矿渣比普硅易泌水;火山灰质硅酸盐水泥易泌水;掺Ⅰ级粉煤灰易泌水;掺非亲水性混合材的水泥易泌水。

　　(2) 水泥用量小易泌水。

　　(3) 低标号水泥比高标号水泥的砼易泌水(同掺量)。

　　(4) 配同等级砼,高标号水泥的砼比低标号水泥的砼更易泌水。

　　(5) 单位用水量偏大的砼易泌水、离析。

　　(6) 强度等级低的砼易出现泌水(一般) .

　　(7) 砂率小的砼易出现泌水、离析现象。

　　(8) 连续粒径碎石比单粒径碎石的砼泌水小。

　　(9) 砼外加剂的保水性、增稠性、引气性差的砼易出现泌水。

　　(10) 超掺砼外加剂的砼易出现泌水、离析。

2. 2 解决途径

　　(1) 根本途径是减少单位用水量。

　　(2) 增大砂率,选择合理的砂率。

　　(3) 增大水、水泥用量或掺适量的Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。

　　(4) 采用连续级配的碎石,且针片状含量小。

　　(5) 改善砼外加剂性能,使其具有更好的保水、增稠性,或适量降低砼外加剂掺量(仅限现场) ,搅拌站若降低砼外加剂掺量,又可能出现砼塌落度损失快的新问题。

3 泵送砼出现抓底或板结的原因及解决方法

3. 1 原因

　　(1) 严重泌水的砼易出现抓底或板结(粘锅)。

　　(2) 水泥用量大的砼易出现抓底现象。

　　(3) 砼外加剂掺量大的砼易出现抓底现象。

　　(4) 砂率小,砼易出现板结现象。

　　(5)砼外加剂减水率高,泌水率高,保水、增稠、引气效果差的砼易出现抓底或板结现象。

3. 2 解决途径

　　(1) 减少单位用水量。

　　(2) 提高砂率。

　　(3) 掺加适量的掺合料如粉煤灰,降低水泥用量。

　　(4) 降低砼外加剂的掺量。

　　(5) 增加砼外加剂的引气、增稠、保水功能。

4 泵送砼塌落度损失问题的原因及解决方法

4. 1 原因

　　(1) 砼外加剂与水泥适应性不好引起砼塌落度损失快。

　　(2) 砼外加剂掺量不够,缓凝、保塑效果不理想。

　　(3) 天气炎热,某些外加剂在高温下失效;水分蒸发快;气泡外溢造成新拌砼塌落度损失快。

　　(4) 初始砼塌落度太小,单位用水量太少,造成水泥水化时的石膏溶解度不够;一般, sl0≥20cm 的砼塌落度损失慢,反之,则快。

　　(5) 一般,塌落度损失快慢次序为:高铝水泥>硅酸盐水泥>普通硅酸盐水泥>矿渣硅酸盐水泥>掺合料的水泥。

　　(6) 工地与搅拌站协调不好,压车、塞车时间太长,导致砼塌落度损失过大。

4. 2 解决途径

　　(1) 调整砼外加剂配方,使其与水泥相适应。施工前,务必做砼外加剂与水泥适应性试验。

　　(2) 调整砼配合比,提高砂率、用水量,将砼初始塌落度调整到20cm以上。

　　(3) 掺加适量粉煤灰,代替部分水泥。

　　(4) 适量加大砼外加剂掺量(尤其在温度比平常气温高得多时)。

　　(5) 防止水分蒸发过快、气泡外溢过快。

　　(6) 选用矿渣水泥或火山灰质水泥。

　　(7) 改善砼运输车的保水、降温装置。

5 泵送砼堵管的原因及解决方法

5. 1 原因

　　(1) 砼和易性差,离析,砼稀散。

　　(2) 砼拌合物塌落度小(干粘)。

　　(3) 砼拌合物抓底、板结。

　　(4) 采用单粒级石子,石子粒径太大,泵送管道直径小。

　　(5) 石子针片状多。

　　(6) 泵车压力不够,或是管道密封不严密。

　　(7) 胶凝材料少,砂率偏低。

　　(8) 弯管太多。

　　(9) 管中异物未除尽。

