浅论转换层大体积混凝土施工技术

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2010-09-02 11:24 热度:

  摘要:随着施工技术的进步,为建筑功能的多样化提供了重要保障。转换层结构构件作为新的技术处理手段,由于其构件体形庞大,势必给高层建筑施工带来一系列新的问题。本文结合汕头市澄海区宜嘉名都商住楼工程对换层大体积混凝土施工技术进行探讨。
  关键词:转换层;大体积混凝土;施工技术;
  一、转换层的关键作用
  转换层是一幢住宅建筑物中为满足不同使用功能,采用不同结构形式相连结的关节点,它既是下部结构的封顶,又是上部结构的“空中基础”,在整个建筑物结构体系中起着至关重要的连结纽带作用。转换层构件一般截面尺寸较大,板式转换层的厚度多在300cm以上,所以转换层混凝土的施工必须按大体积混凝土要求进行施工。
  二、转换层大体积混凝土与基础工程中大体积混凝土的区别
  (1)基础大体积混凝土一般位于基坑内,下面是桩基和原土地基,不存在支撑问题,施工环境较为理想。而转换层大体积混凝土多在地面以上,处于悬空状态,支撑问题是转换层结构的主要问题。
  (2)基础混凝土的各种温度控制理论和裂缝控制理论比较成熟,而转换层大体积混凝土目前尚缺乏成熟的理论,只能参考基础大体积混凝土理论考虑。
  (3)基础大体积混凝土下底面几乎不受外界温度影响,而转换层大体积混凝土几乎所有的面都受外界温度变化的影响,外界温度的较大波动都有可能引起混凝土温度裂缝的产生。
  三、转换层大体积混凝土的施工工艺
  宜嘉名都商住楼工程第22幢建筑面积7833.33m2,由十六层标准层和一、二层停车场两部分组成,第3层设置厚板转换层,转换层板厚为450mm。厚板的受力钢筋为双层双向22@12O钢筋。厚板及混凝土强度等级为C50配合比如表1,混凝土一次浇筑成型。
  表1高层商住楼的混凝土配合比

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  注:①本配合比所使用材料为干材料,根据材料实际含水量情况随时进行现场调整。
  3.1转换层混凝土的配合比设计
  (1)水泥的选用:优先选用水化热低的42.5MPa,矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥:掺入粉煤灰或沸石粉,降低水泥的用量,使用水化热相应降低;掺入减水剂,减少水的用量,使混凝土缓凝推迟水化热峰值的出现,延长升温阶段,达到混凝土表面温度峰值梯度减小的目的。
  (2)粉煤灰:为了减少水泥的用量,可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥,粉煤灰不得超过《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥)(GB1344—85)所规定的最高限量。
  (3)减水剂:为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。常用的有木质素减水剂、树脂减水剂等。在转换层大体积混凝土加入的主要是木质素磺酸钙(又称M型减水剂),在保持混凝土配合比不变情况下,掺与水泥质量0.2~0.3%的M型减水剂可使坍落度提高10mm左右;保持混凝土的抗压强度和坍落度不变,一般可节约水泥8~1O%;保持混凝土坍落度和水泥用量不变,其减水率为1O%左右,抗压强度提高1O~15%。
  (4)其它外加剂:除了加入减水剂外,转换层混凝土还可根据需要加入其它外加剂如引气剂、膨胀剂(JEA膨胀剂)、泵送剂、杜拉纤维、钢纤维、聚丙烯纤维等。
  3.2转换层混凝土的浇筑
  (1)混凝土的浇筑方向应先中间、后周边,向两个方向推进(如图1),转换梁、板混凝土采用“一个坡度,薄层浇筑,一坡到顶,循序渐进”的原则(如图2)。一方面,这样浇筑加大了混凝土部分工作面的面积,有利于混凝上部分水化热排出,另一方面,也有利于降低混凝土浇筑时模板的侧压力。
        t1.jpg
  
  (2)节点部位的保证措施。转换层中梁、柱、墙节点部位钢筋过于密集,为确保此部位的混凝土浇筑密实,须采取以下措施:
  ①采用同标号的细石混凝土浇筑上述部位;
  ②对局部钢筋过于密集处要作适当调整,确保插入式振动器有足够的工作界面;
  ③浇筑过程中安排专人检查墙、柱等竖向结构的侧模,如发现墙、柱混凝土浇筑到位后模板经敲击发出空响声,则应立即通知混凝土浇筑人员,对此部位加强振捣,并补浇混凝土,确保混凝土浇筑密实;
  (3)大体积混凝土的测温极其重要,转换层混凝土浇筑可以通过测温来了解混凝土的内部变化情况。测温的方法是通过在混凝土的内部埋设热电阻传感器,用测温仪进行量测。根据混凝土水化热温升规律确定测温时间大约为1O~14d,测温分为两个阶段。第一阶段为升温阶段,自混凝土终凝后开始测温至混凝土的最高温度;第二阶段为降温阶段,自混凝土最高温度到混凝土中心温度为4OºC左右。各测点测量温度,前72h每3h测一次,72h后每6h测一次,并做好测温记录,及时分析测温结果,以便调整混凝土的养护措施。
  (4)混凝土的养护。转换层混凝土初凝后、上表面立即覆盖塑料薄膜和草袋子并浇水养护,不宜浇水过多,保持混凝土的湿润即可。厚板侧面及底面采用保留模板的方法养护,部分钢模板的部位要采用外包塑料薄膜和干草袋的方法保温,养护时间不少于14d。
  四、大体积混凝土温度控制措施
  混凝土采取保温养护,为了减少混凝土内外温差,延缓收缩和散热时间(即使后期缓慢地降温),使混凝土在缓慢的散热过程中获得必要的强度来抵抗温度应力,同时降低变形变化的速度,充分发挥材料的徐变松驰特性,有效的消减约束应力,使之小于该龄期抗拉强度,防止内外温差过大并超过允许的界限(一般为20~25ºC),导致出现温度裂缝,而采取在混凝土裸露表面适当覆盖保温材料。保温法温控计算包括选定保温材料、计算保温材料需要的厚度。
  其计算根据热交换原理,假定混凝土的中心向混凝土表面散失热量,等于混凝土表面保温材料应补充的发热量。
  这种保温方法大多采用在表面覆盖1~2层草袋(或草垫、下同),或一层塑料薄膜加一层草袋。可使混凝土外表与外界气温差缩小到1O℃以内,同时可减少混凝土表面热扩散,充分发挥混凝土强度的潜力和松驰作用,使应力小于抗拉强度;另一方面能保持适度的湿养护(或浇少量的水湿润),有利于水泥的水化作用顺利进行和弹性模量的增长;前者可提高混凝土早期的抗拉抢渡,防止表面脱水;后者可增强抵抗变形能力。大量的工程实践证明,保温养护对防止大体积混凝土结构出现有害深裂缝或贯穿性温度收缩裂缝是有效的。
  本工程实例采用一层草袋和一层塑料布基本上可以满足保温要求。
  结语
  由于转换层混凝土的施工是大体积混凝土施工,所以几平所有文献资料都认为转换层混凝土的施工主要是防止裂缝问题。就作者调查过的有限工程实例而言,到目前为止还未发现有任何一个工程的转换层的混凝土表面出现超出规范要求的裂缝,比一般的结构楼层质量要好的多。这可能是由于在作业过程中充分重视的原因,从而也可以肯定钢筋混凝土结构的施工质量好坏对控制裂缝起着至关重要的作用。
  只要对转换层大体积混凝土施工过程认真进行质量控制,并精心做好后期的保温养护工作,转换层大体积混凝土的质量就能得到保证。
  

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