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混凝土裂缝控制技术

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中博建设工程集团有限公司

混凝土裂缝控制技术

分类:
科技园地
发布时间:
2010/12/30
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  混凝土裂缝控制与结构设计、材料选择、施工工艺等多个环节相关,其中选择抗裂性较好的混凝土是控制裂缝的重要途径。本技术主要是从混凝土材料角度出发,通过原材料选择、配比设计、试验比选等选择抗裂性较好的混凝土,并提及施工中需采取的一些技术措施等。
  1、主要技术内容
  (1)原材料要求)水泥必须采用符合现行国家标准规定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,水泥比表面积宜小于350m2/kg;水泥碱含量应小于0.6%。水泥中不得掺加窑灰。水泥的进场温度不宜高于60℃;不应使用温度大于60℃的水泥拌制混凝土。
  1)应采用二级或多级级配粗骨料,粗骨料的堆积密度宜大于1500kg/m3,紧密密度的空隙率宜小于40%。骨料不宜直接露天堆放、暴晒,宜分级堆放,堆场上方宜设罩棚。高温季节,骨料使用温度不宜大于28℃。
  2)应采用聚羧酸系高性能减水剂,并根据不同季节、不同施工工艺分别选用标准型、缓凝型或防冻型产品。高性能减水剂引入混凝土中的碱含量(以Na2O+0.658K2O计)应小于0.3kg/m3;引入混凝土中的氯离子含量应小于0.02kg/m3;引入混凝土中的硫酸盐含量(以Na2so4计)应小于0.2kg/m3。
  3)采用的粉煤灰矿物掺合料,应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596的规定。粉煤灰的级别不应低于Ⅱ级,且粉煤灰的需水量比应不大于100%,烧失量应小于5%。严禁采用C类粉煤灰和Ⅱ级以下级别的粉煤灰。
  4)采用的矿渣粉矿物掺合料,应符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的规定。矿渣粉的比表面积应小于450m2/kg,流动性比应大于95%,28d活性指数不宜小于95%。
  (2)配合比要求)混凝土配合比应根据原材料品质、混凝土强度等级、混凝土耐久性以及施工工艺对工作性的要求,通过计算、试配、调整等步骤选定。
  1)混凝土最小胶凝材料用量不应低于300kg/m3,其中最低水泥用量不应低于220kg/m3配制防水混凝土时最低水泥用量不宜低于260kg/m3。混凝土最大水胶比不应大于0.45。
  2)单独采用粉煤灰作为掺合料时,硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的35%,普通硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的30%。预应力混凝土中粉煤灰掺量不得超过胶凝材料总量的25%。
  3)才哦能够矿渣粉作为掺合料时,应采用矿渣粉和粉煤灰复合技术。混凝土中掺合料总量不应超过胶凝材料总量的50%,矿渣粉掺量不得大于掺合料总量的50%。
  4)配制的混凝土除满足抗压强度、抗渗等级等常规设计指标歪,还应考虑满足抗裂性指标要求。有条件时,使用温度——应力试验机进行抗裂混凝土配合比的优选。
  (3)施工要求)大体积混凝土施工前,宜对施工阶段混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行计算,确定施工阶段混凝土浇筑体的温升峰值,里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控的技术措施。
  一般情况下,温控指标宜不大于下列数值:
  混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值为40℃;混凝土浇筑体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)为25℃;混凝土浇筑体的降温速率为2.0℃/d;混凝土浇筑体表面与大气温差为20℃。
  1)超大体积混凝土施工,应按设计要求留置变形缝,当设计无规定时,宜采用下列方法:
  后浇带施工:后浇带的设置和施工应符合现行国家有关规范的规定;跳仓法施工:底板分段长度不宜大于40m,侧墙和顶板分段长度不宜大于16m。跳仓间隔施工的时间不宜小于7d,跳仓接缝处按施工缝的要求设置和处理。
  2)在高温季节浇筑混凝土时,混凝土入模温度应小于30℃,应避免模板和新浇筑的混凝土直接受阳光照射。混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不应超过40℃。混凝土成型后应及时覆盖,并应尽可能避开炎热的白天浇筑混凝土。
  )在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时,应采取适当挡风措施,防止混凝土失水过快,此时应避免浇筑有较大暴露面积的构建。雨期施工时,必须有防雨措施。
  )混凝土养护期间应注意采取保温措施,防止混凝土表面温度受环境因素影响(如暴晒、气温骤降等)而发生剧烈变化。养护期间混凝土浇筑体的里表温度不宜超过25℃、混凝土浇筑体表面与大气温差不宜超过20℃。大体积混凝土施工前应制定严格的养护方案,控制混凝土内外温差满足设计要求。
  )混凝土的拆模时间需考虑拆模时的混凝土强度外,还应考虑到拆模时的混凝土温度不能过高,以免混凝土接触空气时降温过快而开裂,更不能在此时浇凉水养护。混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆模。
  一般情况下,结构或构件混凝土的里表温差大于25℃、混凝土表面与大气温差大于20℃时不宜拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。
  技术指标工作性、强度、耐久性等满足设计要求,抗裂性与所使用的试验方法有很大关系,主要有以下方法:
  (1)圆环抗裂试验见《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES01附录A1。
  (2)平板法见《混凝土结构耐久性设计与施工指南》CCES01附录A2。
  (3)平板诱导试验见《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082规定的方法9:早期抗裂试验。
  适用范围适用于各种混凝土结构工程,如工业与民用建筑、隧道、码头、桥梁及高层、超高层混凝土结构等。
  已应用的典型工程北京地铁、天津地铁、中央电视台新办公楼、红沿河核电站安全壳、润扬长江大桥等。