　　(10) 搅拌砼时,不均匀,水泥成块未松散成水泥浆。

　　(11) 第一次泵送砼前未用砂浆润滑管壁。

5. 2 解决途径

　　(1) 检查砼输送管道的密切性和泵车的工作性能,使其处于良好的工作状态。

　　(2) 检查管道布局,尽量减少弯管,特别是≤90°的弯管。

　　(3) 泵送砼前,一定要用砂浆润滑管道。

　　(4) 检查石子粒径、粒形是否符合规范、泵送要求。

　　(5) 检查入泵处砼拌合物的和易性,砂率是否适合,有无大的水泥块,拌合物是否泌水、抓底或板结等现象,若有,采取相应的措施(见砼泌水、离析问题)。

　　(6) 检查入泵处砼塌落度、黏聚性是否足够,若塌落度不足,则适量提高砼外加剂的掺量,或在入泵处掺加适量的高效减水剂,若是砼黏聚性不足,则适量增大砂率或是掺加适量的Ⅱ级粉煤灰。

　　(7) 检查砼的初始塌落度是否≥20cm ,若是砼塌落度损失快而引起的砼堵泵现象,则应首先解决砼损失问题(见塌落度损失问题)。

篇3:清水混凝土表面透明保护喷涂施工工艺

清水混凝土表面透明保护喷涂的施工工艺

一、清水混凝土建筑

　　1、建筑风格:清水混凝土建筑作为一种建筑表现形式,最早出现于六十年代的日本,成功应用始于八十年代后期,以后逐渐出现在德国、美国等欧美国家,从而成为了一种新的建筑流派。日本是世界上最早采用这一建筑形式的国家,采用这种设计方案的第一个建筑是日本奥林匹克体育场,引起了建筑界的轰动。但是,由于当时尚未出现防止混凝土潮湿变色的工艺和相对应的耐久性很好的涂料,而且当时的施工工艺是将涂料的成分掺入混凝土内,混凝土表面象被雨淋湿一样变黑,并且当时市面上只有丙烯酸树脂及聚胺酯树脂涂料,其耐久性有限,经过几年后混凝土表面变黄,因此这种设计的流行时间很短。八十年代中后期,日本建筑师安藤忠雄在东京的一座建筑上率先挑战和创造这一新的建筑形式,并一举获得成功,成为世界知名的建筑大师(安藤先生的许多作品多以崇尚自然,追求质朴无华,返朴归真的理念,清水混凝土是其作品中较为突出的一种追求自然与人和谐的形式)。之后,日本许多建筑师纷纷效仿,从而引发了素混凝土设计和应用的第二次高潮,清水混凝土风格在日本乃至世界上许多国家越来越被人们推崇、接受。为什么八十年代后期的应用获得成功,主要原因是以旭硝子涂料树脂株式会社为主开发了防止潮湿变色的AC 涂料新品种,并且采用了常温固化型氟碳树脂涂料,从而使清水混凝土建筑可以维持10年至20年不被破坏。迄今为止,旭硝子公司作为混凝土透明保护AC工法的市场领导者,已拥有施工800万平方米的骄人业绩。

　　这种建筑表现形式能够完整而有效地保留混凝土建筑本身具有的自然的颜色和机理,外观朴素,是返朴归真和回归自然的一种表现,体现出建筑与人和自然的和谐与完美,实现了根植于人们内心深处的对纯净自然的向往和回归;它不求奢华,不落俗套,但却个性挺拔,具有大家风范,代表着简约的时尚,鲜明的个性和澎湃的激情。

　　2、技术组成:要想表现清水混凝土建筑风格的最佳效果,最重要的仍是混凝土墙体的浇筑、保养及处理。众所周知,混凝土表面吸水率较大,如不作任何保护,历经风吹雨打,混凝土在自然界的环境下会遭受来自阳光、紫外线、酸雨、油气、油污等破坏,逐渐失去其本来面目,混凝土也会随着天长地久而日趋被中性化和破坏,其表面效果将日趋污浊,影响观瞻。因此,对混凝土表面进行透明保护性喷涂,不仅能解决保护混凝土的问题,使其更加耐久,而且可以起到防止污染、保持清洁,不会因为吸水而颜色变深,因而清水混凝土建筑在下雨中仍能保持颜色不变,而不象一些立交桥一样,一下雨就污浊不堪,因此它又被称为干性喷涂(Dry Coating)。

