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    【】本文作者从如何解决荷载传递及混凝土裂缝控制两方面入手,浅谈高层建筑梁式转换层大体积混凝土的浇筑工艺,供读者参考。 【关键词】转换层,大体积混凝土,荷载传递,收缩应力,裂缝控制。 1、工程概况 某工程位市中心交界处,是商住楼兼商用办公大楼。楼层共30层,地下室2层,建筑面积68000㎡,高度为99.80m。该工程第八层为转换层,结构特点是楼板厚度大,楼面标高变化大,梁截面面积大,其中1000×2000的梁有12条,1000×1800的梁有10条,800×2500的梁有4条。梁、墙板钢筋级别高,品种多,规格大,含钢率高,净跨度为⒏6-⒐0m,施工荷载大,约为150-300kN/m,混凝土强度等级为C50,钢筋锚固长度大,大截面梁的钢筋需锚入下面至4层柱内等。 2、转换层梁施工所需解决的主要问题 2.1荷载的传递 因转换层梁截面尺寸较大,每延长米最大自重100KN/m,加上放时模板支撑自重及施工活荷载合计约106KN/m。如何解决此荷载的传递为其一问题。 2.2混凝土裂缝的控制以及选材 2.2.1外界气温变化大体积混凝土施工期间,外界气温的变化对大体积混凝土开裂有重大影响。混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温升等各种温度的叠加之和。外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也愈高;如外界温度下降,会增加混凝土的降温幅度,特别在外界气温骤降时,会增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度,这对大体积混凝土极为不利。温度应力是温差引起的变形造成的。温差愈大,温度应力也愈大。2.2.2混凝土的收缩变形混凝土的拌合水中,只有约20%的水份是水泥水化所必须的,其余的80%都要被蒸发。混凝土在水泥水化过程中要产生体积变形,多数是收缩变形,少数为膨胀变形,这主要取决于所采用的胶凝材料的性质。混凝土中多余水分的蒸发是引起混凝土体积收缩的主要原因之一。为控制大体积混凝土因水泥水化热而产生的温升,其他工程中通常采取下列措施(1)选用中低热的水泥品种混凝土升温的热源是水泥水化热,选用中低热的水泥品种,可减少水化热,使混凝土减少升温。(2)利用混凝土的后期强度试验数据证明,每立方米的混凝土水泥用量,每增减10kg,水泥水化热将使混凝土的温度相应升降1度。因此,为控制混凝土温升,降低温度应力,减少产生温度裂缝的可能性,可根据结构实际承受荷载情况,对结构的刚度和强度进行复算并取得设计和质量检查部门的认可后,可采用f45、f60或f90替代f28作为混凝土设计强度,这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少40~~70kg/m左右,混凝土的水化热温升相应减少4~~7度。利用混凝土后期强度,要专门进行配合比设计,并通过试验证明28天之后混凝土强度能继续增长。(3)掺加减水剂木质素磺酸钙木质素磺酸钙属阴离子表面活性剂,对水泥颗粒有明显的分散效应,并能使水的表面张力降低而引起加气作用。因此,在混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂,它不仅能使混凝土和易性有明显的改善,同时又减少了10%左右的拌合水,节约10%左右的水泥,从而降低了水化热。(4)掺加粉煤灰外掺料在混凝土內掺入一定数量的粉煤灰,由于粉煤灰具有一定活性,不但可替代部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球形,具有“滚珠效应”而起润滑作用,能改善混凝土的粘塑性,并可增加泵送混凝土要求的0.315mm以下细粒的含量,改善混凝土可泵性,降低混凝土的水化热。(5)粗细骨料选择宜优先选用以自然连续级配的粗骨料配制混凝土。因为用连续级配粗骨料配制的混凝土具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。在石子规格上可根据施工条件,尽量选用粒径较大、级配良好的石子。因为增大骨料粒径,可减少用水量,而使混凝土的收缩和泌水随之减少。同时亦可减少水泥用量,从而使水泥的水化热减少,最终降低了混凝土的温升。当骨料粒径增大后,容易引起混凝土的离析,因此必须优化级配设计,施工时加强搅拌、浇筑和振捣等工作。(6)控制混凝土的出机温度和浇筑温度为了降低大体积混凝土总温升和减少结构的內外温差,控制出机温度和浇筑温度同样很重要。混凝土的原材料中石子的比热较小,但其在每立方米混凝土中所占的重量较大;水的比热最大,但它在每立方米混凝土中所占的重量较小。因此对混凝土出机温度影响、最大的是石子及水的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响很小。 而本工程中转换层梁属大体积混凝土,易产生温差与收缩裂缝。