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诺雅克电器生产基地建设项目一期工程,占地面积10997 m2,建筑面积:42849m2。其中1#厂房为钢筋混凝土框架结构,四层,底层层高约6.0米,其他楼层层高约5.0米,建筑高度22米,建筑面积为42459 m2。工程规定砼强度:垫层C15、基础、上部结构C30,钢筋混凝土现浇楼板200厚。本工程单层面积大、跨度大,实际施工时,一定要解决混凝土碱-集料反应,施工的重点应放在所选用的砂石料、低碱水泥、外加剂和低碱活性集料等,尽量选用高品质膨胀剂、减水剂,严格控制砂石料的含泥量及其级配,混凝土试配时首先考虑使用优选低碱水泥以及低碱活性集料、掺加矿粉掺和料及无碱、低碱外加剂。本文主要阐述了本工程预防混凝土裂缝的几点建议,供参考。
一、合理的设计方式
施工过程中的钢筋混凝土结构,是由柱、数层楼板和连接多层楼板的模板支撑系统组成的临时性的受力体系,此受力体系可能随着施工工序的进行而改变。在整个施工过程中,结构的形状、材料的性质以及所承受的施工荷载,均随时间变化。这些特点使得施工期钢筋混凝土结构有时会产生整个结构生命周期中最危险的状况。同时,混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,易于出现裂缝的薄弱部位。因此,考虑到建筑房屋的受力情况,在施工前期的设计过程中应当积极选择中低强度的混凝土材料,其强度等级控制在C20~C35范围为最佳,切勿使用高强混凝土。在进行抗裂计算时需充分考虑抗裂薄弱部位。对于跨度大、体积大的梁,纵向构造钢筋的设置应有所增强,合理地改变梁纵向截面的配筋率,这样可以较为准确地估算施工荷载、温度变化、应力大小等,对于构件抗裂性的提高很有帮助。
二、建筑原材料的选择
施工过程中,在材料的选择方面,要把好质量关,主要的是确保材料满足建筑需要。通过优化混凝土配合比来达到减少混凝土裂缝的目的。
2.1 水泥的选择
水化热是水泥中的常见问题,导致水化热的原因是水泥水化,而水化热又是造成混凝土温度裂缝的重要因素。因而,施工过程中运用到的水泥应当采用大厂水泥,保证水泥的质量完整,对于低热水泥需要积极使用。在材料采购过程中,施工单位应派专业人员检查水泥生产厂家的出厂质量证明书,确定水泥的凝结时间、安定性和强度符合施工要求。
2.2 骨料的选择
对骨料(砂、石)总的要求应是高质量、高强度、物理化学性能稳定、不含有机杂质及盐类的粗细骨料。粗骨料最好采用自然连续级配和碎石,其最大粒径因小于结构截面最小尺寸的1/4,且小于钢筋间距最小净距的3/4。细骨料最好采用中粗砂。
2.3 合理的配合比设计
混凝土的配合比设计直接关系着混凝土的质量,如果配合比设计出现问题,最终配制的混凝土将无法使用到施工过程中去。配合比的设计应当首先要满足强度等级、混凝土性能等最基本要求。在到达泵送混凝土流动性标注后,采用少量水泥、以及水灰比小的配合比,以减少水泥水化热。
2.4 外加剂的选择
选用适宜的外加剂是减少混凝土开裂的措施之一,在所有的外加剂中,粉煤灰对于混凝土的防裂效果是最好的。粉煤灰的使用对于混凝土的干缩性和脆性能够有效改善,还能降低混凝土的水化热。在施工过程中,对混凝土加入水泥重量0.25%的木钙减水剂(即木质素磺酸钙),就可明显改善混凝土和易性,减少10%左右的拌合水,节约l0%左右的水泥,从整体上降低水化热。
三、施工措施
科学合理的施工技术对于整个房屋建筑而言有着重要的意义,不但大大降低了建筑的施工成本,还能优化资源配制,在合理分配人力、物力、财力的基础上,发挥出最佳的建筑效果。
3.1 完善施工管理措施
施工管理主要是针对施工过程进行的,其目的在于保证整个建筑施工能够按照一定的规范有序进行,避免出现施工事故。施工人员在施工过程中需要不断提升自己的施工技术,护筋工应当根据实际情况调整改板筋的位移、松绑、踩筋,避免出现踩筋现象。
3.2 混凝土浇筑方法
混凝土的浇筑按混凝土自然流淌坡度、水平分层、斜向分段、连续逐层推移、一次到顶的方法进行。浇筑过程中绝对不能对已搅拌好的混凝土加水。混凝土的分层厚度也要准确把握,新一层的混凝土必须在被上层混凝土覆盖前提下才能浇筑,这样能防止因时间间隔过长造成施工裂缝。实施混凝土浇筑还要注意气象温度变化带来的影响,最好不要在天气剧烈变化的时候进行混凝土浇筑。
3.3 混凝土振捣方式
在混凝土振捣时应当将进行三道振捣,三道设置位置为:第一道为混凝土的坡角,第二道为混凝土的坡中间,第三道为混凝土的坡顶。在采用振捣棒振捣时必须要把握好振捣棒的插入深度以及振捣时间,将振捣棒插入下层混凝土的深度控制在50mm以上,振捣棒移动的间距控制在400mm左右,振捣棒要快插慢拔。当混凝土振捣密实后,要用刮杠刮平混凝土表面,再撒上5mm-25mm碎石,终凝前用木抹搓平,次数最好在两遍以上。
3.4 约束条件改善措施
为了使模板的周转率得到提高,在混凝土的施工中通常要求新浇筑的混凝土尽可能较早的拆模。进行混凝土浇筑时,水化热的散发会在表面引起相当大的拉应力,就会提升混凝土表面的温度;如果将模板拆除,就会大大降低表面的温度,让混凝土的表面附加拉应力,当水化热应力相互叠加后就会出现裂缝,这对于混凝土的使用性能的影响是很大的。可在混凝土表面覆盖泡沫海绵等保温材料,能够避免混凝土出现过大的拉应力。
3.5 温度控制方法
为了降低混凝土温度的产生,目前工程建设中通常采用改善骨料级配来避免产生混凝土温度,在采取措施的过程中,也要随时准备好温度散发工作。例如:减少浇筑厚度,借助浇筑层面散热,埋设水管,通人冷水降温等等。
3.6 敷设线管措施
预埋线管铺设应有可靠合理的固定措施,尽量使其从板件中部穿过,防止立体交叉穿越,采用线盒安装于交叉布线处。对于多根线管的集散处应使用放射形分布,最好不要采用紧密平行排列,这样对于线管底部的混凝土浇筑起到帮助作用。
总之,裂缝问题是混凝土施工过程中最为常见的问题,因为施工技术、管理及材料等的因素,楼板裂缝导致渗漏是值得重视的建筑问题。裂缝产生并持续一段的时间后会使混凝土结构的承载力降低,对建筑的使用性能及用户的安全有着直接的影响。因此,对房建工程混凝土的施工技术进行探讨,从而更好的防止裂缝的发生。
参考文献
[1]邓扬眉. 房建混凝土结构工程施工工艺探讨[J]. 科技创新与应用,2012,(7).
[2]马品章,黄松谟. 谈房建混凝土浇筑的监理控制措施[J]. 企业科技与发展,2010,(21).
Abstract: This paper is mainly about the cement concrete temperature cracks, the concrete temperature control and crack prevention measures are discussed.
