钢结构厂房设计中细节分析

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  • 时间:2019-02-28 21:29
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【】在建筑行业中,大体积混凝土出现裂缝是现场施工中出现的技术瓶颈,如何控制裂缝的出现,提高建筑的施工质量,是一项亟待解决的问题。本文就这一问题进行探讨,谈论怎样减少和避免这一问题的发生。 【关键词】大体积混凝土;配合比;水化热;裂缝 大体积缓凝土浇筑技术中存在的主要难点就是如何避免和解决建筑表面出现裂缝。裂缝出现的主要原因是由于大体积水泥在浇筑后失水的过程中水泥收缩不均匀和温度降低收缩导致的区域不同步。在水泥浇筑完成后,起强度前无论怎样的不均匀收缩都不会产生裂缝,但是在周围附着物体的约束下,一旦水泥起强度,内部的拉力大于水泥在该阶段的抗拉强度时,就会产生裂缝。 1大体积混凝土在浇筑过程中为何出现裂缝 1.1水泥的选择和物料配比 水泥、石子、煤灰、砂子是大体积混凝土浇筑的主要成分,煤灰既可以节省水泥的用量,又可以减少水化热,提高混凝土的和易性,还可以大幅度增加混凝土的后期强度,煤灰用量一般情况下应该在29%。使用砂子和石子的主要目的也是减少水泥用量以及混凝土收缩变形。混凝土中,裂缝产生的主要原因是水泥在水化过程中所产生的水化热,水泥的型号不同,所产生的水化热也不同,水泥的使用量不同,所产生的水化热也不一样,因此,水泥的用量和性质是产生大体积混凝土浇筑过程中裂缝的主要原因。 1.2水泥的水化产热 水泥的水化产热使大体积混凝土出现内外温差从而导致裂缝产生,由于大体积混凝土硬化时存在水泥水化过程,且水泥的水化过程会释放大量水化热。而且混凝土体积较大,产生的水化热难以在很短时间释放,所以,产生的水化热会积聚在大体积混凝土内部,从而导致大体积混凝土的内部温度不断增加。然而,尽管内部温度升高的很快,但是表面温度的变化却不大。这种情况就导致大体积混凝土表面和内部出现比较大的温差。如果温差过大,导致大体积混凝土的内外温差过大,出现较大的温度应力,大体积混凝土的表面就会出现显著的温度差裂缝,给大体积混凝土的强度带来非常大的危害。 一般情况下,浇筑的混凝土厚度越大,使用的水泥量就越大,伴随水泥水化过程产生的水泥水化热就会越多,温度升高也越快。因此,浇筑混凝土的体积越大,在表面发生裂缝的机会也就越多。为避免裂缝的出现,浇筑完成的早期,应该采用潮湿养护的方式。然而对于体积较小,厚度较薄的混凝土浇筑,潮湿养护方法效果明显,可应用于大体积混凝土浇筑,潮湿养护可以延迟干缩的发生,只能保证混凝土表层强度的增长,对与混凝土后期收缩起不到明显的作用。 1.3干燥收缩和降温收缩 除了水泥水化产热,干燥收缩和降温收缩也会导致裂缝的产生。内部温度的变化在达到最高后就会降低,在降温过程中因为降底温读所导致的收缩会和因为干燥而产生的收缩复合在一起,导致处在约束条件下的混凝土出现裂缝。这样一来,应力不断的增加,裂缝就会越变越宽、越变越长。由于混凝土得抗压强度较高,抗拉强度较低,并且混凝土弹性系数较差,因此水泥水化过程中产生的热量使水泥得膨胀对混凝土的影响不大。在降温过程中和干燥过程中产生的裂缝才是大体积混凝土浇筑过程中产生裂缝的主要因素。 综上,大体积混凝土浇筑出现裂缝的原因较为复杂,除了水泥本身的原因,用水量、浇筑的厚度、混凝土的浇筑方法、混凝土表面的应力以及降温措施都可导致裂缝的发生。 2大体积混凝土浇筑技术的具体应用 以采用大体积混凝土浇筑技术的中二酒店为例为例 (1)建筑高度69.4米 (2)采用浇筑框架结构。 (3)基础底板总面积约为33740.4m2 (4)基础底板的砼总量约为5200立方米. (5)安全等级为二极,建筑物抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为七度,框架抗震等级为二级,剪力墙抗震等级为二级 2.1原料的选择和配比 减少大体积混凝土混合过程中产热的最有效的方法是降低水泥水化过程中的水化热。因此,这需要做好原料的选择和配比。 2.1.1原料的选择 水泥选择为降低水化产热,降低水泥的用量,因此水泥可以选用525号炼石水泥。 骨料选择对于细骨料选择也要从减少水化热方面考虑。因此,细骨料主要主要中砂。而粗骨料的选择上,主要考虑的是混凝土的可泵性和混凝土收缩变形的问题,故选用的石子粒径为5到20mm的连续级配。 骨料选择的时候,还需考虑的是骨料含泥量。由于骨料中含泥量的不同,所浇筑成混凝土的收缩变形程度不同,其抗拉强度也不同。所以控制骨料中的含泥量也是骨料选择的重要的条件,通常情况下,粗骨料含泥量应该在1%以下,细骨料含泥量应该在2%以下。 外加剂以及掺和料的选择混凝土28天的强度基本接近标准强度,为更好的控制温升速度,延迟温度升到最高的时间,应该选择大掺量I级粉煤灰作为掺和料,最多可在每立方米混100千克。掺粉煤灰的主要作用是增加可泵性和节约水泥用量。外加剂选择的主要方法是在混凝土中加入U型低碱膨胀剂,研究显示,如果在混凝土内加入10%U型低碱膨胀剂,能够达到用膨胀应力来抵消部分混凝土收缩应力的效果,这样就可以减少裂缝出现的几率。 2.1.2配合的比例 配比设计的主要要求为不但要保证设计强度,还要大幅度的降低水化热;既要求混凝土和易性良好、可泵性良好,而且要减少水泥和水的用量。②通过试验室配合比的实验,在每立方米的混凝土添加525号水泥量为400kg,粒径5—20毫米的连续级配碎石1060kg,掺合料为73千克,水170千克,外加剂6千克,坍落度160—180毫米。 2.2混凝土浇筑的方案如何选用 在混凝土浇筑方案的选择上主要应该全面分层、二次振捣方案。在混凝土浇筑完成之后刚刚要初凝时,进行二次振捣,但是混凝土已经初凝,就不能进行振捣。二次振捣能改变混凝土内部结构,使混凝土内部由于水分和气泡所产生的微小空隙减少,能够减少钢筋和混凝土的脱离程度,增加混凝土和钢筋之间的胶结程度,使得混凝土的强度更高。全面分层、二次振捣方案能够使接近初凝混凝土的恢复和易性,这种方案能够使混凝土的上下层间的各种工程系数一致,因此确保混凝土内部应力进一步减小,降低了裂缝发生的机会。 2.3提前估计混凝土内部温度以及养护方案 根据以往施工经验,大体积混凝土在3天时水化热最大,因此根据水化3天、现场温度25摄氏度加以检验。经计算,混凝土内部的最高温度是66.4摄氏度,在这样的温度下混凝土的抗拉强度标准值可以满足本工程要求。 减少降温收缩力的混凝土不出现裂缝,唯一途径是提前估计混凝土的内部温度。如果收缩应力越大,则发生裂缝的机会越大,相反的,如果收缩应力越小,则出现裂缝的可能就越小。这样的提前估算,并以此制定采用控制浇筑温度的控制升温方法,这就能够有效的控制裂缝产生。同时,还能够以此制定相关的措施,以便应对突发事件。 2.4保温材料使用 控制温度的流失,最好的方法就是在大体积混凝土的表面上覆盖保温材料。在施工中,一般可以采用防水岩棉被和塑料薄膜作为覆盖物。 3总结 大体积混凝土浇筑作业是一项非常复杂的工作,导致裂缝的发生的因素也有很多,在施工之前要充分了解大体积混凝土浇筑过程中产生裂缝的原因,并提前进行相应的设计,以保证施工的质量。施工中,应该合理选择混凝土配比,运用科学的养护方案,控制好降温和干燥收缩等,只有这样才能做好大体积缓凝土浇筑工作。 参考文献 [1]熊太忠.大体积混凝土梁裂缝控制技术探讨[M].工程技术,2010.19 [2]李娟.大体积混凝土施工技术应用[J].工程技术 [3]江正荣.建筑施工工程师手册[M].北京中国建筑工业出版社,2002.12 [4]姜伟.对大体积混凝土承台施工技术方案的探讨[J].广东科技,2011(12)