二、混凝土的浇筑施工

　　作为建筑的主体,混凝土浇筑的质量是混凝土透明保护最为有效 环节,它的好坏直接决定了最终清水混凝土墙面的装饰效果,据业内人士讲,最终效果60%取决于混凝土浇筑的质量,40% 取决于后期的透明保护喷涂施工。因此,对于建筑结构承建商而言,以高标准、严要求浇筑混凝土,达到装饰混凝土要求是极大的一种挑战,因此应注意:

　　1、模板的选用不可选用造成墙体染色,或影响混凝土的均匀凝固而造成墙体颜色不一, 或拆板时木质纤维容易粘在墙体的模板。模板必须质量好,适用于优质混凝土的浇筑,这是选择模板的最基本原则。

　　2、要精心浇灌,确保混凝土施工质量三、清水混凝土透明保护喷涂工艺(Bonnflon AC Dry Coating System)

1、概述:

　　这是一种以高耐久性常温固化氟树脂(Bonnflon)透明(或半透明)涂料,对混凝土表面进行喷涂从而起到长久保护混凝土免受外界环境破坏并保持混凝土自然机理和质感的喷涂工艺。

　　主要特点如下:

　　1)、超强的耐候性:由于氟碳树脂极好的耐候性可使混凝土表面保持15至20年免予维护;

　　2)、突出的憎水性(防水性):底涂具有极好的防水性, 防止水分浸入混凝土, 从而起到保护混凝土的作用;

　　3)、返朴归真,回归自然的表面效果:可保持混凝土自然的颜色、机理及质感, 达到独特的、个性化的表面效果;

　　4)、防止混凝土开裂:整个混凝土墙面受到氟碳树脂涂层的保护, 避免混凝土受到侵害导致的裂纹;

　　5)、非常有效地防止混凝土中性化:混凝土中性化是混凝土变质的最大危害, 氟碳树脂涂层的高效保护可避免混凝土遭受中性化破坏。

2、选材及配料

　　本工艺采用日本旭硝子涂料树脂株式会社(Asahi GlassCoating & Resin Co. Ltd.)生产的邦氟珑水性氟碳树脂涂料(Bonnflon Water Base AC),结合北京中铁德成喷砖技术开发有限公司(Citytile Coating Beijing Limited)专业施工技术和经验,从而完成了采用这一先进工艺的第一个中国建筑案例上地科技园区联想电脑大厦,从而开辟了清水混凝土建筑在中国建筑市场的应用之路。

　　选材:Bonnflon AC工法分类按照涂装效果可分为 :完全透明涂装工法(Clear Coating)

　　着色透明涂装工法(Color Clear Coating)

　　按照涂料材质可分为:水性氟碳树脂涂料(Water Base Type)

　　油性(溶剂型)氟碳树脂涂料(Solvent Type)

3、墙面基层处理:

　　如前所述,采用这一工艺,若想达到最佳的表面机理效果,最重要的是混凝土的浇筑质量,浇筑混凝土墙面应达到平整、不修补即可涂装的水平。但是,由于混凝土的施工需要多人多机械联合作业施工。并且结构工程可能跨越几个明显的季节变化。

　　因此,达到理想的装饰混凝土质量和效果十分不易。因此,在主体结构完成后,混凝土浇筑质量已经定型的情况下,墙面的基层处理就显得至关重要了,处理的质量好坏直接影响最后的喷涂效果。

　　A. 墙面的清理B.墙面的修补对于混凝土表面的缺陷,原则上修补的数量和部位越少越好。

　　质量标准:由于目前尚无中国国家标准,暂以行业经验作为质量标准。

　　1)、基层处理:达到墙面平整,颜色大致均一,无大于5mm以上等孔洞,无大于0.5mm以上的裂缝,错模部位高度差小于3mm,无明显的修补痕迹,混凝土表面原有的机理依稀可见,颜色从整体看大致均匀;

　　2)、底涂:喷涂均匀, 无遗漏, 达到喷涂后墙体颜色稍稍加深, 通过墙体表面防水测试达到不渗水;

　　3)、中间涂层:喷涂均匀, 无遗漏, 喷涂后墙体颜色较上个程序更为加深;

