摘要:超长钢筋混凝土裂缝的控制存在较大的难度。以往对于超长钢筋混凝土结构通常采用设置临时性伸缩缝来解决收缩开裂的问题,现在后浇缝技术的出现,成为一种扩大伸缩间距和取消结构中永久伸缩缝的有效措施。
关键词:无缝施工;后浇带;施工措施
前言
超长钢筋混凝土裂缝的控制目前存在较大的难度。在过去,对于一些超长钢筋混凝土结构通常采用设置临时性伸缩缝(也就是后浇带)来解决收缩开裂的问题。随着后浇缝技术的出现特别是填充膨胀混凝土在后浇带施工中的成功应用,成为一种扩大伸缩间距和取消结构中永久伸缩缝的有效措施。
1后浇带的应用。后浇带是在混凝土施工期间保留的一个缝,在收缩或沉降基本完成后,用填充性混凝土做二次回填,但此种做法存在质量隐患;并使工期延长。如何解决这一问题呢,经过大量的试验以及应用,研制了各种膨胀剂和膨胀水泥,而用其制备的混凝土应用于后浇带的施工中,对补偿收缩,防止混凝土开裂有一定的作用。
2无缝混凝土施工。无缝混凝土施工是用掺有膨胀剂的补偿收缩混凝土作为结构材料,其在水化硬化过程中产生膨胀作用,该膨胀作用能在结构中建立预压应力,由此来抵抗收缩变形时产生的拉应力,防止混凝土开裂。
3CEA膨胀剂的应用。CEA膨胀剂是目前被广泛使用的外加剂,用其制备的混凝土突出的优点是:
3.1收缩小。长期龄期不增加,这对于保证混凝土长期体积稳定性,防止混凝土开裂是非常有益的。
3.2CEA混凝土强度稳定。CEA混凝土抗渗性,抗冻性良好。
4其他影响因素当然,不能单纯的靠使用CEA膨胀剂就能解决超长混凝土结构取消后浇带的问题,还应从设计、混凝土材料选用、现场施工等方面采取相应措施:
4.1设计方面
a.结构平面型状尽量考虑刚度均匀对称;从设计配筋上考虑补强措施。
4.2混凝土材料选用
a.选择同种水泥,不同品种水泥不得混用;骨料级配的选用应慎重,对碱性有反应的骨料应禁止使用;矿物掺合料必须经试配、试验区的数据后方可使用。
4.3施工因素
a.混凝土配合比设计应认真准确、严格控制水泥用量;掺外加剂适应控制混凝土单位用水量;控制入模温度,采取降温措施;控制浇筑时间,保持连续浇筑;混凝土养护及时、持续。
5超长钢筋混凝土结构无缝施工实例
5.1工程概况
大连某建材制造有限公司一期工程位于大连保税区内,其中5#栋加工组装车间为二层全现浇框架结构,工程具体情况见表1。
5.2混凝土施工方案的选择
加工组装车间主体结构施工前在确定混凝土方案时,提出了两套方案:
方案1:按照设计图纸要求,保留后浇带,待一个月后再补浇后浇带。
方案2:取消原设计中的后浇带,设置2m宽的膨胀加强带,整个混凝土楼面在浇筑时一次成型。
最后结合本工程特点及综合考虑工期、成本、质量,最终选用了取消后浇带的施工方法。
5.3无缝混凝土施工技术措施
5.3.1经与设计单位以及试验室协商,取消后浇带,改为膨胀加强带。由于采用CEA混凝土,后浇缝间距延长至60米。膨胀加强带示意图见图示。
5.3.2膨胀加强带宽2m,采用内掺10%CEA的膨胀混凝土,其强度等级比两侧混凝土高一个等级(C30),其它部位混凝土均内掺8%CEA的膨胀混凝土(C25)。利用CEA膨胀剂中CaO和钙矾石的膨胀机理,使CEA的膨胀效能分阶段有效释放,膨胀效应与混凝土收缩效应最大限度的互相匹配,以提高混凝土的抗裂性能和耐久性能。
5.3.3为提高钢筋与混凝土的握裹力,减少收缩裂缝,采用冷轧变形钢筋。膨胀加强带的板筋与梁筋配备比两侧梁板钢筋密度增加一倍。见示意图。
5.4无缝混凝土配合比
5.4.1混凝土浇筑计算:
临时施工缝留在次梁跨中1/3范围内,在临时施工缝两端加钢板网,每浇筑段混凝土量为:
主梁混凝土量:1.4×0.45×60+0.5×2.5×0.45×4=40m3
