劉治有
(化州市城郊建筑工程公司,廣東 化州 525100)
在建筑施工中墻體裂縫應(yīng)得到重視,如墻板發(fā)生裂縫,會導(dǎo)致建筑物發(fā)生滲漏或影響結(jié)構(gòu)物的整體性能及抗震性能,并可能使居民造成不安全心理,所以對于墻板結(jié)構(gòu)的裂縫應(yīng)引起足夠的重視。
茂名市某改造工程,建筑面積26 206 m2,其中地下1層為停車場,本工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)為獨立柱基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)及防水底板。梁高為1 100 mm、850 mm等;板厚為350 mm、250 mm及200 mm等;墻厚為400 mm、350 mm及300 mm等。底板混凝土強度等級為C35、S8,共計5 672 m3;地下1層外墻混凝土強度等級為C35、S8,內(nèi)墻柱及頂板為C35,共計8 510 m3;地上1層頂板混凝土強度等級為C35、S8,內(nèi)墻柱為C35,共計5 420 m3。
該工程大部分構(gòu)件混凝土是在當(dāng)年11、12月份及次年1月份施工的,施工周期內(nèi)環(huán)境溫度在-6~2 ℃之間,風(fēng)力 4~5級,混凝土澆筑施工處于冬季,氣候條件不利于混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)。
混凝土整體構(gòu)件面積大,裂縫、冷縫及平整度等質(zhì)量控制問題十分突出。工程地下室底板面積為13 490 m2,墻板通長面積為708 m2,屬混凝土結(jié)構(gòu)施工。為解決鋼筋混凝土的收縮變形或混凝土的收縮應(yīng)力,設(shè)計要求縱橫各設(shè)置兩條后澆帶,以減少混凝土早期收縮量大帶來的不利影響,其設(shè)計思路是“以放為主”。設(shè)置后澆帶的主要作用是釋放早期混凝土收縮應(yīng)力,減少混凝土收縮引起的開裂。
本工程墻、板設(shè)計配筋為雙層雙向通長鋼筋網(wǎng)片。板筋間距均為150 mm,直徑分別有Φ12、Φ14等,兩個方向的配筋率均在1%以上,最大達(dá)到3.2%。這樣的配筋能夠提高混凝土的抗裂性能,有利于控制混凝土的裂縫。
本工程混凝土全部采用預(yù)拌混凝土,施工現(xiàn)場由混凝土拖泵進(jìn)行水平及豎向輸送。由于受工程周邊場地狹窄條件所限,混凝土輸送泵布管最長處達(dá)230 m?;炷凛斔途嚯x長,采用多泵交替分層澆筑,以避免出現(xiàn)混凝土澆筑施工冷縫。
混凝土墻、板構(gòu)件的施工,關(guān)鍵是解決混凝土構(gòu)件收縮、溫度裂縫及平整度問題。施工前分析防止施工冷縫的技術(shù)措施,施工中充分掌握當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?,避免澆筑時間持續(xù)過長而遭遇天氣突變。
考慮到工程施工實際情況和后澆帶施工的難度,經(jīng)反復(fù)研究,修改設(shè)計方案決定取消本工程設(shè)計后澆帶,并根據(jù)本工程的平面結(jié)構(gòu)及形狀特點,沿原設(shè)計后澆帶位置設(shè)置3條施工縫,把整個工程劃分為4個施工區(qū)段。
FS102混凝土防水密實劑,呈無機液化性態(tài)、無毒、無污染,產(chǎn)品性能穩(wěn)定,與水溶和,在混凝土中分布均勻,與水泥中的硅、鈣、鈉、鎂等元素反應(yīng),可生成凝膠體和結(jié)晶體,堵塞水泥毛細(xì)孔隙,對混凝土構(gòu)件中的鋼筋無腐蝕作用。經(jīng)預(yù)拌混凝土攪拌站試驗表明,摻用FS102混凝土防水密實劑與不摻用的同體積混凝土試塊相比,摻用防水密實劑的混凝土容重提高12%,具有提高混凝土密實及抗?jié)B作用;對于多種水泥混凝土具有減小收縮的規(guī)律性特征;對防止混凝土開裂、提高混凝土耐久性具有重要意義。
鑒于FS102混凝土防水密實劑具有以上優(yōu)良性能,分析該工程混凝土構(gòu)件面積大、地下混凝土構(gòu)件受溫度影響變形小、防水要求標(biāo)準(zhǔn)高等特點,因此,在施工過程中使用摻加 FS102外加劑的密實混凝土。在本工程混凝土的配制和應(yīng)用過程中,混凝土摻加FS102防水密實劑,也改善了混凝土的和易性,經(jīng)檢查混凝土無收縮裂縫、冷縫、滲漏現(xiàn)象。在保證質(zhì)量的同時縮短了工期35 d。