Key words: concrete; temperature crack; reason; prevention;
中图分类号:TU528.45 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
前言
长期以来,水泥混凝土工程的裂缝较为普遍,尤其在桥梁工程和路面工程中,裂缝更是不少。究其原因,主要涉及到混凝土的原材料、配合比、施工工艺及所处的环境因素等。水泥混凝土因所处环境中温度的变化,造成应力的变化,从而产生破坏性裂缝,这是裂缝裂缝产生的重要原因。在施工中混凝土常常出现的温度裂缝,破坏了结构的整体性和耐久性,对工程质量具有显著的不容忽视的影响。
一、裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、结构不合理、原材料不合格、模板变形以及基础不均匀沉降等。
混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×10-4, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×10-4。由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,造成同一块混凝土中其抗拉强度是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力。因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不及时、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往因干缩导致裂缝。
二、 温度应力的分析
2.1根据温度应力的形成过程可分为三个阶段。
早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。
中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。
2.2根据温度应力引起的原因可分为两类,这两类温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。
自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁台身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。
约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。
三、温度的控制和防止裂缝的措施
为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
3.1 控制温度的措施
采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,添加外加剂,如引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;在已经浇注完成的混凝土表面铺设水管,养生的同时进行降温处理;热天浇筑混凝土时用水冷却碎石,避开日最高温度时段以降低混凝土的浇筑温度;施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度变化。
3.2 改善约束条件的措施
合理地设置伸缩缝及沉降缝;避免基础开挖过大;合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要。应特别注意避免产生通缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。
当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。当拆模过早,会在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如草帘海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。
加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
在大体积混凝土中,为了把温度裂缝的产生或把裂缝控制在某个范围内,必须采取一定的措施进行温度控制,内容主要有:(1)减小在混凝土内出现的最高温升,主要是降低混凝土最高温度与将来预定温度之间的差异。(2)确保各处的温度均匀分布,避免出现混凝土难以承受的温度梯度。(3)保证坝体能够达到建筑的基本标准,根据相关的规定来使其达到它的预定温度值,这对于灌浆处理很有帮助,还能够避免再出现的较大温度应力二带来的影响。
1 大体积混凝土温度变形产生的原因
大体积混凝土内部的温度应力是由水化热、浇灌温度和外界气温变化等各种温度差引起的,是它们的叠加应力。温度应力引起强迫变形,约束力愈大,应力也愈大。由于混凝土是一种脆性材料,抗拉强度只是抗压强度的1/10左右,当混凝土内温度应力超过混凝土强度时,混凝土就会出现温度变形而产生裂缝。混凝土的温度变形经常发生在以下部位:受弯断面和空洞四周应力集中的地方;混凝土强度最低的部位;温度急剧变化的表面和应力最大的核心部位。
2 限制温度应力、避免裂缝的技术措施
当大体积混凝土结构内形成较大的裂缝时应该采取相应的修补以恢复措施来进行调整将存在很大的难度。这就需要对大体积混凝土结构的裂缝做好必要的防止措施。
2.1 合理使用混凝土原材料、改善混凝土配合比
为了增强混凝土的抗裂能力需要合理使用混凝土原材料,改善混凝土的配合比,这就需要保证混凝土的绝热温升小、抗拉强度大、极限拉伸变形能力大、热强比小、线性膨胀系数小、自生体积变形最好是微膨胀,收缩低等。
(1)水泥。对于混凝土内部而言应该将其抗裂性能、兼顾低热和高强等方面的要求具体考虑到位,通常使用低热矿渣水泥、中热硅酸盐水泥、硅酸盐水泥掺入适量的粉煤灰。科技论文。外部混凝土不仅需要具备求抗裂性能,还应该具备抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度高、缩较小等方面的要求,通常情况下使用较高标号的中热硅酸盐水泥。(2)骨料。粗骨料:尽量选择粒径大的骨料,这是由于粒径的大小与级配是密切相关的。孔隙降低后水泥沙浆、水泥的使用量也会得到降低,水化热也不断减小,这样能够对裂缝的形成起到很好的预防效果。细骨料:通常选择级配良好的中沙和中粗沙,中粗沙为最佳材料,选择这种形式材料的理由与粗骨料一致。在配制混凝土过程中,需要对沙子的含泥量进行调整,防止出现较大的收缩变化,以至于出现更为严重的裂缝。(3)掺用混合材料。为了减小混凝土的绝热温升、增强混凝土抗裂能力通常使用掺用混合材料,这种混合材料主要有矿渣、粉煤灰、烧粘土等,而粉煤灰运用最多。科技论文。(4)掺用外加剂。减水剂在当前建筑施工中是极为普遍的外加剂,其作用在于减水和增塑,能够确保混凝土坍落度及强度维持原样,并降低用水量,减少水泥使用量及绝热温升。引气剂能够使得混凝土中出现大量微小气泡,来提升混凝土的抗冻融性能。 (4)调整混凝土配合比。确保混凝土强度及流动度能达到要求时,应降低水泥及混凝土绝热温升。
2.2 采用科学的结构形式和分缝分块
结构形式对温度应力和裂缝的影响是设计阶段需要积极重视的问题,尤其是对于寒冷地区,应尽可能避免使用对温度变化很敏感的薄壁结构。对实体重力坝与宽缝重力坝相互比较时需要关注宽缝重力坝暴露面积大,与实体重力坝相比出现裂缝的概率更高,这就需要在寒冷地区尽可能不使用宽缝重力坝。
浇筑块尺寸对温度应力的影响较大,一般情况浇筑块变大会造成温度应力的变大,这就更加会形成裂缝。因而合理的分缝分块能够有效避免裂缝的出现。当浇筑块尺寸控制在15mX15m左右时,温度应力则变得很小,基础约束高度大约在3~4m左右。气候温和地区很少出现裂缝,而寒冷地区因为温差较大,而造成该尺寸的浇筑块经常形成大量裂缝,这就要做好相应的保温措施。
2.3 合理调整混凝土温度
(1)减小混凝土浇筑温度,利用加冰拌和、冷却拌和水、预冷骨料等方式来减小混凝土出机口时的温度,这样能够增强混凝土浇筑强度,通过仓面保温等方式来降低浇筑过程中的温度回升。(2)水管冷却。科技论文。将水管设置在混凝土内,输送低温水来减小混凝土温度。(3)表面保温。将保温材料覆盖在混凝土表面,这样可以降低内外温差及混凝土表面的温度梯度。
2.4 加强施工管理工作
(1)改善混凝土施工质量。为避免裂缝的形成,不仅要对混凝土温度进行控制,还要做好施工管理工作,改善混凝土的施工质量。对混凝土浇筑块而言其混凝土的强度都是不均匀的,裂缝都是由强度最低的薄弱处进行。若混凝土质量管理工作不到位或者混凝土强度离差系数G大时,会增加裂缝的形成。为避免裂缝的形成必须哟做好施工管理。(2)薄层、短间歇显著上升。安排混凝土浇筑进度时尽可能做到薄层、短间歇(5~1Od)的合理上升,防止突发浇筑一块混凝土,再长期停歇;防止相邻坝块出现较大的高差或侧面的暴露时间过长;需防止“薄块、长间歇”,主要是在基岩或老混凝土上浇筑一薄块增加了停歇时间,这些都会导致裂缝的形成。(3)日常维护。在混凝土完成了浇筑后对混凝土表面进行洒水,可以让混凝土表面处于湿润状态,增加混凝土内部的强度。通常情况下浇筑结束后对12~18小时就需要实施保护,且持续维护时间需达到20天以上。
3 永久保温对混凝土坝防裂的作用
温度变化对大体积混凝土结构除了能造成裂缝,还影响着结构的应力状态,有时温度应力在数值上能够高出其他外荷载带来的应力。这就需要对坝体进行严格的温度控制来避免坝体形成裂缝。大坝施工期间需对混凝土最高温度、调整接缝灌浆温度进行有效控制,以降低其表面的拉应力,而避免运行期混凝土坝形成裂缝的关键措施在于保温板实现了坝面的永久保温。混凝土建筑物表面在运行期和外界空气及水接触进行接触,水温和气温的周期性变化常导致混凝土表面温度受到很大的影响。永久保温能缓解外界温度给混凝土表面造成的影响,维持混凝土的结构稳定。对坝体进行永久保温的作用在于减小外界温度变化对坝体温度的影响;显著降低坝体表面的拉应力,避免表面形成裂缝,确保大坝的安全运行。
4 结语
总之,在大体积混凝土结构内一旦出现裂缝,要通过修补以恢复结构的整体性实际上是很困难的。因此,对于大体积混凝土结构的裂缝,应以预防为主。本文主要针对温度裂缝问题以及温控防裂问题进行阐述。论述了永久保温对混凝土坝防裂的影响。永久保温可有效降低外界温度变化对坝体温度的影响;大大减小坝体表面拉应力,有效控制了表面裂缝的出现,对大坝的安全运行提供保证。
参考文献
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一、工程概况
刘家道口枢纽工程位于临沂市刘家道口村北的沂河干流上。主要有刘家道口节制闸、分沂入沭彭家道口分洪闸(已建成)、刘家道口放水洞、盛口放水洞、姜墩放水洞、盛口切滩、闸上堤防截渗,李公河防倒漾闸、李庄闸、水文观测设施、工程管理设施等工程组成。
本工程为Ⅰ等工程,主要建筑物为1级建筑物,防洪标准为50年一遇洪水设计,设计流量12000m3/s,100年一遇洪水校核,校核流量14000m3/s。刘家道口节制闸是实现沂沭洪水东调入海的控制性建筑物,是目前国内设计流量最大的平原水闸,闸室总净宽576.0m,共36孔,单孔净宽16.0m。闸室顺水流方向的长度为27.5 m,垂直水流方向总宽646.0m,闸室为分离式结构,大底板厚2.5m,闸墩厚2.0m,工作闸门为钢质弧形门,尺寸(宽×高)16×8.5 m,液压式启闭机,检修闸门为钢质叠梁门,节制闸进口连接段包括闸前铺盖、上游护底以及上游两岸翼墙和护坡,出口设有消力池,海漫以及防冲槽和下游两岸翼墙及护坡等。
二、一般水闸混凝土产生裂缝的原因
为了更好地控制裂缝和采取有效措施对裂缝进行预防,必须对裂缝的成因机理进行全面的分析.大量的工程实践证明,闸墩裂缝的产生主要与墩体内外温差、混凝土的干缩、自生体积变形、外部约束等有关,通常是多因素综合作用的结果.
