浅谈混凝土墙板结构裂缝控制措施
2011-08-15刘治有
刘治有
(化州市城郊建筑工程公司,广东 化州 525100)
在建筑施工中墙体裂缝应得到重视,如墙板发生裂缝,会导致建筑物发生渗漏或影响结构物的整体性能及抗震性能,并可能使居民造成不安全心理,所以对于墙板结构的裂缝应引起足够的重视。
1 工程概况
茂名市某改造工程,建筑面积26 206 m2,其中地下1层为停车场,本工程为框架剪力墙结构,基础为独立柱基础、墙下条形基础及防水底板。梁高为1 100 mm、850 mm等;板厚为350 mm、250 mm及200 mm等;墙厚为400 mm、350 mm及300 mm等。底板混凝土强度等级为C35、S8,共计5 672 m3;地下1层外墙混凝土强度等级为C35、S8,内墙柱及顶板为C35,共计8 510 m3;地上1层顶板混凝土强度等级为C35、S8,内墙柱为C35,共计5 420 m3。
2 施工条件分析
2.1 气候条件不利
该工程大部分构件混凝土是在当年11、12月份及次年1月份施工的,施工周期内环境温度在-6~2 ℃之间,风力 4~5级,混凝土浇筑施工处于冬季,气候条件不利于混凝土的浇筑和养护。
2.2 设计后浇带减少混凝土收缩变形
混凝土整体构件面积大,裂缝、冷缝及平整度等质量控制问题十分突出。工程地下室底板面积为13 490 m2,墙板通长面积为708 m2,属混凝土结构施工。为解决钢筋混凝土的收缩变形或混凝土的收缩应力,设计要求纵横各设置两条后浇带,以减少混凝土早期收缩量大带来的不利影响,其设计思路是“以放为主”。设置后浇带的主要作用是释放早期混凝土收缩应力,减少混凝土收缩引起的开裂。
2.3 混凝土构件设计含筋率高
本工程墙、板设计配筋为双层双向通长钢筋网片。板筋间距均为150 mm,直径分别有Φ12、Φ14等,两个方向的配筋率均在1%以上,最大达到3.2%。这样的配筋能够提高混凝土的抗裂性能,有利于控制混凝土的裂缝。
2.4 混凝土泵送距离长
本工程混凝土全部采用预拌混凝土,施工现场由混凝土拖泵进行水平及竖向输送。由于受工程周边场地狭窄条件所限,混凝土输送泵布管最长处达230 m。混凝土输送距离长,采用多泵交替分层浇筑,以避免出现混凝土浇筑施工冷缝。
3 裂缝控制措施
混凝土墙、板构件的施工,关键是解决混凝土构件收缩、温度裂缝及平整度问题。施工前分析防止施工冷缝的技术措施,施工中充分掌握当地气候变化,避免浇筑时间持续过长而遭遇天气突变。
3.1 取消设计后浇带改为留设施工缝分区施工
考虑到工程施工实际情况和后浇带施工的难度,经反复研究,修改设计方案决定取消本工程设计后浇带,并根据本工程的平面结构及形状特点,沿原设计后浇带位置设置3条施工缝,把整个工程划分为4个施工区段。
3.2 强制改善混凝土密实性能
FS102混凝土防水密实剂,呈无机液化性态、无毒、无污染,产品性能稳定,与水溶和,在混凝土中分布均匀,与水泥中的硅、钙、钠、镁等元素反应,可生成凝胶体和结晶体,堵塞水泥毛细孔隙,对混凝土构件中的钢筋无腐蚀作用。经预拌混凝土搅拌站试验表明,掺用FS102混凝土防水密实剂与不掺用的同体积混凝土试块相比,掺用防水密实剂的混凝土容重提高12%,具有提高混凝土密实及抗渗作用;对于多种水泥混凝土具有减小收缩的规律性特征;对防止混凝土开裂、提高混凝土耐久性具有重要意义。
鉴于FS102混凝土防水密实剂具有以上优良性能,分析该工程混凝土构件面积大、地下混凝土构件受温度影响变形小、防水要求标准高等特点,因此,在施工过程中使用掺加 FS102外加剂的密实混凝土。在本工程混凝土的配制和应用过程中,混凝土掺加FS102防水密实剂,也改善了混凝土的和易性,经检查混凝土无收缩裂缝、冷缝、渗漏现象。在保证质量的同时缩短了工期35 d。
3.3 改善泵送混凝土性能