經(jīng)試驗研究表明,采用“雙摻”混凝土,可降低水化熱、延緩溫峰、提高混凝土抗裂性、延緩凝結(jié)時間、減少坍落度損失、增加和易性、提高可泵性;而原材料對混凝土的性能起決定性影響,優(yōu)選原材料可優(yōu)化混凝土配合比、減少水泥用量和用水量、降低水化熱、減少混凝土的干縮及收縮變形、提高混凝土的抗裂性能。原材料準(zhǔn)備如下:①水泥選用塔牌42.5普通硅酸鹽水泥,單方水泥用量292 kg,可獲得相對比較小的水化熱和收縮量。②粗骨料選用5~31.5 mm連續(xù)級配的精選碎石。經(jīng)多次實測,含泥量均小于0.6%,針片狀顆粒含量小于6.9%,壓碎指標(biāo)為7.3%。③細(xì)集料選用細(xì)度模數(shù)為2.7的中粗凈水河砂。經(jīng)多次實測,含泥量均小于 1%,混凝土砂率為 40%。④減水劑選用緩凝高效減水劑,摻量為水泥用量的2.6%,減水率為 14.1%,延緩混凝土初凝時間至 6 h。⑤防水劑選用五星牌FS102混凝土防水密實劑,摻量為水泥用量的0.3%。⑥摻和料選用磨細(xì)粉煤灰,摻量為水泥用量的 18.2%。⑦水為飲用水,水灰比為0.54。混凝土出機坍落度控制在16~18 cm,每班在澆筑工作面檢查3次,發(fā)現(xiàn)坍落度始終控制在14~16 cm。
混凝土的收縮值和極限拉伸值,除與水泥用量、集料品種和級配、水灰比、集料含泥量等因素有關(guān)外,還與施工工藝和施工質(zhì)量密切相關(guān)。通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝,可在一定程度上減少混凝土的收縮,提高其極限拉伸值,防止產(chǎn)生溫度裂縫。
(1)混凝土澆筑采用二次振搗工藝,當(dāng)混凝土入模經(jīng)過第一次振搗后,掌握好時間,在混凝土初凝前,對其進(jìn)行二次振搗,排除因泌水在粗集料和水平鋼筋下部生成的水分和空隙,提高鋼筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫,減少混凝土內(nèi)部微裂,增強混凝土的密實度,使混凝土的抗壓強度提高15%左右,從而提高混凝土的抗裂性。
(2)混凝土整平抹面采用二次抹壓工藝,在混凝土初凝后用鐵抹子對其表面實施二次抹壓,消除混凝土漿體早期失水產(chǎn)生的微裂縫,控制混凝土表面龜裂。二次抹壓應(yīng)在混凝土表面上人僅留很輕微腳印或腳印不明顯時進(jìn)行。
(1)要求預(yù)拌混凝土廠家使用入冬前儲備的原材料,尤其是要使用干燥未受凍的砂石料,以保證混凝土質(zhì)量。加大對原材料含水率的檢測頻次,確保外加劑復(fù)試的準(zhǔn)確性;嚴(yán)格控制外加劑的摻量,防止其波動影響混凝土質(zhì)量。
(2)混凝土運輸罐體應(yīng)加蓋保溫罩,以減少運輸途中的熱量損失。保證混凝土生產(chǎn)、運輸?shù)倪B續(xù)性,減少混凝土在輸送管道內(nèi)的停留時間,防止溫降過大導(dǎo)致管道堵塞,并保證混凝土的出罐溫度不低于10 ℃,入模溫度不低于5 ℃。
(3)混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如必須間歇時,其間歇時間應(yīng)盡量縮短,并在前層混凝土凝結(jié)之前,將次層混凝土澆筑完畢。
(4)合理安排施工程序,控制混凝土在澆筑過程中均勻上升,避免混凝土拌和物堆積高差過大。
以上措施,一方面有利于控制混凝土拌和物的質(zhì)量,保證混凝土的連續(xù)順利輸送;另一方面也可以保證混凝土的入模溫度,調(diào)整結(jié)構(gòu)混凝土與周圍環(huán)境的溫差,防止產(chǎn)生溫度裂縫。
(1)墻板混凝土澆筑作業(yè)應(yīng)避開雨天和大風(fēng)天氣進(jìn)行,并應(yīng)在兩天內(nèi)天氣無變的情況下才開盤澆筑。
(2)為保證已澆筑好的混凝土在規(guī)定齡期達(dá)到設(shè)計要求的強度,并防止產(chǎn)生收縮裂縫,混凝土經(jīng)二次抹壓定型后即滿鋪塑料布和棉被覆蓋,防止其水分過快蒸發(fā)和混凝土受凍。當(dāng)日平均氣溫低于5 ℃時,不得澆水。
(3)在已澆筑的混凝土強度達(dá)到1.2 N/mm2以后,方可在其上行走和安裝模板、支架。
總之,混凝土墻板結(jié)構(gòu)的裂縫難以避免,在工程實際中更多的是對裂縫進(jìn)行有效的控制,應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的施工組織設(shè)計,以預(yù)防裂縫的發(fā)生、嚴(yán)格控制混凝土原材料、要充分利用配筋來減小混凝土的溫度應(yīng)力。通過這些方法可有效地控制裂縫的出現(xiàn)。