三、刘家道口节制闸混凝土的主要防裂措施
1. 防裂措施的设计与研究
(1)结构分缝。每孔闸为一个结构段,顺水流方向长27.5m,垂直水流方向宽20.0m,满足规范规定的在软基上不宜大于35m的要求。
(2)基础处理。闸室基础采用c15混凝土回填处理,以减小不均匀沉降。
(3)限裂设计目标。。根据工程所处环境,主要结构按三类环境考虑,钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度按0.2mm控制。
(4)材料要求。根据工程处在水环境,防腐要求高的情况,业主单位委托有关科研单位进行了配比试验研究,最终选用高性能混凝土,主要采用了大量的掺合料(粉煤灰)。
(5)对主要结构采取的设计措施。对闸墩采用预应力钢铰线丝,按不出现裂缝设计。并要求闸墩的底部1m与闸底板一起浇筑,以减小底板对闸墩的约束。门槽等局部部位增设限裂钢筋网。部分二期混凝土掺用膨胀剂,采用TEA混凝土微膨胀剂。
(6)混凝土温控的设计与研究。本工程闸底板、闸墩长度较长、体积较大,属大体积混凝土,施工期主要为低温季节,采用了不同季节、不同部位混凝土施工的温控措施,对入仓温度、模板要求、拆模时间(建议10~14天拆模,实际7~15天)、通水冷却、新浇混凝土保温、保湿养护等提出了具体指标数据。。
2. 施工采用的防裂措施
一、为保证夏季施工控制入仓温度不超过28℃采取如下措施:
(1)加强道路养护,提高机械完好率,避免机械故障,缩短混凝土运输及等待卸料的时间。
(2)砼吊罐表面用泡沫板包裹进行保温,减少砼运输过程中的温度升高量。经实测,采取保温措施后比不采取保温措施的情况下,在20分钟内温度升高值要低约1℃。
(3)砼入仓后及时进行平仓振捣,加快覆盖速度,缩短混凝土的暴露时间。
(4)采用喷洒水雾的方法降低仓面气温。对闸墩大钢模,在其外表面铺设花管进行喷洒冷水降温,防止大钢模表面温度过高而对已入仓砼的温度控制带来不利影响。
(5)对闸墩砼,由于其仓面较小,在其顶部利用满铺脚手片,顶面再铺一层土工布形成遮阳棚进行防晒。经实测,采取遮阳措施后比不采取遮阳措施的情况下,砼仓面内温度要低约7~10℃。
最终保证夏季施工控制最大温升、内外温差及降温速率达到如下结果:
(1)控制混凝土浇筑后二天内温升值不大于30℃;
(2) 控制混凝土降温速率不大于4℃/d;
(3)控制混凝土内外温差不大于13℃;
(4)砼养护措施。。
二、 冬季施工保温对策
(1)原材料保温
原材料堆放必须用帆布覆盖,堆放高度不应低于6.0m。
(2)运输过程中保温
一是搅拌系统保温,二是砼运输搅拌车外面用棉帆布被包裹。
(3)仓面保温
在浇筑面积比较大的仓面,采用彩条布搭设保温棚,现场多次抽测砼入仓温度(砼下5~10cm)晚上一般在8℃左右,白天在8~10℃之间。砼浇完收光阶段,保温棚用碘钨灯加热保温。收光完毕后表面先覆盖一层塑料膜,然后再加一层用花雨布包裹的草帘被保温。
(4)模板保温
大小底板的侧模使用2cm厚竹胶模板,浇完后外挂保温被保温,拆模后立即用2cm厚闭孔泡沫板覆盖,用三道木条固定,保温效果相当好。
闸墩钢模板外表用3cm厚的软性泡沫板粘贴,经实测闸墩仓内温度大于15℃,保温效果非常显效。
⑤拆模后闸墩保温
根据SDJ207-82规范的要求,混凝土允许受冻的临界强度:大体积内部混凝土应不低于5.0Mpa;大体积外部混凝土和钢筋混凝土应不低于7.0Mpa。工程采取措施为:贴保温板的闸墩钢模板保温时间不小于15天,在气温稳定的时间段内拆模,边拆边包裹一布一膜的复合土工膜,再用铁丝固定。
四、结束语
水闸闸墩及其他类似倒“T”形混凝土结构的裂缝问题突出且复杂,已受到越来越高度的重视.要使混凝土结构的裂缝得到有效的控制,必须加强科学研究工作,揭示裂缝机理,推出新技术、新方法.刘家道口节制闸工程混凝土防裂从设计、施工两方面技术措施开始,研究解决该工程混凝土防裂的难题,通过实际运用所得的效果来看,所浇筑的闸墩、大底板砼没有出现贯穿性裂缝。以上所述防裂措施,基本上解决了岩基上闸墩不裂的难题。
参考文献:
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3. 黄守琳等,刘家道口节制闸工程施工难点及对策,治淮工程建设质量与安全论坛,2007.05
长期以来,人们一直在寻求治理砌体裂缝的实用技术,并根据裂缝的性质及影响因素,提出了一些预防和控制裂缝的措施。并从防止裂缝的概念上,形成了"防"、"抗"、"放"的构想。这些措施、构想有些已运用到工程实践中,也收到了些效果。但目前总的情况是,加气砼砌块的墙体裂缝仍较严重。对此,我们在调查研究、查阅资料、工程试点的基础上,提出了以下解决粉煤灰加气砼砌块非承重墙体裂缝的工程技术。
1. 砌块材料
(1) 砌块块材应有产品合格证、产品性能检测报告、主要性能的进场复验报告。
(2) 砌块强度等级必须符合规定,各项性能指标、外观质量、块型尺寸允许偏差应符合国家标准《蒸压加气混凝土砌块》(GB/T11968-1997)的要求。
(3) 对进入施工现场的砌块材料应按产品标准进行质量验收。对质量不合格或产品等级不符合要求的,不得用于砌体工程。不得将有裂缝的砌块面砌于外墙外表面。
2. 砌筑、抹面砂浆
砂浆所用材料的品种和性能应符合设计要求外,还应符合以下要求:
(1) 粉煤灰加气砼砌块砌筑墙体时,需要使用配套的专用砌筑砂浆与抹石砂浆。国家建材行业标准《蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆》(JC890-2001)是根据砌块对砂浆的功能要求制定的。
施工时,砌筑砂浆、抹面砂桨的干密度、抗压强度,抗折强度、粘结强度、收缩性能等指标必须符合标准要求;砂浆的原材料,如水泥、石灰膏、砂、掺合料、外加剂的性能指标,均应符合相应技术标准的规定。
(2) 砌筑砂浆采用普通砂浆时,对砂浆的技术要求应符合国家标准《砌体工程施工质量验收规范》(GB50203-2002)的规定。
施工时,砌筑砂浆应通过试配确定配合比。砂浆试块强度验收时,其强度合格标准必须符合规定。砂浆的原材料还应符合相应标准的规定。
(3) 抹面砂浆采用普通砂浆时,对抹面砂浆的技术要求,应符合国家标准《建筑装饰装修工程质量验收规范》(GB50210-2001)及《住宅装饰装修工程施工规范》(GB50327-2001)的规定。
对砂浆的原材料、配合比及强度检验,还应符合相应标准规定。
3. 框架结构非承重墙体施工
粉煤灰加气砼砌块的砌体工程施工。除应符合规范 GB50203-2002的基本规定外,尚应符合以下要求:
(1) 砌块在运输、装卸过程中,严禁抛掷和倾倒。进场后应按品种、规格分别堆放整齐,堆放高度不得超过2M,并应防止雨淋。
(2) 砌体的龄期应超过28d才能上墙砌筑。
(3) 对采用专用砂浆砌筑时,砌体含水率应小于15%,并进行干砌。对采用普通砂浆砌筑时,在控制含水率的同时,应提前1-2d浇水湿润。在高温季节砌筑时,宜向砌筑面适量浇水。
(4) 切割砌块应使用手提式机具或相应的机械设备。
(5) 砌筑前,应按设计要求弹出墙的中线、边线与门窗洞位置,并应以皮数杆为标志,拉好水准线。井按排块设计进行砌筑。并适当控制每天的砌筑速度。
(6) 填充墙体底部应砌高强度砖,如灰砂砖、页岩砖、砼砖等。其高度不宜小于200mm。
(7) 不同干密度和强度等级的砌块不应混砌,也不得和其它砖、砌块混砌。
(8) 砌体转角和交接部位应同时砌筑。对不能同时砌筑又必须留设临时间断处,应砌成斜槎。
(9) 填充墙砌体留置的拉结钢筋位置应与砌块皮数相符合。其钢筋宜采用植筋方法固定在框架柱上。其规格、数量、间距、长度应符合设计要求。填充墙与框架柱之间的缝隙应用砂浆嵌填密实。
(10) 砌体砌筑时,应严格控制水平度、平整度。并应错缝搭砌,搭砌长度不应小于砌块长度的1/3。不能满足搭砌长度要求的通缝不应大于2皮。
(11) 砌体的灰缝厚度和宽度应正确,其水平灰缝厚度及竖向灰缝宽度分别宜为15mm和20mm。砌筑的水平、垂直砂浆饱满度均应≥80%。同时砌筑后宜对水平缝、垂直缝进行勾缝,勾缝深度为3-5mm。
(12) 填充墙砌至接近梁底时,应留一定空隙,并应至少间隔7d后,采用侧砖、立砖或砌块斜砌挤紧,其倾斜度宜为约60度,砌筑砂浆应饱满。
(13) 墙体尺寸允许偏差,如轴线位移、垂直度、表面平整度、门窗洞口高宽及偏移等应控制在规范允许范围内。
4. 墙体与门窗框的连接与密封
(1) 门窗安装应先在墙体中预留门窗洞,然后再安装门窗框。
(2) 普通木门安装,应在门洞两侧的墙体,按上、中、下位置每边砌入带防腐木砖的C15砼块,然后用钉子将木门框与砼块连接固定。
(3) 塑钢、铝合金门窗安装,应在门窗洞两侧的墙体,按上、中、下位置每边砌入C15砼块,然后用尼龙锚柱或射钉弹将塑钢、铝合金门窗连接铁件与砼块固定。
(4) 木门框与墙体间隙,采用麻刀水泥砂浆或麻刀混合砂浆进行嵌填,要分层填塞密实,待达到一定强度后,再用水泥砂浆抹平。
(5) 塑钢、铝合金门窗与墙体之间的缝隙,采用PU发泡剂进行填塞,并在切割成深5-8mm槽口后,内外用砂浆填嵌密实,待砂浆达到强度后,用建筑密封胶封口。
5. 墙体暗敷管线
(1) 水电管线(包括穿墙套管、线盒、插座等)的暗敷,必须待墙体完成并达到一定强度后才能进行。开槽或凿洞时,应使用轻型电动切割机并辅以镂槽器。凿槽开洞时,与墙面夹角不得大于450。开槽及洞口深度不宜超过墙厚的1/3。
(2) 敷设管线后的沟槽、穿墙套管和预埋件等,应用1:3水泥砂浆填实,宜比墙面微凹2mm,再用粘结剂补平。并沿槽长及洞口周边外贴大于100mm宽耐碱玻璃纤维网格布加强。
6. 墙面抹灰施工
(1) 外墙抹灰施工前应先安装门窗框、护栏等,并应将墙上的孔洞堵塞密实。
(2) 室内墙面、门洞口的阳角应采用1:2水泥砂浆做暗护角,其高度不应低于2m,每侧宽度不应小于50mm。
(3) 当要求抹灰层具有防水、防潮功能时,如厨房、卫生间应采用防水砂浆。
(4) 抹灰前基层表面的尘土、舌头灰、污垢、油渍等应清除干净,同时对砌块的缺棱掉角、灰缝不饱满等缺陷要进行填补。若采用普通砂浆抹灰,应将墙面洒水湿润,但墙面不应有挂水。
(5) 采用普通砂浆抹灰时,宜在基层表面涂刷专用界面剂,以利基层与抹灰砂浆粘结牢固。当未涂刷界面剂时,底灰可适当掺加乳胶或107胶水。