　　4)、透明罩面涂层:喷涂均匀,无遗漏,喷涂后墙体表面装饰效果明显,形成稳定均匀的保护膜,整体上观察墙面平整,洁净,颜色均匀,无色差,并隐约保持混凝土原有的表面机理效果,通过墙体表面防水测试达到不渗水,用水泼到墙面,颜色无任何变化,不变深,不变湿。

篇4:无粘结预应力混凝土蛋形消化池施工

无粘结预应力混凝土蛋形消化池的施工

　　杭州市四堡污水处理厂扩建工程由国家计委立项,是浙江省及杭州市的重点工程项目。该工程中3座无粘结预应力混凝土蛋形消化池是目前国内同类工程中规模最大、结构最复杂、技术含量最高、施工难度最大的单位工程。其单池容积为l 0926m3,池体最大内径24m,工程规模与我国首次在济南建造的有粘结预应力混凝土蛋形消化池相当,目前与其并列属世界第二位、亚洲第一位。该工程由中国市政工程华北设计研究院设计,中国建筑八局浙江分公司施工。

1、工程概况

　　消化池池体高32m,埋深13.6m,内空高41.7m,池壁厚由700mm渐变至400mm,外形呈三维曲面体(见图1)。池体内壁采用无毒环氧防腐涂料防腐,外壁采用聚氨酯发泡保温、钢龙骨彩钢板饰面。基础为桩承台,50根?1000mm钻孔灌注桩,长45m,钢筋混凝土承台厚度最小为1600mm.池体为双向无粘结预应力混凝土结构,环向共设置122圈(由呈半圆形的2束筋组成)预应力筋,且为分段均布预应力筋。混凝土等级地下无须应力部分为C30、S8,其余为C40、S8,均掺4%TJ外加剂。

2、工程施工特点

　　2.1 非预应力钢筋安装尺寸、位置要求准确 地下承台部分钢筋由多层环向、竖向和径向钢筋形成立体网状结构,地上壳体部分钢筋为2层由环向和竖向钢筋组成的网片。环向钢筋在现场放大样用弯曲机弯曲成型,采用电弧焊将其焊成封闭式的圆环。环向筋和竖向筋形成壳体网状结构,安装成型后难以校正,所以对钢筋尺寸、位置要求准确,否则模板无法就位。

　　2.2 模板及支撑体系复杂 消化池池壁呈三维曲面体,其截面尺-寸随标高变化而变化,模板及支撑体系加工、安装、校正难度大。

　　2.3 混凝土质量要求高 混凝土工程质量要经受满水闭气试验的考验,混凝土的密实度及施工缝处理要求很高;池壁为曲面,预应力张拉孔加固筋多,混凝土振捣困难;混凝土养护难度大。

　　2.4 无粘结预应力施工难度大 预应力张拉孔的尺寸受结构限制,预应力筋张拉只能采用变角张拉。预应力筋分布广,张拉过程中千斤顶就位和移位都十分困难。

3、非预应力钢筋安装

　　3.1 钢筋支架钢筋支架安装前,先计算出支架尺寸(包括半径等)与标高的关系,在安装过程中,通过池体中心线量出相应标高的支架半径以确定支架位置。本工程结合现场的实际情况,在施工过程中基础底板部分钢筋采用L50mm×5mm支架;承台部分利用本身的结构钢筋作为支架,即将竖向筋、环向筋和径向筋点焊成整体,形成立体骨架体系;地上壳体部分采用φ25钢筋制成的平面衍架。

　　3.2 钢筋的制作与安装钢筋是在现场大样的基础上进行下料和弯曲制作,其误差控制在5mm范围内。

　　钢筋安装的顺序是先安装结构钢筋网片,然后为开洞及安装洞口加固筋。安装前计算出竖向筋每隔500mm高度或径向筋不同半径(间隔500mm)的间距,并标注在钢筋支架上。安装时,先每隔500mm固定竖向筋或径向筋位置,然后再安装水平筋或环向筋。为增强结构钢筋的整体性,可适当将结构筋与支架点焊连接。钢筋安装比模板工程要提前一个施工段。钢筋接头采用搭接和绑条焊(d≥22mm)。

