
建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)之混凝土裂縫控制技術(shù)
為全面提升建筑業(yè)技術(shù)水平,住房城鄉(xiāng)建設(shè)部公布了關(guān)于做好《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)(2017版)》推廣應(yīng)用的通知,以下為《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)(2017版)》具體內(nèi)容,身為一級(jí)建造師和走向一級(jí)建造師路上的你是一定要知道的:
混凝土裂縫控制技術(shù)
2.5.1 技術(shù)內(nèi)容
混凝土裂縫控制與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇和施工工藝等多個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要涉及結(jié)構(gòu)形式、配筋、構(gòu)造措施及超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制技術(shù)等;材料方面主要涉及混凝土原材料控制和優(yōu)選、配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化;施工方面主要涉及施工縫與后澆帶、混凝土澆筑、水化熱溫升控制、綜合養(yǎng)護(hù)技術(shù)等。
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)混凝土的裂縫控制要求
超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)如不在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程施工階段采取有效措施,將會(huì)引起不可控制的非結(jié)構(gòu)性裂縫,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)外觀、使用功能和結(jié)構(gòu)的耐久性。超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)性裂縫的主要原因是混凝土收縮、環(huán)境溫度變化在結(jié)構(gòu)上引起的溫差變形與下部豎向結(jié)構(gòu)的水平約束剛度的影響。
為控制超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的裂縫,應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段采取有效的技術(shù)措施。主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):
1)對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行溫度應(yīng)力驗(yàn)算,溫度應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)應(yīng)考慮下部結(jié)構(gòu)水平剛度對(duì)變形的約束作用、結(jié)構(gòu)合攏后的最大溫升與溫降及混凝土收縮帶來(lái)的不利影響,并應(yīng)考慮混凝土結(jié)構(gòu)徐變對(duì)減少結(jié)構(gòu)裂縫的有利因素與混凝土開裂對(duì)結(jié)構(gòu)截面剛度的折減影響。
2)為有效減少超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的裂縫,對(duì)大柱網(wǎng)公共建筑可考慮在樓蓋結(jié)構(gòu)與樓板中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù),樓蓋結(jié)構(gòu)的框架梁應(yīng)采用有粘接預(yù)應(yīng)力技術(shù),也可在樓板內(nèi)配置構(gòu)造無(wú)粘接預(yù)應(yīng)力鋼筋,建立預(yù)壓力,以減小由于溫度降溫引起的拉應(yīng)力,對(duì)裂縫進(jìn)行有效控制。除了施加預(yù)應(yīng)力以外,還可適當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造配筋、采用纖維混凝土等用于減小超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫的技術(shù)措施。
3)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)施工提出要求,如對(duì)大面積底板混凝土澆筑時(shí)采用分倉(cāng)法施工、對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)采用設(shè)置后澆帶與加強(qiáng)帶,以減少混凝土收縮對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫的影響。當(dāng)大體積混凝土置于巖石地基上時(shí),宜在混凝土墊層上設(shè)置滑動(dòng)層,以達(dá)到減少巖石地基對(duì)大體積混凝土的約束作用。
(2)原材料要求