(6) 大面积抹灰前应设置标筋,底灰厚度在8mm以内并压实。找平层及面层应有适当间隔时间。底灰强度不得高于找平层、面层抹灰强度。抹灰应分层进行,当抹灰总厚度等于或大于35mm时,应采用钢丝网或玻璃纤维网格布加强。对外墙抹灰应作分格缝处理。
(7) 外墙抹灰时,夏季采用遮阳蓬布,避免在暴晒下抹灰;冬季应采取防冻措施。
(8) 为了防止抹灰层开裂,宜喷洒防裂剂,在抹底灰后喷洒防裂剂。为遇干热、强风天气时,在找平层、面层再喷洒防裂剂。
(9) 填充墙与砌体结合部的处理,应在该部位内外两侧,敷设宽度不小于200mm的钢丝网或玻璃纤维网格布,在绷紧后分别固定在砼与砌体的底灰上,要保证网片粘结牢固。
(10) 各抹灰层应防止快干、水冲、撞击和震动。在凝结后应采取措施防止玷污和损坏。对于普通砂浆,抹灰层应在湿润条件下养护。宜在抹灰层上喷养护剂,进行充分养护。
7. 有关防止墙体裂缝构造与加强措施
(1) 门窗过梁与窗台板做法,墙体洞口、附墙固定件做法均应符合设计规定。当门窗洞过大时,宜在门窗侧设置防裂构造柱。
(2) 当填充墙体超长、超高时,应设置防裂构造柱或配筋带。
1 裂缝的成因及分类
在多层砌体结构建筑物中,墙体裂缝多有发生,裂缝出现的时间因不同的建筑物而异,有的出现早,有的出现晚,但多发生在新建房屋的1-3年内;缝宽不等,较宽者有,严重者形成贯穿性裂缝。砌体结构裂缝问题已经是一个普遍性的问题,它不仅影响了建筑物的正常使用,降低了建筑功能,缩短了使用年限,而且对抗震也是极为不利的,尤其是在住宅商品化的今天,这个问题已日益引起开发商和居民的普遍关注,因此,如何控制砌体结构房屋墙体开裂的问题是摆在工程技术人员面前的新课题。产生裂缝的原因是多方面的,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等,归纳起来主要有两方面:一是由外荷载(包括静、动荷载)变化引起的裂缝,二是由变形引起的裂缝(主要有温度变化,不均匀沉陷或膨胀等变形产生应力而引起的裂缝),根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上由于温度应力和变形而产生的裂缝具有“顶层重下层轻”、“两端重中间轻”、“阳面重阴面轻”的特点与规律,裂缝的类型及其产生的原因可具体分为如下5种:
1.1 八字形裂缝 主要出现在横墙与纵墙两端部,此种裂缝属正八字形的热胀裂缝,随温度升降而变化,其原因是由于设计与施工中的缺陷,使屋面保温层的热阻减少甚至失败,致使屋面板温度变形大于砌体温度变形,当产生一定的温度应力的,屋面板的推力就传给墙体,并因墙体温度附加应力在房屋两端较大,当砌筑吵浆强度较低时,则易发生剪力产生的主拉应力,当超过砌体抗拉极限时,墙体即出现八字形开裂。
1.2 倒八字形裂缝 属冷缩裂缝,主要出现在纵横墙两端的窗洞口处,尤以顶层两端窗洞口处最严重。由于墙体冷缩附加应力在墙体两端较大,当房屋收缩变形大于墙体时,在门窗洞口处产生应力相对集中而导致形成倒八字形裂缝,使墙体开裂
1.3 水平裂缝 多见于顶层横墙、纵墙、“女儿墙”及山墙处。当屋面保温隔热较差,屋面板受热膨胀对墙体产生水平推力,由于墙体在端部收缩要大于中部且砌体抗剪能力较低,使纵横墙与屋盖的接触面上产生水平裂缝。
1.4 垂直裂缝 主要出现在窗台墙处、过梁端部及楼层错层外。此种裂缝主要由于温度变化,墙体受到楼板的拉力作用,在门窗洞口处产生应力集中效应而拉裂,或因冷缩变形,在与墙漆之间变形差异最大的钢筋混凝土上梁端和楼板错层外,引起墙体重直开裂。
1.5 X形裂缝 多数沿砌体灰缝开裂,主要受房屋热胀冷缩的反复作用形成,而底层墙体产生的X形裂缝则是由于基础不平整或不均匀沉降引起。
2 砌体裂缝的控制
2.1 裂缝的危害和防裂的迫切性 砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展,人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高,对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣,如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多,建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,特别是新材料砌体结构的抗裂措施,已成为工程量、国家行政主管部门,以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。
2.2 裂缝宽度的标准问题 实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值),是一个宏观的标准,即肉眼明显可见的裂缝,砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性,如裂缝宽度对钢筋腐蚀,以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料,当裂缝宽度≤0.2mm时,对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。
3 控制裂缝的原则和措施
长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想,这些构想、措施有的已运用到工程实践中,一些措施也引入到《砌体规范》中,也收到了一定的效果,但总的来说,我国砌体结构裂缝仍较严重,纠其原因有以下几种。 转贴于
3.1 设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施 长期以来住房公有制,人们对砌体结构的各种裂缝习以为常,设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,绝大部分引用国家标准或标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施,更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的,尚无结构安问题,不涉及到责任问题。
3.2 我国《砌体规范》抗裂措施的局限性 我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见,它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层,而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝,它一般不能防止由于钢砼屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。
由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。
参考文献
汇龙·清河湾小区位于山东省滕州市市中心,规划建筑面积18.94万平方米,笔者在清河湾小区的建筑节能施工中总结了一点经验,提出了一些节能有效措施,下面就谈谈我们的一些做法。
1节能建筑施工要求
一般来说,节能建筑主要从外墙、屋面、门窗等方面提高维护结构的热阻值和密闭性,达到节约建筑物的使用能耗的目的。施工单位的项目经理和技术负责人应根据节能建筑设计施工图或节能设计专篇,结合其特殊性,制定施工方案,设立有效的质量控制点,严格按操作程序施工,保证必需的施工周期。加强施工操作人员的岗前培训和施工技术交底。
2节能建筑施工技术措施
2.1墙体施工
空心砖承重墙一般采用整砖平砌,孔洞垂直方向且圆孔顺墙方向设置,空心砖不宜破凿,不够整砖时用实心砖外砌,墙中洞口预埋件和管道处,应用实心砖砌筑,并在砌筑时留出或预埋,不得随意凿孔和用水泥砂浆填孔。避免外墙体出现通缝、不密实等现象。
现场施工员根据设计施工图和工程的具体要求及施工条件绘制砌块排列图。要针对砌块建筑的墙体热阻值低、砌体和粉刷易开裂、灰缝和裂缝处易渗漏等不利因素,从施工角度采取技术措施予以确保。依据的技术规范除砌体、混凝土结构、抗震、工程施工验收等方面外,针对性的有(混凝土小型空心砌块建筑技术规程)(JGJ/T142004)等。
2.2墙体保温施工
墙体保温系统的施工是墙体节能措施的关键环节。墙体的保温层通常设置在墙体的内侧或外侧,设在内侧技术措施简单,但保温效果不如外侧,设在外侧可节省使用面积,但粘结性差,措施不当易产生开裂、渗水、脱落、耐久性减弱等问题,造价一般也高于内设置。施工工艺一般采用抹灰、喷涂、干挂、粘贴、复合等方式。针对不同的施工方法,采用不同的施工技术措施。以各种轻骨料(如膨胀珍珠岩、超轻陶砂、聚苯乙烯颗粒、浮石、粉煤灰等)加入水泥、石灰、石膏、化学聚合物等胶结料,按一定比例配制而成保温砂浆,一般都采用抹灰的施工方式。保温砂浆应在基层质检验收合格,屋面防水层完工,与墙体相连的隔墙、门窗框、管线施工部破坏保温层的情况下方可施工,施工时环境温度不低于5℃,夏季应注意保湿养护。保温砂浆自上而下依次进行,施工中应注意:
①基层应清洁、修平、湿润处理。
②按设计要求弹标准水平线、踢脚线或墙裙线,门窗洞四周宜用水泥砂浆抹宽50mm护角。
③每次抹灰厚度10mm左右为宜,当底层表面有一定强度后再继续下一层,应注意保湿养护但不能水冲。
④保温砂浆一般设置内侧,用于外侧必须有防水、防裂、防脱落等保证措施。
聚氨酯泡沫塑料、各种部位材料等一般采用喷涂施工方式。根据不同产品的要求严格控制施工环境温度,喷涂前基层应清洁、干燥、平整,要特别注意保温涂层的均匀一致和厚度达标。要注意喷涂距离角度、速度和流量。
干挂工艺:一般采用外保温,不仅保温效果好,而且利用空气层可大大提高隔热和防水性能,但由于建筑成本较高,一般用于公共建筑,多层住宅很少采用,干挂系统要考虑风力、地震、温度、雨水、大气腐蚀、耐久性等不利因素,保证体系的稳定性、强度,施工中要特别注意与墙体锚固的可靠性、连接节点的质量、金属件的防腐、防水措施等。