4、模板及支撑体系设计与施工

　　4.1 模板体系设计制作经有关各方多次讨论研究,模板体系采用组合钢模长900、1200、1500mm三种规格和特制的异形钢模拼装而成。异形模板和组合模板之间通过U形卡连接成整体。

　　模板拼装规则为在同一标高内,异形模板的块数由模板上、下端听处位置的圆周长差值及异形模板尺寸决定。由于每一道模板上下端圆周长差值一定,故异形模板上、下端宽度差值越小,则异形模板的数量就越多,从而每组定型模板的宽度B就小,每组组合钢模两端所形成轨迹与设计圆环轨迹之间高差就越小,模板拼装后上下两端就越平整,拼缝就越小,拼装效果更好。

　　根据以上拼装规则,结合现场大样,展开图中宜取Δh≤10mm.异形模板需有8种不同规格。组合钢模和异形钢模均在工厂加工制作成型后运至工地;对拉螺栓在现场加工制作。

　　4.2 支撑体系池体内的满堂脚手架既是模板施工的支撑体系,也是测量定位放线的支架,采用?48mm×3.5mm脚手钢管搭设。由于受到池体形状限制,内脚手架搭设围绕消化池中轴线径向展开,其外形呈卵形,步距为1.8m,立杆间距不大于1.5m。内脚手架搭设的关键在于稳定性,为此立杆要垂直、间距一致、形状规整、立杆底要有可靠的支点。因立杆底部是支承在呈曲面的池壁表面上,可利用对拉杆和预埋件,以保证立杆不滑移。内脚手架搭设要比结构施工段高出10m左右,以便于钢筋工程施工及临时支承钢筋。池体外的脚手架主要是作为操作架,沿池壁外侧搭设成圆环状,步距为1.8m,立杆间距为1.5m.

　　4.3 模板安装加固及校正模板安装在钢筋(包括预应力筋)绑扎及锚垫板安装验收合格后进行。在模板加固成型前,模板位置控制非常困难,为加快安装速度,在与模板上端相对应的成型钢筋骨架上用φ14钢筋沿环向焊成模板临时限位,即钢筋外侧面恰好为模板面位置,焊限位时通过池体中心线用钢尺量出限位筋标高位置的半径。限位筋焊好后要经复核验收合格后才可支模。模板安装时要根据模板翻样确定的相应标高段所应采用的异形模板和组合钢模规格、数量来确定异形钢模的间距,然后按照此间距对称地进行模板拼装。否则要进行校正。校正结束后,使用钢管将内模板外楞与满堂脚手架连成整体,并将模板临时限位拆除。

　　4.4 细部处理模板拼装时,接缝要严密,模板间缝隙大于2mm时,应采用海绵条嵌填。随池体结构不断上升,因池壁内外模上升速率不同,导致内外模上口不平,不但影响施工缝的处理,还影响对拉螺杆孔的对应。为此特定制一批100mm×300mm的组合钢模,在内外模高差大于80mm时用其进行调整。

5、混凝土施工

　　5.1 混凝土浇筑及养护本工程所有混凝土均采用商品混凝土,并用混凝土输送泵进行浇筑。根据池壁为平面圆形的特点,混凝土浇筑时要避免模板朝一个方向倾斜的现象,采取分层、对称浇筑,即标高9.2m以下各段混凝土分层浇筑,标高9.2m以上各段混凝土对称一次性浇筑到顶。浇筑混凝土时为避免产生冷缝,在先浇筑混凝土还未初凝时后续混凝土必须立即跟上。

　　在池壁模板拆除后及时用UEF混凝土养护剂涂刷混凝土表面,使混凝土内水分不蒸发散失,以达到混凝土自养护的目的。UEF混凝土养护剂属水溶性材料,涂刷后有效期为15d,并随下雨溶解面消失,对混凝土表面粉刷无影响。

　　5.2施工缝处理消化池池体结构施工共划分为26个施工段,需留设25条施工缝,采用钢板止水带进行止水。

6、无粘结预应力施工

　　6.1 预应力筋的制作与安装无粘结预应力筋进场后,要按规范规定进行强度、松弛率、油脂含量等项目的复试。复试合格后,在现场按计算的每束筋长度(包括两端张拉预留长度)进行下料,采用砂轮切割机切断,并将预应力筋编成束,每隔lm用18号铅丝绑扎,在端部做好编号。