如何解决温差与收缩产生的裂缝为第二个问题。 3、以下由几个方面解决施工中出现的两个主要问题 3.1施工方案的选择 经设计单位同意采用分段分层浇筑方法,层厚80㎝,此方法可使混凝土水化热大部分从表面上散热,又可减少温度上升,使浇筑后的温度分布均匀。降低混凝土内外温差,减少温度收缩应力,防止由水化热过度集中导致裂缝产生。 3.2施工准备 3.2.1配合比设计及确定 混凝土随着科学不断发展;其用途也越来越广泛;已到了跨行业,跨科学;相互渗透的非常广泛的领域。混凝土配合比设计牵涉到几个方面的内容一、要保证混凝土硬压后的强度和所需要的其他性能和耐久性;二、要满足施工工艺易于操作而又不遗留隐患的工作性;三、是在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料的用量;四、是对上述设计的结果进行试配、调整,使之达到工程的要求;五、是要达到上述要求的同时,设法降低成本。 普通混凝土是由水泥、水、砂、石四种材料组成的,混凝土配合比设计就是解决4种材料用量的3个比例,即水灰、砂率、胶骨(胶凝体与骨料的比例)。 根据笔者的观察和较深入的了解,认为混凝土在配合比设计方面应注意以下几个问题①配合比设计前的准备工作应不同;区分数理统计反非数理统计方法评定混凝土强度的不同;②生产配合比的调整及施工中的控制;③在保证质量的前提下,应注重经济效益。 大梁浇筑属大体积混凝土工程,为降低水化热采用普硅PO525水泥,其水化热每千克水泥为250KJ。用“双掺”配合比即掺缓型的高效减水剂加大掺量粉煤灰。在保证C50的前提下尽量减少水泥用量以减少发热源。混凝土坍落度为150±30㎜,配合比为PO525型水泥424㎏/m、Ⅱ级粉煤灰106㎏/m、砂629㎏/m、石1059㎏/m、水170㎏/m、减水剂⒒7㎏/m。 3.2.2混凝土应力与收缩应力分析 该转换层梁混凝土浇筑时间为12月底,平均气温为15-20℃,混凝土入模温度控制在≤25℃。经计算预估龄期30d时,混凝土的收缩应力为σ=⒈63MPa<ft=2MPa(C50混凝土30d龄期时的抗拉强度)。 3.3施工现场准备 3.3.1主要设备选用 设备选用2台HBT60内燃机驱动的混凝土输送泵。十支H26X-50,四支H26X-25振动棒和两台ZF80-50平板式振动器。 3.3.2测温设备、测温点的布置及测温要求 在大梁中线位置每隔4米布置一个测温点。每点埋入3根25镀锌铁管,深度分别为0.15米、1.3米、2.3米,上、中、下三个位置共54个测位。第一个星期每天测三次(500、1400、2300),第二个星期每天两次并作好记录。当混凝土表面温差超过25℃时,要及时采取保温措施,用塑料薄膜或湿麻袋覆盖。 3.3.3荷载的传递 为了保证施工荷载能有效地传递和支顶系统全部安全可靠,本次施工支模系统选用门型支架及扣件,而且选用完好的产品。浇混凝土过程中需密切监视下面第5层浇混凝土相应位置,观察模板变形情况,发现支架失稳现象立即停止浇混凝土并作加固处理。为了保证荷载顺利传递,待第5层梁板浇混凝土龄期超过15天后才进行第6层梁板浇混凝土,待第6层浇混凝土龄期超过10天后才能拆除下面第4层的支顶。 3.4混凝土浇筑工艺 3.4.1混凝土浇筑方向及顺序 本层梁板混凝土浇筑历时60小时。 混凝土浇筑分I至Ⅳ段,方向由东西面同时 向中间浇筑(因考虑到混凝土泵管 方向),如图1示流水段划分 3.4.2泌水处理 在浇筑过程中及时将水泥浆和泌水排到一端或两端,用清水泵抽出,消除泌水对混凝土层间粘结力的影响,提高混凝土的密实度及抗裂性能。 3.4.3混凝土表面处理 混凝土初凝前按设计标高找平和抹压;初凝后终凝前再抹压一遍,使混凝土表面更密实,闭合收水裂缝,避免收缩裂缝产生。 3.5混凝土养护 对大面积混凝土的养护主要是控制混凝土中心和表面温度的温差。保持一定的湿度,防止产生裂缝,而养护的手段不外乎混凝土内部降温法和保温法。在工程实践中;主要是以薄膜加麻袋的保温法为主,并且只要按要求做好了,效果还是很好的。 在梁底与两侧模内表面加封一层0.5㎜塑料薄膜,并加盖一层3㎜厚的木夹板保温保湿。混凝土终凝后12小时,混凝土表面加盖一层塑料薄膜,并浇水养护。 3.6测温结果 根据对混凝土大梁的测温结果分析,梁上温差基本呈抛物线分布,表面与中心温差最大为25℃左右。说明本工程保温措施良好,满足温控要求。 4、结束语 大体积混凝土梁的施工质量除了必须满足强度、整体性、耐久性、抗渗等要求外,还必须解决控制因变形而产生的裂缝和荷载传递的技术难题。大部分混凝土结构物裂缝的主要原因是由于变形作用引起的,而变形作用包括温度、湿度、沉降等因素。在这几种变形中,温度引起变形的裂缝占主要部分。而荷载主要有混凝土自重和施工荷载。为此,本工程着重解决“湿度场”,严格控制“温度场”,保证支顶系统整体性和荷载顺利传递,最终取得满意的结果。 注文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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