随着新型保温产品的不断发展,出现了各种粘结材料和粘贴工艺。大部分粘贴工艺都结合使用机械锚固。水泥聚苯板、岩棉板、玻璃棉板、珍珠岩板都采用水泥砂浆、聚合物水泥砂浆、化学粘结剂粘贴,并用尼龙锚件、膨胀螺丝将外层的钢丝网砂浆粉刷层与墙体连接起来。粘贴复合保温墙体,可分为内置式保温、夹心保温或外置式保温3种。内置式和外置式粘贴复合保温应用面在不断扩展,施工工艺日趋成熟,施工中尚需注意以下环节:
①内置式保温将保温层或加机械锚固时,需在内墙表面设平薄板、钢丝网粉刷层等防护层。施工时应保持粘结面平整、清洁、湿度适宜,且屋面防水层完好、上层无施工水下渗。施工顺序为自上而下,从阴角开始。粘贴前应做好踢脚线和门窗洞护角。厨房、卫生间等湿度较大的墙体防护面层应考虑防湿防渗和便于贴面。在墙体转角处,内外墙交接处以及踢脚线处易形成“热桥”或结露滴水,可根据工程实际在上述部位加强保温效果。论文格式,措施。。
②外置式保温,通常将聚苯乙烯板、玻璃棉板、岩棉板、水泥聚苯板等保温板用粘结荆或锚固件将其与面层固定在基层墙体上,面层内设加强网,聚苯板作保温层用耐碱玻纤网聚合网水泥砂浆作面层,岩棉板、水泥聚苯板等用钢丝网防水水泥砂浆作面层。
2.3门窗安装施工
门窗框和玻璃扇的传热系数及密封性是外墙节能的关键环节之一。木和塑料门窗的传热系数比钢、铝门窗低30%左右,双层玻璃比单层玻璃低40%左右,因此,价格比较好的是塑料单层双玻门窗。为保证门窗能达到预期的节能要求,安装过程中应注意以下几个问题:
①根据设计要求选择门窗时,要复查其抗风压性、空气渗透性、雨水渗透性等性能指标。
②安装门窗框时要反复检查框角的垂直度,变形严重、缝隙超标、密封条不密封的门窗扇不能上墙。论文格式,措施。。
③在框与扇、扇与扇之间须设密封条,以防渗水、透气,推拉窗的轨槽处须增加密封处理,局部缝隙较大的位置可用密封膏挤注。论文格式,措施。。
④在门窗框四周与墙或柱、梁、窗台等交接处,须用水泥砂浆进行处理,以防渗水、透气。
⑤粘贴密封条或挤注密封膏时,应事先将接缝处清理干净干燥,无灰尘和污物。
2.4保温屋面施工
通常屋面保温是将容重低、导热系数小、吸水率低、有一定强度的保温材料设置在防水屡和屋面板之间,按此种正铺法,可选择的保温材料很多,板块状有加气混凝土块、水泥或沥青珍珠岩板、水泥聚苯板、水泥蛭石板、聚苯乙烯板、各种轻骨料混凝土板等。散料加水泥等胶结料现场浇注的有珍珠岩、蛭石、陶粒、浮石、废聚苯粒、炉渣等,采用松散料直接或袋装设置在尖顶屋面下或吊顶上部的有膨胀珍珠岩、玻璃棉、岩棉、废聚苯粒等,现场发泡浇注的有硬质聚氨脂泡沫塑料和粉煤灰、水泥为主料的泡沫混凝土等。反铺法主要将防水层置于保温层以下,可有效保护防水层,方便施工检修,但由于造价较高,住宅建筑尚未大量使用。屋面同时应采用有效的隔热措施,通常在屋面结构上部或下部设置通风隔热层、采用高效保温材料隔热、屋顶结构上设反射层或蓄水植被等。
3、结语
论文摘要:在现代工业与民用建筑中,大体积混凝土的工程规模越来越大,结构形式也越来越复杂,但常常出现裂缝现象是大体积混凝土结构施工中的一个重大研究课题。文章针对基础大体积混凝土裂缝控制进行了探讨。
基础大体积混凝土裂缝控制是建筑施工的一个难题,文章通过某办公楼工程基础混凝土浇筑实践的分析,从原材料、混凝土配合比设计、结构构造和施工养护措施等多方面对其进行探讨,同时提出一些经过实践检验,行之有效的裂缝控制措施。
1工程概况
该工程总建筑面积71 797 m2,地下2层,地上37层,裙楼4层,总高度154.4 m,为内筒外剪超高层结构。基础混凝土6 300 m3,主楼、裙楼部分底板厚度为2.5 m,核心筒底板最大厚度为6.3 m。浇筑期间气温18~36 ℃。为确保混凝土工程质量,严格控制超规范裂缝出现,本工程采用综合控温防裂措施,取得了较为理想的效果。
2控温防裂技术措施
2.1严格控制原材料质量
浇筑前所有原材料均按有关规范抽检其质量指标。浇筑过程中,由施工单位不定期抽检商品混凝土搅拌站所用原材料质
量,发现问题及时纠正。
2.2按高性能混凝土确定配合比
该工程原设计用42.5R普通硅酸盐水泥配制C40混凝土,考虑到核心筒底板最大厚度达6.3 m,采用42.5R普通硅酸盐水泥水化热较高,而且从高性能混凝土的观点出发,采用32.5R普通硅酸盐水泥可以满足强度要求,故采用32.5R普通硅酸盐水泥。
2.3采用补偿收缩混凝土技术
采用补偿收缩混凝土是防止超规范裂缝出现的可行办法之一。施工人员筛选出优质膨胀剂,并在掺量及膨胀条件上予以充分考虑,为取得良好的防裂效果创造了必要条件。
2.4增设构造钢筋防裂抗裂
在混凝土侧面增设φ12水平防裂钢筋,使水平钢筋间距不超过100 mm。该核心筒底板周长很大,其收缩值将十分明显,因此仅靠混凝土本身抗裂是不够的。实践证明,在构造上适当增加防裂抗裂钢筋,对防止裂缝的出现起到了不可忽视的作用。
2.5采取严格的养护措施
该工程采用了3项养护措施:混凝土表面收光后立即覆盖一层塑料薄膜,以防止早期失水出现塑性裂缝;根据测温结果,适时在塑料薄膜上覆盖2~3层棉毡保温,同时在混凝土中部设置冷却水管降温;在塑料薄膜下适时补水,以保证水泥和膨胀剂发挥补偿收缩作用的充分条件。
3施工中注重的问题
3.1测温点布置图
测温点布置的原则应使不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均能得到监控。该承台混凝土的施工方案为自北向南一次连续浇筑,混凝土的初凝时间控制在8~10 h,采用4台混凝土泵自北向南全断面推进,混凝土供应量应保证在初凝时间内,使流淌距离达15~20 m的混凝土得以振捣密实并能及时覆盖。
该工程测温点布置采用“V”型布置,在混凝土断面上布置3~5个温度传感器,即2.5 m厚处为3个温度传感器,5 m厚处为5个温度传感器,保证不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均可在显示屏上得到反映,从而及时指导温控工作。
3.2关于混凝土内部的最高温升
影响混凝土内部最高温升的主要因素:混凝土配合比中的水泥强度等级、品种和水泥用量;混凝土入模湿度;混凝土厚度;混凝土内部冷却系统效率等。
取两个具有代表性的点:A点靠承台北侧(2.5 m厚)一个点;B点为核心筒底板(5 m厚)上一个点。浇筑该承台北侧(A点)时的气温为36 ℃,混凝土入模温度达29 ℃。混凝土浇筑顺序为从北向南连续浇筑,A点附近的混凝土最先完成浇筑,在较高入模温度作用下,水泥加速水化放热并在内部积聚,混凝土中心最高温度达到72.8 ℃,而5 m厚B点处混凝土内部最高温度只有72.1 ℃。这一现象与混凝土温升规律相悖,究其原因在于泵送商品混凝土流动性较大(出机坍落度在220 mm以上),承台较厚,混凝土浇筑过程中流淌距离长达15~20 m,因此在B点客观上形成了分层浇筑,从而使水泥水化热得以分层释放,避免了温峰迭加,使B点最高温升得以降低。
3.3关于混凝土温差控制
一般认为,大体积混凝土裂缝防治的关键在于控制混凝土温差小于25 ℃,最大不得超过30 ℃。但对于厚度和体量均较大,而且采取一次性连续浇筑的混凝土结构而言,在混凝土温升早期阶段,这一限定可适当放宽,这样不仅降低了施工和温控难度,而且有利于增进混凝土(掺活性矿物掺合料)早期强度,提高混凝土自身抗裂能力。
该承台2.5 m厚A点处混凝土浇筑后22~34 h期间,混凝土中心与表面温差一度达到34.4 ℃,测温结束后检查该处混凝土均未出现裂缝。主要由于在混凝土浇筑早期升温阶段强度较低或呈塑性状态,混凝土弹性模量很小,由变形变化引起的应力很小,温度应力可忽略不计。但在混凝土降温阶段,温差必须控制在30 ℃以内,而且降温速率不能过快,否则很容易引发温度收缩裂缝。该承台2.5 m厚处降温速率平均为1.5 ℃/d,5 m厚处降温速率平均为1.39 ℃/d。实践表明,养护温度越高,掺用活性矿物掺合料的结构内部混凝土强度越高。因此,该承台C40混凝土14 d强度应超过标准强度的80%,由温差引起的收缩
应力远小于该龄期混凝土的抗拉强度,所以没有出现温度裂缝。
该承台采用掺粉煤灰和膨胀剂的补偿收缩混凝土,增设了水平抗裂钢筋,从材料和构造角度提高了混凝土抗裂能力。同时采用分层浇筑,一次连续完成6 300 m3混凝土的整体浇筑施工。在施工和养护期间,对全场混凝土进行了温度测控。混凝土拆膜后,侧面平整光滑,表面未出现任何有害裂缝。该承台混凝土施工实践证明:①采用“双掺”、补偿收缩技术和60 d甚至90 d龄期强度验收,优选配合,尽可能减少水泥用量,可以最大程度地降低混凝土温升,为混凝土防裂抗裂创造有利条件;②增设抗裂构造钢筋,可有效减少混凝土表面裂缝;③混凝土施工采用分层浇筑,可延长水泥水化放热时间,减缓混凝土降温速率,减小温度应力,有利于控制混凝土内部收缩裂缝;④混凝土表面及时充分补水养护是充分发挥膨胀剂效能,防止超规范裂缝出现的重要条件。
关于混凝土温差控制一般认为,大体积混凝土裂缝防治的关键在于控制混凝土温差小于25 ℃,最大不得超过30 ℃。但对于厚度和体量均较大,而且采取一次性连续浇筑的混凝土结构而言,在混凝土温升早期阶段,这一限定可适当放宽,这样不仅降低了施工和温控难度,而且有利于增进混凝土(掺活性矿物掺合料)早期强度,提高混凝土自身抗裂能力。
该承台2.5 m厚A点处混凝土浇筑后22~34 h期间,混凝土中心与表面温差一度达到34.4 ℃,测温结束后检查该处混凝土均未出现裂缝。主要由于在混凝土浇筑早期升温阶段强度较低或呈塑性状态,混凝土弹性模量很小,由变形变化引起的应力很小,温度应力可忽略不计。但在混凝土降温阶段,温差必须控制在30 ℃以内,而且降温速率不能过快,否则很容易引发温度收缩裂缝。该承台2.5 m厚处降温速率平均为1.5 ℃/d,5 m厚处降温速率平均为1.39 ℃/d。实践表明,养护温度越高,掺用活性矿物掺合料的结构内部混凝土强度越高。因此,该承台C40混凝土14 d强度应超过标准强度的80%,由温差引起的收缩应力远小于该龄期混凝土的抗拉强度,所以没有出现温度裂缝。
4结束语