梁混凝土量:10×0.35×0.72×19+10×0.45×0.8×2=56m3
楼板混凝土量:10×60×0.12=72m3
合计:168m3
在混凝土中掺入泵送剂及微膨胀剂CEA-B,混凝土缓凝时间达5小时以上,故混凝土每小时最小浇筑量为qn=168/5=33.6m3/h
泵输送泵台数N的计算
N=qn/(qmax·η)
其中:qn-混凝土浇筑数量33.6m3/h
qmax-混凝土输送泵最大排放量,HBT60C混凝土输送泵在低压大排放量时为62.5m3/h
η-泵车作业效率,取0.6
则N=33.6/(62.5×0.6)=0.9
故用1台HBT60C混凝土输送泵能满足浇筑要求。
5.4.2材料准备。经与混凝土搅拌站协商,采用425#普通硅酸盐水泥,水灰比控制在0.4~0.6,最小水泥用量300Kg/m3;砂子选用中砂,泥块、有机质含量小于3%,石子选用5~25mm粒径均匀、级配良好石子,含量泥小于1%。外加剂和掺合料用前按规定检测,掺合料选用Ⅱ级粉煤灰替代部分水泥用量。
5.4.3膨胀计算书
a.混凝土收缩值计算公式
εst=(Lt-Lo)/Lb
式中:
εst-试验期为t天的混凝土收缩值,t从测定初试长度时算起;
Lb-试件的测量标距,用混凝土收缩仪测定时应等于两测头内侧的距离,既等于混凝土试件的长度减去2倍测头埋入深度,mm;
Lo-试件长度的初始读数,mm;
Lt-试件在试验龄期为t时测的长度读数,mm;
b.掺膨胀剂8%时:
εst=0.036%(取空气中28天膨胀率)
Lo=(515+12.5×2)mm=540mm
Lb=(515-7.5×2)mm=500mm
Lt=混凝土膨胀值
c.长度方面膨胀值(120m长)
根据数学等比公式:
120/0.54=Lb/0.5求得Lb'=111.1m
故Lt'=0.036%×111.1+120=120.039m
d.宽度方面膨胀值68m长)
根据数学等比公式:
68/0.54=Lb/0.5求得Lb'=63m
故Lt'=0.036%×63+68=68.022m
e.顶板混凝土120米长28天最终膨胀值为120.039m,68米宽最终膨胀值为68.022m。
5.5无缝混凝土施工工艺
5.5.1无缝混凝土浇筑浇筑时施工缝留置在次梁跨度的中间1/3范围内,用钢丝网封堵,主梁混凝土浇筑时,在梁两端1/3范围内为防止混凝土流淌,做临时施工缝。膨胀加强带两侧用多层板临时封堵,形成施工缝。膨胀带两侧采用内掺8%膨胀剂的C25混凝土一次浇筑,沿次梁方向由一端开始用“赶浆法”浇筑。待C25混凝土浇筑完毕后,随即拆除多层板浇筑内掺10%CEA的C30膨胀混凝土加强带。若分界处混凝土已经初凝,可先用内掺10%CEA的C30膨胀混凝土原浆湿润,然后再浇筑,并用木抹搓平,使其接缝严密。
5.5.2无缝混凝土抹面为闭合楼板混凝土的早期裂缝,并使混凝土搂面平整,专门安排2班工人,在混凝土浇筑后24小时内,对混凝土表面进行搓平收压,随后进行大面找平赶压搓平一次,待混凝土将要初凝前,用木抹子在普遍搓平一次,以闭合收水裂缝,并随即用塑料毛刷均匀扫毛,保证面层纹路均匀,混凝土达终凝后立即进行养护。
5.5.3无缝混凝土养护。对膨胀混凝土而言,及时湿水养护是消除收缩裂缝的重要措施。混凝土浇筑完毕后,应在12小时后开始养护。常温下采取浇水养护,每次混凝土拆模后,设专人负责养护工作。用水管向混凝土表面喷洒,保证不脱水。
本施工工法因编写前考虑全面,计算准确,施工工序安排合理,在施工中达到了预期效果(工期、质量、造价为最佳),做到了施工方案所追求的效果。实践证明,该超长结构混凝土工程采用无缝施工法是正确的。