　　环向预应力筋最长43.3m,竖向筋最长33.5m.在非预应力结构筋绑扎成型和预应力筋支架焊接固定检查合格后,预应力筋整束由人工穿入池壁钢筋骨架内,将其理顺,确定位置,随后用铅丝固定在支架筋上,避免产生整体扭绞现象。预应力筋就位后,在预应力筋两端装锚垫板和张拉盒。锚垫板可以事先与张拉盒焊在一起,安装就位时,将张拉盒与周围非预应力筋焊接牢固且位置准确。

　　每束环向预应力筋均一次性安装就位,而每束竖向筋则要分成若干次,随池体结构施工,逐段就位固定。

　　6.2 预应力筋张拉本工程预应力筋除标高33.45m处的竖向筋张拉端外均需采用变角张拉,根据不同部位所采用的变角角度分为25°、30°、33°三种。工作锚采用OVMl5-5、4、3型锚具。

　　正式张拉之前,通过试张拉,了解到变角垫块摩阻损失较小(变角角度为25.时,摩阻损失仅为2.34%);孔道摩阻损失比规范规定的小1倍左右;实际伸长值均超过理论值的110%(为理论值的115%左右);单根张拉建立的有效预应力可满足设计要求。

　　张拉顺序为:环向筋从下往上隔圈(即J1、J3、J5、…J121)张拉→竖向筋隔圈(即JV2、JV4、JV6、…JV64)对称大循环张拉→环向筋从上往下隔圈(即J122、J120、…J112)张拉→竖向筋隔圈(即JVl、JV3、…JV63)对称大循环张拉→环向筋从上往下隔圈(即J110、J108、…J2)张拉。

　　每根筋均采用一端先张拉,另一端补足的方法进行张拉。具体是在每束筋的两端均装上锚具和夹片,然后在一端装上变角垫块,用手提式千斤顶(YCN-23型)逐根进行张拉,同时在另一端派专人查看每根筋夹片的跟进顺序,并用色笔在池壁上做好记号,最后在另一端装上变角势块,用千斤顶逐根进行补足张拉。张拉加载分级为0.2σcon→0.5σcon→0.7σcon→1.0σcon →1.03σcon.在张拉过程中,测读0.2σcon一1.0σcon之间的伸长值,并按正比例关系推算出实际伸长值(0一1.0σcon之间的值)。

　　整个工程预应力张拉实际伸长值为理论伸长值的96%一109%,均在允许范围内,未发生断丝等异常现象。在张拉过程中,浙江大学土木系结构研究所进行了张拉力抽样检测、有效预应力和预应力损失测定、混凝土应力应变测定等3项测试,测试结果表明,张拉力控制准确,建立的有效预应力乃至建立在消化池池体混凝土上的预压应力满足设计要求。

　　预应力筋张拉后,在距锚具300mm处将外露预应力筋切除,清理锚具及外露预应力筋上的油漆和张拉孔杂物,然后在张拉孔口焊2ф12短钢筋、支模,最后用C45微膨胀混凝土填实。

7、结束语

　　本工程主体结构及其满水闭气试验的顺利完成,标志着3座容积均为10926m3的蛋形消化池巴圆满建成。它的成功建造将为我国今后建造1万m3以上蛋形消化池积累宝贵的施工经验。

篇5:梁柱节点不同强度等级混凝土的施工方法

梁柱节点不同强度等级混凝土的施工方法

1、梁柱节点不同强度等级混凝土的常见施工方法

　　1.1 不同等级混凝土邻接面的留设在钢筋混凝土结构中,高层建筑框架结构的梁柱节点比较复杂,由于荷载组合及内力计算的结果,要求同一层的竖向结构(柱、墙)混凝土强度等级高于水平结构(梁、板)的混凝土强度等级。钢筋混凝土框架结构,水平施工缝通常留于柱脚,柱顶若要留水平施工缝则应留于梁底。若同层的竖向构件和水平构件的混凝土同时浇捣,则柱顶不留施工缝。