该承台采用掺粉煤灰和膨胀剂的补偿收缩混凝土,增设了水平抗裂钢筋,从材料和构造角度提高了混凝土抗裂能力。同时采用分层浇筑,一次连续完成6 300 m3混凝土的整体浇筑施工。在施工和养护期间,对全场混凝土进行了温度测控。混凝土拆膜后,侧面平整光滑,表面未出现任何有害裂缝。该承台混凝土施工实践证明:①采用“双掺”、补偿收缩技术和60 d甚至90 d龄期强度验收,优选配合,尽可能减少水泥用量,可以最大程度地降低混凝土温升,为混凝土防裂抗裂创造有利条件;②增设抗裂构造钢筋,可有效减少混凝土表面裂缝;③混凝土施工采用分层浇筑,可延长水泥水化放热时间,减缓混凝土降温速率,减小温度应力,有利于控制混凝土内部收缩裂缝;④混凝土表面及时充分补水养护是充分发挥膨胀剂效能,防止超规范裂缝出现的重要条件。
参考文献:
Abstract: In recent years, many countries in the world on the old cement concrete pavement for a lot of restoration work, the main measure is the board in the old cement concrete pavement overlay asphalt surface, the actual project shows that if the action taken properly, the old cement concrete pavement joints or cracks in asphalt overlay easy to produce reflective cracking. From the viewpoint of fracture mechanics, can be considered mainly due to its internal cement concrete pavement cracks or joints as the original defect exists due to stress concentration due. Since the old cement concrete pavement cracks and joints can not withstand pulling (bending) stress and shear stress (or shear capacity is low), assumed the asphalt overlay where most of the pulling (bending) stress or shear stress in traffic loads and temperatures under repeated stress, asphalt overlay will produce reflective cracking. Asphalt overlay reflective cracking are mainly two models: shear cracks and open-type reflector reflective cracking. Therefore it is necessary to load and temperature load of the vehicle under the action of the asphalt overlay coupled stress analysis.
Key words: load and temperature; coupling stress; analysis
TU973+.21
沥青加铺层反射裂缝是在交通荷载及温度的循环作用下引起路面材料和结构疲劳损伤而逐渐发展形成的。沥青加铺层反射裂缝扩展过程经历了三个阶段:第一个阶段为起裂阶段,沥青加铺层由旧水泥混凝土路面接缝或裂缝处存在的缺陷引起; 第二个阶段为稳定扩展阶段,沥青加铺层在交通荷载和温度应力引起的应力集中点向上发展并贯穿整个沥青加铺层; 第三个阶段为破裂阶段,沥青加铺层经过一段时间的运营,尤其是在冬季加铺层表面开始出现裂缝。反射裂缝出现初期对路面的使用性能影响不大,但随着雨水或雪水的浸入,裂缝两侧的路面结构层,特别是裂缝附近的土基含水量加大,甚至饱和,造成路面结构的承载能力明显降低,在大量行车荷载反复作用下,产生冲刷和唧泥现象,导致裂缝两侧路面面层的碎裂并出现较大的垂直相对位移,影响路面的使用性能,加速路面的破坏,缩短路面结构的使用寿命。
国内外道路工程界对防止或减缓旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的措施仍在试验及探索过程中,目前采用的主要方法有以下几种,如增加沥青层厚度、设置碎石裂缝缓解层、在沥青加铺层与水泥混凝土路面板间设置土工布、土工网格、钢丝网或改性(橡胶)沥青混合料应力吸收层等防裂夹层,这些措施对防止或减缓反射裂缝具有一定的效果。
旧水泥混凝土路面上加铺沥青层及土工合成材料、改性沥青应力吸收层或特粗粒径沥青碎石等防裂夹层后,与混凝土板原有接缝或裂缝形成了复杂的复合结构,对于这种结构,目前尚无成熟的研究模型及设计方法,为研究反射裂缝产生与发展的机理,有必要对水泥混凝土路面板上的沥青加铺层内的应力状态进行力学分析。目前主要有三种方法:静力平衡法、断裂力学法和有限元法。由于断裂力学能深刻地揭示反射裂缝产生的机理,因此采用断裂力学基本原理分析沥青加铺层反射裂缝的萌生及扩展原因。但由于断裂力学求解的多为平面应力(应变)问题,且各断裂参数难以确定,对于受荷载与温度共同作用的含夹层三维加铺层路面结构体,要求得一个适用的解析公式有很大的难度。而有限元方法在工程上应用已较为广泛,它可求解任意荷载、任意边界条件的应力情况。在以往分析带路面裂缝结构体时多采用平面应变有限元模型,这与路面的实际应力应变状态有较大差异,因此、采用更符合实际情况的三维有限元模型,对沥青加铺层在车辆荷载及温度作用下的应力状态进行分析。通过力学分析研究反射裂缝产生机理,为水泥混凝土路面加铺层设计方法提供理论依据。
一 、车辆荷载与温度荷载共同作用下沥青加铺层耦合应力分析
在实际的交通及气候条件下,沥青加铺层往往处于车辆荷载与温度荷载的共同作用之下,因此有必要对车辆荷载与温度荷载耦合作用下的沥青加铺层受力状况进行研究。由于沥青混合料的松弛特性跟温度与时间有关,温度越低,作用时间越短,应力松弛效应就越低,而以下进行的耦合分析所采用的温度一般都在-10℃左右,因此,可不考虑沥青混合料的温度松弛特性。本文主要对车辆荷载与温度荷载共同作用下的普通沥青混凝土加铺层、设置土工合成材料的沥青加铺层、设置特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层的沥青加铺层这三种典型结构的耦合应力进行分析。
1.1 车辆荷载与温度荷载共同作用下普通沥青混凝土加铺层耦合应力分析
路面结构参考温度为0℃,沥青加铺层表面降温幅度分别为-5℃、-10℃、-15℃、-20℃及-25℃,车辆荷载为100KN,分别与不同的温度进行耦合作用分析。主要计算参数为: 水泥混凝土路面板的厚度hc=22cm,弹性模量Ec=30000MPa; 基础当量模量E0=100MPa; 沥青加铺层厚度ha=10cm,沥青混合料模量Ea为1200MPa计算。车辆荷载与温度耦合作用下沥青加铺层的应力介于车辆荷载应力与温度应力之间,略小于温度应力值,说明在耦合作用中温度所起的作用较大。耦合应力比温度应力略小的原因在于在降温过程中,由于温度梯度的影响,水泥混凝土路面板产生向上的翘曲变形,使接缝张开,而接缝附近车辆荷载的作用又部分抵消了混凝土板的翘曲变形,因此,沥青加铺层在车辆荷载与温度荷载的耦合作用下所产生的应力σ1、σe、τmax均小于仅由温度荷载作用的所产生的应力。
1.2 车辆荷载与温度共同作用下设置土工合成材料夹层的沥青加铺层耦合应力分析
路面结构参考温度为0℃,沥青加铺层表面降温幅度为-10℃,车辆荷载为100KN,研究不同模量的土工合成材料夹层对车辆荷载与温度荷载共同作用下加铺层的耦合应力的影响,主要计算参数为为: 土工合成材料厚度设定为0.3cm,弹性模量为10MPa~5000MPa; 水泥混凝土路面板的厚度hc=22cm,弹性模量Ec=30000MPa,基础当量模量E0=100MPa; 沥青加铺层的厚度ha=10cm、模量Ea=1200MPa。含土工合成材料夹层的沥青加铺层耦合应力比温度应力值略小,但比荷载应力值要大。当土工合成材料的模量值从10MPa增大到1000MPa时,耦合作用产生的σ1、σe、τmax急剧减少,说明该阶段土工合成材料对减少耦合应力所起的作用较大,而当土工合成材料的模量值从1000MPa增大到5000MPa时,曲线趋于平缓。耦合作用分析进一步说明了高模量的土工格栅对防止反射裂缝所起的作用要强于低模量的土工布。
1.3车辆荷载与温度荷载共同作用下设置特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层的加铺层耦合应力分析
为比较设置不同类型裂缝缓解层的沥青加铺层在车辆荷载与温度荷载共同作用下的受力状况,分别对特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层与同等厚度的普通沥青混凝土裂缝缓解层进行对比分析。路面结构参考温度为0℃,沥青加铺层表面降温-10℃,车辆荷载为100KN。计算参数为:水泥混凝土路面板的厚度hc=22cm,弹性模量Ec=30000MPa; 基础当量模量E0=100MPa; 沥青加铺层AC-13Ⅰ、AC-20Ⅰ的模量Ea=1200MPa,厚度分别为3cm及5cm; 特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层AM-40模量为600MPa,厚度为9cm。对比结构普通沥青混凝土裂缝缓解层模量为1200MPa,厚度为9cm。
在温度荷载作用下,特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层的最大主应力σ1、等效应力σe及最大剪应力τmax分别为0.589MPa、0.237MPa及0.134MPa,而在车辆荷载与温度荷载耦合作用下,σ1、σe及τmax分别为0.536MPa、0.257MPa及0.147MPa,耦合应力与温度应力值非常接近,说明在耦合作用中,温度荷载所起的作用是主要的(未考虑温度应力松弛效应)。当取厚度同为9cm的普通沥青混凝土代替这特粗粒径沥青碎石结构层时,在相同耦合荷载的作用下,最大主应力σ1、等效应力σe及最大剪应力τmax分别为0.742MPa、0.340MPa及0.192MPa,后者比前者分别增大了38.4%、32.3%及30.6%,这说明采用特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层AM-40后,其耦合应力同样小于同厚度的普通沥青混凝土的应力值。
