大体积钢筋混凝土梁、楼板裂缝控制

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标准类别:建筑工业标准
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大体积钢筋混凝土梁、楼板裂缝控制

大体积钢筋混凝土梁、楼板的裂缝控制是结构安全与耐久性的关键环节。其裂缝多由温度应力、收缩变形、约束作用及施工工艺不当等多重因素叠加引发。由于截面尺寸大(如梁高≥1.5m或楼板厚≥1.2m),水泥水化热积聚显著,内外温差易超25℃,导致早期温度拉应力超过混凝土抗拉强度;同时,混凝土干缩、自收缩及后期徐变在支座、配筋密集区或截面突变处受约束而产生收缩裂缝。常见裂缝类型包括表面龟裂、贯穿性竖向裂缝及沿钢筋分布的顺筋裂缝。

控制措施需“防—抗—放”结合:设计阶段优化配筋(增设构造钢筋、提高配筋率并分散布置)、合理设置后浇带或跳仓法分段施工;材料上优选低热水泥、掺加优质粉煤灰或矿渣粉(替代率30%~50%)以降低水化热,严格控制水胶比(≤0.45)和单方用水量;施工中加强温控——预埋测温元件实施全过程监控,采取循环水冷却、保温覆盖(温差梯度≤2℃/d)、保湿养护不少于14天;模板拆除须满足强度与温差双控要求。通过全过程精细化管理,可有效抑制有害裂缝(宽度≤0.2mm),保障结构整体性与使用功能。(398字)

骨料系数:m3=1.00;

水灰比系数:m4=1.10;

cfg桩施工工艺指导书 水泥浆量系数:m5=1.20;

养护时间系数:m6=1.00;

环境湿度系数:m7=0.77。

混凝土的极限延伸率Sk按下式计算:

C40混凝土Rf=2.55Mpa代入公式得:

混凝土7天的极限延伸率:

混凝土的受拉徐变,偏于安全地假设为极限延伸率的0.5倍,则

混凝土最终变形:

广州机场航站楼大体积钢筋混凝土梁裂缝控制技术措施

(一).结构设计原则

2、对于大梁与楼板相连的结构,由于大梁与楼板的配筋率相差较大甚至混凝土标号亦不一致,混凝土胀缩变形与限制条件有关,由于集中应力原因,在离开大梁1~2m的楼板上易出现收缩裂缝。工程实践表明,在梁板相连处设附加筋(钢筋网片)可以有利于分散梁板间的应力集中,避免裂缝的出现。

3、对于超长结构楼板,鉴于泵送混凝土的收缩值比现场搅拌混凝土大20~30%,为减少有害裂缝,可采用补偿收缩混凝土浇筑,但设计上要求采用细而密的双向配筋,构造筋间距小于150mm,配筋率在0.6%左右,对于现浇混凝土防水屋面,应配双向钢筋网,钢筋间距小于150mm,配筋率在0.5%左右。楼面和屋面受大气温差影响较大,其后浇缝最大间距不宜超过50m。

(二).混凝土配合比设计原则

1.原材料选择

(1)、选用水化热较低的水泥:

水泥水化热大小,对混凝土的温度起决定性影响,而水泥水化热量大小取决于水泥品种及其所含的矿物成分,水泥中硅酸三钙(简称C3S)及铝酸三钙(简称C3A)含量愈高,发热量愈大,水化速度也愈快,出现温峰值也较早。因此,应尽量采用水化热较低的水泥。

(2)、掺加高效缓凝减水剂:

(3)、掺加粉煤灰、矿渣粉等活性混合材:

粉煤灰为一种人工火山灰质材料,具有一定的火山灰活性,掺入水泥中与水泥混合,作为胶结材料的一部分。

粉煤灰或矿渣粉中铝硅玻璃体含量大于70%,因之有较高的活性,在Ca(OH)2和CaSO4·2H2O的激发下,可大大提高混凝土的后期强度,并增加混凝土的密实度。在混凝土中掺加水泥用量10~30%以下的粉煤灰(或与火山灰混合材料),可减少单方水泥用量50~70kg,显著的推迟和减少发热量,延缓水泥水化热的释放时间,降低温升值20~25%(按单位水泥用量每增减10kg,温升约升、降10C),掺加粉煤灰可大大减少产生温度裂缝的趋向。