1)水泥宜采用符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥;大體積混凝土宜采用低熱礦渣硅酸鹽水泥或中、低熱硅酸鹽水泥,也可使用硅酸鹽水泥同時(shí)復(fù)合大摻量的礦物摻合料。水泥比表面積宜小于350m2/kg,水泥堿含量應(yīng)小于0.6%;用于生產(chǎn)混凝土的水泥溫度不宜高于60℃,不應(yīng)使用溫度高于60℃的水泥拌制混凝土。
2)應(yīng)采用二級(jí)或多級(jí)級(jí)配粗骨料,粗骨料的堆積密度宜大于1500kg/m3,緊密堆積密度的空隙率宜小于40%。骨料不宜直接露天堆放、暴曬,宜分級(jí)堆放,堆場(chǎng)上方宜設(shè)罩棚。高溫季節(jié),骨料使用溫度不宜高于28℃。
3)根據(jù)需要,可摻加短鋼纖維或合成纖維的混凝土裂縫控制技術(shù)措施。合成纖維主要是抑制混凝土早期塑性裂縫的發(fā)展,鋼纖維的摻入能顯著提高混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗疲勞特性及耐久性;纖維的長(zhǎng)度、長(zhǎng)徑比、表面性狀、截面性能和力學(xué)性能等應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并根據(jù)工程特點(diǎn)和制備混凝土的性能選擇不同的纖維。
4)宜采用高性能減水劑,并根據(jù)不同季節(jié)和不同施工工藝分別選用標(biāo)準(zhǔn)型、緩凝型或防凍型產(chǎn)品。高性能減水劑引入混凝土中的堿含量(以Na2O+0.658K2O計(jì))應(yīng)小于0.3kg/m3;引入混凝土中的氯離子含量應(yīng)小于0.02kg/m3;引入混凝土中的硫酸鹽含量(以Na2SO4計(jì))應(yīng)小于0.2kg/m3。
5)采用的粉煤灰礦物摻合料,應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596的規(guī)定。粉煤灰的級(jí)別不宜低于Ⅱ級(jí),且粉煤灰的需水量比不宜大于100%,燒失量宜小于5%。
6)采用的礦渣粉礦物摻合料,應(yīng)符合《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》GB/T18046的規(guī)定。礦渣粉的比表面積宜小于450m2/kg,流動(dòng)度比應(yīng)大于95%,28d活性指數(shù)不宜小于95%。
(3)配合比要求
1)混凝土配合比應(yīng)根據(jù)原材料品質(zhì)、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、混凝土耐久性以及施工工藝對(duì)工作性的要求,通過(guò)計(jì)算、試配、調(diào)整等步驟選定。
2)配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)控制膠凝材料用量,C60以下混凝土最大膠凝材料用量不宜大于550kg/m3,C60、C65混凝土膠凝材料用量不宜大于560kg/m3,C70、C75、C80混凝土膠凝材料用量不宜大于580kg/m3,自密實(shí)混凝土膠凝材料用量不宜大于600kg/m3;混凝土最大水膠比不宜大于0.45。
3)對(duì)于大體積混凝土,應(yīng)采用大摻量礦物摻合料技術(shù),礦渣粉和粉煤灰宜復(fù)合使用。
4)纖維混凝土的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T221的要求。
5)配制的混凝土除滿足抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等級(jí)等常規(guī)設(shè)計(jì)指標(biāo)外,還應(yīng)考慮滿足抗裂性指標(biāo)要求。
(4)大體積混凝土設(shè)計(jì)齡期
大體積混凝土宜采用長(zhǎng)齡期強(qiáng)度作為配合比設(shè)計(jì)、強(qiáng)度評(píng)定和驗(yàn)收的依據(jù)?;A(chǔ)大體積混凝土強(qiáng)度齡期可取為60d(56d)或90d;柱、墻大體積混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C80時(shí),強(qiáng)度齡期可取為60d(56d)。
(5)施工要求
1)大體積混凝土施工前,宜對(duì)施工階段混凝土澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算,確定施工階段混凝土澆筑體的溫升峰值、里表溫差及降溫速率的控制指標(biāo),制定相應(yīng)的溫控技術(shù)措施。
一般情況下,溫控指標(biāo)宜符合下列要求:夏(熱)期施工時(shí),混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不宜高于40℃,混凝土入模溫度不宜高于30℃,混凝土澆筑體最大溫升值不宜大于50℃;在覆蓋養(yǎng)護(hù)期間,混凝土澆筑體的表面以內(nèi)(40~100mm)位置處溫度與澆筑體表面的溫度差值不應(yīng)大于25℃;結(jié)束覆蓋養(yǎng)護(hù)后,混凝土澆筑體表面以內(nèi)(40-100mm)位置處溫度與環(huán)境溫度差值不應(yīng)大于25℃;澆筑體養(yǎng)護(hù)期間內(nèi)部相鄰二點(diǎn)的溫度差值不應(yīng)大于25℃;混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d。
基礎(chǔ)大體積混凝土測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置和柱、墻、梁大體積混凝土測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置及測(cè)溫要求應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB 50666的要求。