二、 结论
(1)沥青加铺层最大主应力σ1、等效应力σe及最大剪应力τmax随降温幅度的增加而基本呈线性增长趋势。温度应力还与沥青加铺层与旧水泥混凝土路面层间接触条件有关,当降温幅度较大、层间保持连续接触时,沥青加铺层会产生很大的温度应力,有时甚至会超过车辆荷载所产生的应力。
(2)在车辆荷载或温度荷载作用下,随着沥青加铺层模量的增加,接缝处沥青加铺层σ1、σe及τmax都逐渐增大,但增加的趋势逐渐变缓。对同一种材料的沥青混合料而言,其模量随温度降低而增大,故气温越低,加铺层内的车辆荷载应力及温度应力就越大,因此,反射裂缝多在冬季产生。
(3)沥青加铺层的厚度对车辆荷载应力及温度应力都有较大的影响,一般来说,加铺层越厚,其防止或延缓反射裂缝的效果就越好。在车辆荷载的作用下,加铺层σ1、σe、τmax及接缝处的弯沉、弯沉差均随加铺层厚度的增加呈减小的趋势。在温度荷载的作用下,加铺层的σ1、σe、τmax曲线下降速率更快,说明增加沥青加铺层的厚度对减小温度应力的效果比减小车辆荷载应力的效果更为明显。
(4)在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置土工合成材料夹层对减小车辆荷载应力、温度应力及耦合应力都能起到一定的效果,应力随土工合成材料模量的增加呈降低的趋势。相比较而言,土工合成材料对减少加铺层车辆荷载应力的幅度较为有限,而它对减少加铺层温度应力及耦合应力的效果相对较好。
(5)改性沥青应力吸收层具有模量低、柔性强、不易开裂的特点,是减少反射裂缝的新型材料。在车辆荷载或温度荷载的作用下,应力吸收层及沥青加铺层的σ1、σe、τmax及接缝两侧弯沉差均随加铺层厚度的增加而逐渐减小。通过对几种厚度沥青加铺层的应力分析可知,设置应力吸收层后,沥青加铺层各种应力及弯沉差均有一定程度的降低,尤其是在加铺层厚度较薄时,效果更为明显。通过设置与未设置改性沥青应力吸收层的几种加铺层结构应力对比分析可知,应力吸收层对减少车辆荷载应力及温度应力的效果是十分明显的。
(6)在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置AM—40特粗粒径沥青碎石作为裂缝缓解层,可有效地延缓反射裂缝的产生和扩展速度。通过车辆荷载、温度荷载及耦合荷载作用下特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层与同等厚度普通沥青混凝土应力对比分析可知,特粗粒径沥青碎石加铺层的σ1、σe及τmax比同等厚度的普通沥青混凝土加铺层的应力值均有大幅度降低,说明采用特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层AM-40后可明显改善加铺层结构的受力状况。
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引言: 目前我国建筑行业每年平均以20亿平方米左右的速度发展,但另一方面,目前建筑能耗已占全社会终端能耗的27.5%。目前,我国既有的400多亿平方米建筑当中,真正达到节能标准的却不到10%。所以,建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾,加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展,有着举足轻重的作用
1 建筑节能技术发展趋势
1.1 建筑节能基本理念
建筑节能的一个基本理念第一个是减少需求,建筑物减少对能源的需求。第二个就是用同样的能耗能够满足更多的需求,这个是提高效率的问题。第三充分利用自然能或者是其他一些自然资源(太阳能、地热等)
1.2 建筑节能新技术的主要内容
“新技术、新设备、新材料、新工艺”通常被称之为“四新”。国家鼓励建筑节能工程施工中采用“四新”技术,对于“四新”技术要进行技术鉴定或实行备案等措施,节能施工中应遵照执行。科技论文,验收。
1.3 国内外建筑节能技术的发展趋势
各发达国家在建筑节能方面取得了长足的进步,第一,减少建筑物的耗能量,加强保温隔热措施;第二,有效利用自然能源;第三,加强节能管理工作;第四,限制居住环境水平,加强节能道德意识。具体节能技术措施有以下几个方面:
1)在规划设计上有利用于节能的建筑朝向和平面形状。限制建筑的体形系数;限制建筑物的窗墙比。
2)改善外围护结构的热工性能。衡量围护结构热工性能优劣的一个重要指标是传热系数,有些发达国家已经降到0.2-0.35(w/m2·k)之间,远低于我国现有规范标准。此外,发达国家都十分注重外墙及屋顶的气密性,防止空气和水蒸汽的渗透。
3)改善窗户设计,减少能耗。通常做法是采用双层玻璃、吸热玻璃、热反射玻璃等隔热性能良好的窗玻璃。最近美国又研制出一种涂金属薄膜的窗玻璃,夏季把大部分太阳能和热能反射掉,具有良好的隔热泪盈眶性能,可以使窗的保温性能提高一倍以上。
4)利用自然条件减少能耗,也是降低建筑能耗的方式之一。发达国家十分重视这种经济的节能措施;在设计方面重视屋檐、窗帘、遮阳板、挑阳台等构造措施,对调节自然节省能源十分有效。
2 建筑节能设计要求
2.1 加强建筑节能意义的宣传和国家及省有关文件、标准的贯彻执行,从建筑节能立法和节能技术的研究推广下工夫,鼓励节能,限制建筑耗能,保证经济的可持续发展。
2.2 建筑节能设计必须依靠各专业的通力合作,使建筑科学技术各学科通力协作,相互支持、配合,创作既符合建筑学原理,有符合节能原则的优秀建筑。
2.3 采用高效、经济的节能型建材和先进的构造技术。科技论文,验收。
2.4 借鉴国外在建筑节能方面的成功经验。欧美各国将隔热保温作为建筑节能措施中最主要的一项,他们几乎所有新建建筑都采用隔热材料,并大力研究和生产各种性能良好的保温材料。
2.5 尽可能利用环境能源,减少矿物能的消耗量。从规划、设计、构造、园林绿化等方面充分合理的利用当地气候资源,寻求人、建筑、环境与经济、节能之间的最佳结合,以提高建筑的整体效益。
3 门窗及幕墙工程节能技术的应用
3.1 建筑门窗特点 门窗是建筑围护结构中的主要部件,具有采光、通风、装饰等多种功能。门窗与墙体、屋面、地面相比,其传热系数大,空气交换量多,能量损失大,是建筑节能的重要环节也是薄弱环节,必须加强综合技术措施,提高门窗的技术性能;门窗的主要技术指标如下:
(1)传热系数不大于3.0W/(m2·K);(2)夏季太阳辐射热透过率不大于20%;(3)南北向窗墙面积比不宜超过0.3。
3.2 节能门窗的选择方案 为了使门窗的性能达到预期的节能效果,必须从门窗材料、窗型选择、遮阳措施等方面加以考虑。建筑门窗和建筑幕墙全周边高性能密封技术,降低空气渗透热损失,提高气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理性能。
3.3 门窗材质选择 我国目前常用的窗框材料有木材、塑料(PVC)、铝合金和钢材。木、塑材料的导热系数远低于金属材料,保温隔热性能优良。但木材资源短缺,不可能大面积推广应用。PVC塑料具有良好的保温、隔热、隔声、耐腐蚀、美观等综合性能,故选用PVC塑料型材为优选。
3.4 建筑幕墙设计项目优化 性能方面设计有:幕墙节能、防结露设计,中空玻璃设计;各种优良性能设计还包括气密性、水密性、抗风压性能、隔热保温性能、耐冲击(硬冲击、软冲击)设计、隔音设计;安全性设计包括抗7烈度防震设计、防火设计、防中空玻璃自爆设计、防雷击和防静电干扰设计,防腐蚀设计,通风防热应力设计。
4 建筑节能中保温系统的施工要点
4.1 节能墙体工程保温系统的施工要点
4.1.1 施工单位应严格按照《民用建筑节能工程施工质量验收规程》(DGJ32/J19-2006)及《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50400-2007)的要求进行材料复检,监理单位做好见证工作;复检应涉及规范要求的全部指标,不得擅自减少。
4.1.2 应纳入隐蔽验收的内容:基层及表面处理;保温板黏结及固定;锚固件;增强网铺设;墙体热桥部位处理;预制保温板(墙板)板缝和构造节点;现场喷涂或浇注有机类保温材料的界面;被封闭的保温材料厚度;保温隔热砌块填充墙体。
4.1.3 对于外保温系统饰面层采用面砖做法时候,根据DGJ32/J19-2006第5.1.7条规定,应按外保温检验批实施现场粘结强度拉拔试验(即每实施500~1000㎡外墙外保温做一次)。
4.1.4 外保温材料应全面粘贴,凡与室内有关联的天沟、檐沟、窗侧处(即热桥部位)均应铺设保温层;如有变化应由原设计单位出具书面变更并履行相关程序。
4.1.5 对于涂料饰面保温砂浆系统,抗裂砂浆总厚度宜控制在3~6mm,在阴阳角部位和窗边应用加强网加强;涂料饰面前应采用柔性耐水腻子。科技论文,验收。
4.1.6 对胶粉聚苯颗粒保温浆料现场进行湿容重检测。科技论文,验收。科技论文,验收。其方法是:对现场砂浆搅拌机内的保温浆料抽检取样,用容积为1升的量筒进行称量,要求其在0.4kg以下。施工单位应对胶粉聚苯颗粒保温浆料制作同条件养护试块。
4.1.7 耐碱网格布施工方法:在保温层上抹抗裂砂浆,厚度控制在3mm左右(网格搭接处可加厚度至5mm),立即用铁抹子将耐碱网格布压入抗裂砂浆内,网眼砂浆饱满度应为100%;耐碱网格布搭接宽度不应小于50mm,耐碱网格布的边缘严禁干搭接,必须嵌在抗裂砂浆中。
4.1.8 保温板材和基层的黏结强度应做现场拉拔试验;后置锚固件应进行锚固力现场拉拔试验
4.2屋面节能工程保温系统的施工要点:
4.2.1 屋面保温隔热工程的施工必须在基层(结构层)质量验收合格后进行。
4.2.2 铺设保温材料的基层(结构层)施工验收完以后,将预制构件的吊钩、铁件等进行处理,处理点应抹入水泥砂浆,经检查验收合格,方可铺设保温材料。