　　1.2 梁柱不同强度等级混凝土分别浇捣的施工根据高层建筑多数使用商品混凝土或现场搅拌站泵送浇捣的情况,梁柱节点核心区的混凝土浇捣方法为:如图1所示,不管柱顶留或不留施工缝,均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土就位,分层振捣,在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前,随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时,应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝,故宜在柱顶梁底处留设施工缝,以缩小节点核心区高强度等级混凝土浇捣时间,避免高低强度等级混凝土的邻接面形成冷缝。同时对梁柱节点钢筋密集的核心区用小型插入振捣器加强振捣,杜绝漏振死角,对于钢筋确实过分密集的情况,应事先和设计单位联系采取适当的技术措施,确保节点核心区混凝土的密实性和设计强度。

2、梁柱节点随同楼面统一浇捣

　　梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法,给施工带来不便,且容易形成邻接面的冷缝,故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时 ,可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出:此时,梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度,会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足,以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足,所以一般不应采用。

3、控制和消除梁柱节点处裂缝的具体措施

　　3.1 产生梁柱节点不同混凝土强度等级处裂缝的原因根据我公司在宁波、杭州、上海等地高层建筑工程施工的实践,梁柱节点不同混凝土强度等级均按先柱后梁的次序浇捣,也曾发现少数楼层在梁柱节点处高低强度等级混凝土交界面附近出现微细裂缝。经现场察看和讨论分析认为,这些裂缝不是荷载作用下的结构裂缝,并不影响结构的安全使用。虽然微裂在混凝土中是很难避免的,但是应从严要求,分析原因,采取有效措施,尽量控制和消除这类裂缝,进一步提高工程质量。其具体原因是:

　　(1)梁柱节点处,混凝土的强度等级相差较大,(相差两个等级)时,不同强度等级的混凝土,其水泥用量、水灰比、用水量都不同,柱子体积大,水泥用量多,产生的水化热高,高低强度等级混凝土的收缩有差

　　(2)柱子断面大,刚度大,梁的截面相对较小,受柱子的强大约束,梁混凝土的收缩受限制,也容易产生裂缝。

　　(3)商品混凝土配合比中,高强度等级混凝土的水泥用量偏多,水灰比、含砂率、坍落度偏大,也会导致高低强度等级混凝土交界附近产生裂缝。

　　(4)现浇梁板的梁在板下,上面保养的水被板充分吸收,而梁得不到充足的养护水分,造成梁的内外不均匀收缩,也容易导致梁的两侧面产生裂缝。

　　(5)有的梁侧面水平方向的构造钢筋太少,对梁的抗收缩裂缝不利。

　　3.2 防止梁柱节点处裂缝的措施根据上述原因分析,采取改进的具体措施如下:

　　(1)要求混凝土搅拌厂调整配合比设计,在满足强度等级及可泵性的条件下,对柱子混凝土,减少水泥用量、减少含砂率、增加石子含量、减少坍落度、减少用水量,并对粉煤灰和外加剂的用量也需作相应的调整。

　　(2)节点处的混凝土实行“先高后低”的浇捣原则,即先浇高强度等级混凝土,后浇低强度等级混凝土,严格控制在先浇柱混凝土初凝前继续浇捣梁板的混凝土,事先作好技术交底和准备工作。

　　(3)梁板的混凝土采用二次振捣法,即在混凝土初凝前再振捣一次,增强高低强度等级混凝土交接面的密实性,减少收缩。

　　(4)在产生裂缝相对较多的梁的侧面,增加水平构造钢筋,提高梁的抗裂性。

　　(5)严格控制混凝土拌合物的坍落度,节点核心区柱子部位混凝土采用塔吊输送,以期降低坍落度。在现场,对每车混凝土都应进行坍落度检测。

　　(6)加强混凝土的养护,特别是梁,除了板面浇水外,还应在板下梁侧浇水,在满堂承重脚手架未拆除之前,可以用高压水枪对梁进行浇水养护,并推迟梁侧模的拆模时间。

4、结语

　　高层建筑的框架结构节点处,经常会出现柱混凝土强度等级比同一层梁板高的情况,通常的施工方法是先浇节点处混凝土强度等级高的核心部分,然后于初凝前再浇梁板混凝土。只要采取的针对性措施到位,并精心施工,梁柱节点高低强度等级混凝土交界处附近的裂缝完全可以得到避免。

混凝土裂缝