2)超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)施工前,應(yīng)按設(shè)計(jì)要求采取減少混凝土收縮的技術(shù)措施,當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí),宜采用下列方法:
分倉(cāng)法施工:對(duì)大面積、大厚度的底板可采用留設(shè)施工縫分倉(cāng)澆筑,分倉(cāng)區(qū)段長(zhǎng)度不宜大于40m,地下室側(cè)墻分段長(zhǎng)度不宜大于16m;分倉(cāng)澆筑間隔時(shí)間不應(yīng)少于7d,跳倉(cāng)接縫處按施工縫的要求設(shè)置和處理。
后澆帶施工:對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)一般應(yīng)每隔40~60m設(shè)一寬度為700~1000mm的后澆帶,縫內(nèi)鋼筋可采用直通或搭接連接;后澆帶的封閉時(shí)間不宜少于45d;后澆帶封閉施工時(shí)應(yīng)清除縫內(nèi)雜物,采用強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)的無(wú)收縮或微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑。
3)在高溫季節(jié)澆筑混凝土?xí)r,混凝土入模溫度應(yīng)低于30℃,應(yīng)避免模板和新澆筑的混凝土直接受陽(yáng)光照射;混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫均不應(yīng)超過(guò)40℃;混凝土成型后應(yīng)及時(shí)覆蓋,并應(yīng)盡可能避開炎熱的白天澆筑混凝土。
4)在相對(duì)濕度較小、風(fēng)速較大的環(huán)境下澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)采取適當(dāng)擋風(fēng)措施,防止混凝土表面失水過(guò)快,此時(shí)應(yīng)避免澆筑有較大暴露面積的構(gòu)件;雨期施工時(shí),必須有防雨措施。
6)混凝土的拆模時(shí)間除考慮拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度外,還應(yīng)考慮拆模時(shí)的混凝土溫度不能過(guò)高,以免混凝土表面接觸空氣時(shí)降溫過(guò)快而開裂,更不能在此時(shí)澆涼水養(yǎng)護(hù);混凝土內(nèi)部開始降溫以前以及混凝土內(nèi)部溫度最高時(shí)不得拆模。
一般情況下,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的里表溫差大于25℃、混凝土表面與大氣溫差大于20℃時(shí)不宜拆模;大風(fēng)或氣溫急劇變化時(shí)不宜拆模;在炎熱和大風(fēng)干燥季節(jié),應(yīng)采取逐段拆模、邊拆邊蓋的拆模工藝。
7)混凝土綜合養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施。對(duì)于高強(qiáng)混凝土,由于水膠比較低,可采用混凝土內(nèi)摻養(yǎng)護(hù)劑的技術(shù)措施;對(duì)于豎向等結(jié)構(gòu),為避免間斷澆水導(dǎo)致混凝土表面干濕交替對(duì)混凝土的不利影響,可采取外包節(jié)水養(yǎng)護(hù)膜的技術(shù)措施,保證混凝土表面的持續(xù)濕潤(rùn)。
8)纖維混凝土的施工應(yīng)滿足《纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T221的規(guī)定。
2.5.2 技術(shù)指標(biāo)
混凝土的工作性、強(qiáng)度、耐久性等應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,關(guān)于混凝土抗裂性能的檢測(cè)評(píng)價(jià)方法主要方法如下:
(1)圓環(huán)抗裂試驗(yàn),見《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》CCES01附錄A1;
(2)平板誘導(dǎo)試驗(yàn),見《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50082;
(3)混凝土收縮試驗(yàn),見《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50082。
2.5.3 適用范圍
適用于各種混凝土結(jié)構(gòu)工程,特別是超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu),如工業(yè)與民用建筑、隧道、碼頭、橋梁及高層、超高層混凝土結(jié)構(gòu)等。
2.5.4 工程案例
北京地鐵、天津地鐵、中央電視臺(tái)新辦公樓、紅沿河核電站安全殼、潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋等。
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