4.2.3 找坡层为粒径在5~40mm,不含有石块、土块、重矿渣和末燃尽的煤块的炉渣,铺设时需配比均匀、分层敷设,按要求压实、表面平整,并按图纸要求找坡。
4.2.4板状保温材料应紧贴(靠)防水层,错缝铺贴、铺平垫稳、拼缝严密平整、坡向正确。板状保温材料的保温层厚度允许偏差为±5%,且不得大于4mm。
4.2.5 施工注意事项:
1)板状保温材料运输、存放应注意保护,防止损坏、污染和受潮,雨季应采取遮盖措施,防止水浸或雨淋;2)聚苯保温板陈化时间自然养护条件下,不得少于48d,60℃蒸汽养护不得少于7d,以防止板材收缩变形产生裂缝;3)保温板上面注意加铺铝箔防潮层;4)严禁在雨天进行保温层施工。科技论文,验收。
5 建筑节能工程的验收
5.1施工单位应通过有关围护结构节能性能检验、系统功能检验和整个分部工程的无生产负荷系统联合试运转与调试和观感质量的检查,按本规范要求将质量合格的节能分部工程移交建设单位的验收过程。
5.2 围护结构节能性能检验的主要项目应包括:1)墙体、屋面的传热系数、隔热性能;2)幕墙气密性能;3)外窗气密性和传热系数;4)工程合同约定的项目;5)必要时可检验其他项目。
5.3 建筑节能分部工程的质量验收,应由建设单位负责,组织监理、设计、施工等单位共同进行,合格后应及时办理竣工验收手续,并详细填写在保修期内建筑节能性能现场检验的围护结构节能性能检验和系统功能检验的内容。
大体积混凝土在现代工程建设中占有重要的地位,特别是工业建筑工程中应用十分广泛,如火力发电厂的汽机基础,就是一个大型的大体积混凝土特例。大体积混凝土施工的工艺要求很高,在施工过程中,如何控制大体积混凝土的温度裂缝就是施工工艺的关键点,也是大体积混凝土施工的难点。尽管在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍时有出现。混凝土中裂缝的出现严重影响到混凝土结构的整体性和耐久性。从而影响到混凝土结构的使用功能及安全性能。因此在大体积混凝土施工过程中,温度应力及温度的控制十分重要。
一、温度裂缝产生的原因分析
混凝土裂缝产生的原因有很多种,一是由外荷载引起的,这是发生最为普遍的一种情况,二是结构次应力引起的裂缝,这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;三是变形应力引起的裂缝,这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形,当变形受到约束时便产生应力,当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。
建筑工程中的大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致大体积混凝土产生裂缝的主要原因。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同,温度外低内高,形成了温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,表面拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的;通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度,混凝土逐渐降温,这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形,受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力,超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上,都属有害裂缝。因此,掌握温度应力的变化规律及温度控制对于进行大体积混凝土施工极为重要。
二、温度应力的分析
(一)温度应力的形成过程
温度应力的形成可分为以下三个阶段:
早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段有两个特征,一是水泥放出大量水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。
中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝土的弹性模量变化不大。
晚期:混凝土完全冷却以后的服役时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。
(二)温度应力引起的原因
对于边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。因为大体积混凝土结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间过程出现压应力,这种应力成为自身应力。
结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力,此时的应力称为约束应力。
这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。温度应力的分布及大小是比较复杂的,在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛,所以分析计算温度应力时,还必须考虑徐变的影响。
三、温度裂缝控制措施
为了有效地控制有害裂缝的出现和发展,必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件等方面全面考虑,结合实际采取相应措施。
(一)降低水泥水化热和变形
1.选用低水化热的水泥品种配制混凝土,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。
2.充分利用混凝土的后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。
3.使用粗骨料,尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料;控制砂石含泥量。
4.在混凝土内部预埋冷却水管,能入循环冷却水,强制降低混凝土水化热温度。
5.允许设置后浇缝时,合理地设置后浇缝。大体积混凝土平面尺寸过大时,可以适当设置后浇缝,以减小外应力和温度应力;同时也有利于散热,降低混凝土的内部温度。
(二)降低混凝土温度差
选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土,尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,可对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷,或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒,以降低混凝土拌合物的入模温度。
(三)加强施工中的温度控制
1.在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力,夏季应注意避免曝晒,注意保湿,冬期应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度发生。
2.采取长时间“应力松弛效应”。
3.加强测温和温度监测与管理,采取信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在25度以内,基面温差和基底面温差均控制在20度以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不至过大,以有效控制有害裂缝的出现。
(四)提高混凝土的极限拉伸强度
1.选择良好级配的粗骨料,严格控制其含泥量,加强混凝土的振捣,提高混凝土密实度和抗拉强度,减小收缩变形,保证施工质量。
2.采取二次投料法,二次振捣法,浇筑后及时排除表面积水,加强早期养护,提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
(五)外加剂的使用
使用外加剂也是控制温度裂缝的重要措施之一,许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,外加剂的正确合理使用,比单纯地靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。
1.水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。
2.水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。
3.减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。提高水泥浆与骨料的黏结力,提高的混凝土抗裂性能。
4.混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
5.掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。
6.掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
7.掺外加剂混凝土和易性好,表面易抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。
四、结语
以上对大体积混凝土的施工温度裂缝的产生及控制进行了理论和实践上的初步探讨,总之,大体积混凝土温度裂缝问题是可以通过规范施工得到控制的,在施工过程中,必须严把质量关,各个环节严格按照相关的要求进行操作,同时在施工实践中要善于总结经验,不断更新施工工艺,不断提高施工技术水平,结合多种预防处理措施,大体积混凝土的温度裂缝是完全可以避免的。
参考文献