经试验研究表明,采用“双掺”混凝土,可降低水化热、延缓温峰、提高混凝土抗裂性、延缓凝结时间、减少坍落度损失、增加和易性、提高可泵性;而原材料对混凝土的性能起决定性影响,优选原材料可优化混凝土配合比、减少水泥用量和用水量、降低水化热、减少混凝土的干缩及收缩变形、提高混凝土的抗裂性能。原材料准备如下:①水泥选用塔牌42.5普通硅酸盐水泥,单方水泥用量292 kg,可获得相对比较小的水化热和收缩量。②粗骨料选用5~31.5 mm连续级配的精选碎石。经多次实测,含泥量均小于0.6%,针片状颗粒含量小于6.9%,压碎指标为7.3%。③细集料选用细度模数为2.7的中粗净水河砂。经多次实测,含泥量均小于 1%,混凝土砂率为 40%。④减水剂选用缓凝高效减水剂,掺量为水泥用量的2.6%,减水率为 14.1%,延缓混凝土初凝时间至 6 h。⑤防水剂选用五星牌FS102混凝土防水密实剂,掺量为水泥用量的0.3%。⑥掺和料选用磨细粉煤灰,掺量为水泥用量的 18.2%。⑦水为饮用水,水灰比为0.54。混凝土出机坍落度控制在16~18 cm,每班在浇筑工作面检查3次,发现坍落度始终控制在14~16 cm。
3.4 改进生产工艺
混凝土的收缩值和极限拉伸值,除与水泥用量、集料品种和级配、水灰比、集料含泥量等因素有关外,还与施工工艺和施工质量密切相关。通过改进生产工艺,可在一定程度上减少混凝土的收缩,提高其极限拉伸值,防止产生温度裂缝。
(1)混凝土浇筑采用二次振捣工艺,当混凝土入模经过第一次振捣后,掌握好时间,在混凝土初凝前,对其进行二次振捣,排除因泌水在粗集料和水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高钢筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,减少混凝土内部微裂,增强混凝土的密实度,使混凝土的抗压强度提高15%左右,从而提高混凝土的抗裂性。
(2)混凝土整平抹面采用二次抹压工艺,在混凝土初凝后用铁抹子对其表面实施二次抹压,消除混凝土浆体早期失水产生的微裂缝,控制混凝土表面龟裂。二次抹压应在混凝土表面上人仅留很轻微脚印或脚印不明显时进行。
3.5 控制混凝土入模温度,保证混凝土连续供给均衡
(1)要求预拌混凝土厂家使用入冬前储备的原材料,尤其是要使用干燥未受冻的砂石料,以保证混凝土质量。加大对原材料含水率的检测频次,确保外加剂复试的准确性;严格控制外加剂的掺量,防止其波动影响混凝土质量。
(2)混凝土运输罐体应加盖保温罩,以减少运输途中的热量损失。保证混凝土生产、运输的连续性,减少混凝土在输送管道内的停留时间,防止温降过大导致管道堵塞,并保证混凝土的出罐温度不低于10 ℃,入模温度不低于5 ℃。
(3)混凝土的浇筑应连续进行。如必须间歇时,其间歇时间应尽量缩短,并在前层混凝土凝结之前,将次层混凝土浇筑完毕。
(4)合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土拌和物堆积高差过大。
以上措施,一方面有利于控制混凝土拌和物的质量,保证混凝土的连续顺利输送;另一方面也可以保证混凝土的入模温度,调整结构混凝土与周围环境的温差,防止产生温度裂缝。
3.6 选择合适的浇筑时间,加强混凝土养护
(1)墙板混凝土浇筑作业应避开雨天和大风天气进行,并应在两天内天气无变的情况下才开盘浇筑。
(2)为保证已浇筑好的混凝土在规定龄期达到设计要求的强度,并防止产生收缩裂缝,混凝土经二次抹压定型后即满铺塑料布和棉被覆盖,防止其水分过快蒸发和混凝土受冻。当日平均气温低于5 ℃时,不得浇水。
(3)在已浇筑的混凝土强度达到1.2 N/mm2以后,方可在其上行走和安装模板、支架。
4 结束语
总之,混凝土墙板结构的裂缝难以避免,在工程实际中更多的是对裂缝进行有效的控制,应进行科学的施工组织设计,以预防裂缝的发生、严格控制混凝土原材料、要充分利用配筋来减小混凝土的温度应力。通过这些方法可有效地控制裂缝的出现。