对于大梁等养护条件较恶劣的部位,由于粉煤灰中含碳量导致混凝土需水量增大,从而加大混凝土收缩。所以,对大梁等部位混凝土,应严格控制粉煤灰的含碳量,宜选用含碳量小于5%的粉煤灰。对于大体积混凝土,在掺入粉煤灰或矿渣粉情况下,建议强度等级从28天改为60天,这有利于降低水泥用量和水化热。

(5)、砂、石品质要求:

选择良好级配(符合筛分曲线)的粗、细骨料,严格控制骨料的规格和质量,控制水灰比,减少混凝土内的缺陷,以达到降低水泥用量的目的。

砂应尽量用中、粗砂,细度模量2.5~3.0,平均粒径≥0.38mm,含泥量≤1%。与用细砂相比,每1m3可减少用量20~25kg,水泥用量相应可减少28~35kg,从而减少混凝土的干缩和水化热量。另外,骨料中如含有超量泥土,其对混凝土收缩的抑制作用减弱,当含细粒(<0.02mm)泥为5%时,其收缩率比不含泥时增加25.6%。故应严格控制砂石的含泥量不超过规定,这样可减少混凝土的收缩性,提高混凝土的抗拉强度;粗骨料应采用连续级配的石子,含泥量≤3%。

(6)、控制单方混凝土用水量:

研究表明,水泥用量不变时,用水量每增加10%,混凝土强度降低20%;混凝土与钢筋的粘结力降低10%,干缩约增大20%~30%。因此,严格控制水胶比十分重要,一般情况下,混凝土水胶比(W/B)应小于0.50。

[陕西]砖混结构热力站工程施工组织设计

由于膨胀剂的品种和掺量不同,它与水泥、化学外加剂及掺和料存在适应性问题。因此,要通过混凝土试配,确定各种原材料的选用。

3.掺膨胀剂的混凝土浇筑方法和技术要求与普通混凝土基本相同,考虑结构要达到抗裂要求,应避免出现冷缝。混凝土的振捣必须密实,不得漏振、欠振和过振。在混凝土终凝以前,要用人工或机械多次抹压,防止表面沉缩裂缝和塑性裂缝的产生,以免影响外观质量。

4.掺膨胀剂的混凝土要特别加强保温保湿养护,膨胀结晶体钙矾石(C3A·3CaSO4·32H2O)形成需要水,补偿收缩混凝土浇筑后1~7天内是膨胀变形的主要阶段,应特别加强养护(有条件时应采用蓄水养护),7~14天仍需湿养护,才能发挥混凝土的膨胀效应。如不养护或养护不够,就难以发挥膨胀剂的补偿收缩作用。大梁上部可以采用蓄水养护,立面结构受外界温度、湿度影响较大,容易产生纵向裂缝,故应采用双层饱水木模板进行保温保湿养护。工程实践表明,因混凝土3~4天开始降温,而此时混凝土抗拉强度很低,如果早拆模板,大梁内外温差较大容易开裂。因此,模板拆除时间宜不少于7天。模板拆除后继续养护至14天。

控制建筑物收缩裂缝的关键措施是如何在满足结构要求的前提下,通过掺加膨胀剂、高效混凝土泵送剂及活性混合材,最大限度地降低水泥用量;通过延缓混凝土的凝结时间,推迟混凝土水化热峰值,使混凝土在开始降温时,其抗拉强度得到足够的增长。

当然在实际施工过程中,应把混凝土的裂缝控制看作一个系统工程,不应该片面强调材料等单一因素的作用。而应把合理的材料选择与严密的设计方案、科学的混凝土配合比、严格施工组织和完善的工艺措施相结合,才能确保混凝土的施工质量,达到混凝土结构抗裂之目的。

中国海外建筑有限公司

市区集中供热二期工程施工组织设计 2001年4月17日

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