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预拌泵送砼有进度快、省劳力、技术先进环保等诸多优点。但是,预拌泵送砼的裂缝问题一直困扰着人们,包括业主、施工单位和砼供应商。所以,找出原因、拿出对策来控制砼裂缝显得非常重要。
我项目部施工的绿苑1#办公楼和4#高层住宅楼为创优工程。在开工伊始,我们就着手精心编写质量策划,其中,将楼板裂缝的防治作为重点。因为策划可行,责任到人,措施得力,所以效果颇佳,基本上很少有裂缝发生。具体做法如下:
一、工程概况:
绿苑1#办公楼和4#高层住宅楼为框架剪力墙结构,楼板厚度有100㎜~150厚不等。
二、分析裂缝的原因
1、泵送砼自身的原因
(1)、细粉含量高。要使砼满足泵送工艺的要求,泵送砼中的细粉含量(指颗粒粒径在0.315mm下)一般要达到420~450kg/m³(粗骨料为破碎石),才适宜泵送,比非泵送砼的细粉含量要高的多(280~360kg/m³),必然导致泵送砼的收缩值比非泵送砼的要大。
(2)、砼拌合物的塌落度大。一般适宜泵送的砼塌落度在80mm~180mm之间。比非泵送砼的70mm~90mm塌落度要大的多。大塌落砼水泥用量高、用水量大,导致的直接后果是,泵送砼的收缩值比非泵送砼的收缩值显著地增加。
(3)、高砂率。一般泵送砼的砂率比非泵送砼的砂率要高4%~5%,而且现在砂子的细度模数越来越小,高砂率的后果是砼收缩增加。
(4)、粗骨料粒径小。泵送砼为满足泵送要求,粗骨料最大粒径往往受制于粗骨料的种类、管道的直径、钢筋的最小间距及板厚这四个条件的约束。而非泵送砼的粗骨料最大粒径仅受钢筋最小间距及板厚这两个条件的制约。因此,泵送砼的粗骨料最大粒径与非泵送砼相比较小,从而导致砼单位用水量的增加,这对抑制砼收缩的是不利的。
2、砼原材料的原因
(1)、根据GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》新标准水泥强度的提高,增加了水泥的早期水化热。处于砼硬化阶段也是水泥水化热大量释放的时期,温度较高条件下硬化的砼,随其逐渐散热、冷却而收缩,早期收缩的增加促使砼开裂。C3S是硅酸盐熟料中的主要矿物成分,其水化物表现为早期强度高,但收缩大,C3A在熟料中含量不大,但遇水反应最快,水化热最大,收缩也最大,而水化物强度低,是影响硅酸盐水泥凝化时间的主要成分。C3S的水化热虽然比C3A小的多,但3d时却几乎是C3S水化热的5倍,因其含量在熟料中约占一半,故影响也很大。因此,C3A含量较大的水泥易因早期温度收缩、自缩和干缩而开裂。
(2)、预拌砼为了保证泵送砼在作业时间内具有良好的可泵性,均掺入缓凝性的高效减水剂,砼早期强度变低。同样,砼早期抗拉强度也相应降低,抵抗砼的收缩变形的能力下降,裂缝就更易发生。
3、施工方面的原因
(1)、振捣时间过长,有时达到2~3分钟,导致骨料下沉,浆体上浮,砼失水干燥后,毛细孔收缩引起砼裂缝。
(2)、用插入式振动棒赶料。现在楼板施工泵送砼一般采用接管式,砼浇筑人员为了减少接拆管次数,往往集中在某处泵送相当数量砼,同时用插入式振动棒赶料、摊铺,造成该区域石子大量沉积,浆体外流,造成浆体富集区出现砼收缩裂缝。
(3)、现场加水。
砼浇捣人员为了便于浇捣,在现场将砼拌合物加水,降低了砼的强度、增加砼的泌水量,导致砼表面出现裂缝的可能性增大。
(4)、砼初凝后受到扰动出现裂缝。泵送砼时,泵管通常架设在模板上,泵送时泵管来回运动,对初凝后的砼影响很大,容易造成裂缝。
(5)、养护问题。施工现场的养护方法一般是在砼终凝后喷水养护,几乎没有覆盖,养护龄期约2-3天,这种养护方法极易造成砼楼板在表面因温度梯度及湿度梯度过大而产生拉应力开裂。
(6)、拆模及加荷时间过早。施工单位为了赶工期节约模板支撑,往往凭经验就拆除板底支撑,上人进行施工作业,导致楼板裂缝的产生。
三、采取的裂缝防治措施
(1)、原材料的选择(在委托级配时就注明建议采用以下原材料):
①、水泥:为减少砼毛细管、减少水泥用量,采用需水量比较小而且跟砼外加剂适应性好的水泥。
②、砂:宜尽量采用细粉含量在15%左右的中砂,来降低用水量和水泥用量。这样就可以降低砼的温升,减少收缩。
③、粗骨料:在满足可泵性的条件下,尽量选用粒径较大的5-31.5mm,级配良好的碎石。
④、外加剂:宜选择坍落度经时损失小,与所用水泥适应性较好,引气量在3%以内的缓凝性高效减水剂,以延缓砼温峰产生的时间和降低温峰值。外加剂应有产品说明书(标明产品主要成分)、出厂检验报告及合格证、掺外加剂砼性能检验报告。聚羧酸系高性能减水剂与萘系减水剂不宜复合使用。
A、各类具有室内使用功能的砼外加剂中释放的氨量必须不大于0.10%(质量分数),避免中毒;
B、砼膨胀剂中氧化镁含量不大于5%,
C、缓凝剂主要用于高温季节和大体积砼,不同品种水泥掺缓凝剂的效果不同,因此使用前必须试验,检测其缓凝效果。
D、防凍剂:含有硝铵、尿素等产生刺激气味的防冻剂严禁用于办公和住宅等建筑工程(本工程4#楼22层~25层主体结构为冬施)。
⑤、掺合料:在砼中可考虑掺入一定数量的粉煤灰。粉煤灰具有一定活性,不但可以代替部分水泥,而且因其含有大量微小的球状颗粒,能改善砼的后期强度。但其早期强度可能有所下降,因此对其掺量应作适当控制,否则砼表面易出现细微裂缝。
(2)、泵送砼配合比设计
①、坍落度:配合比设计的坍落度值应考虑砼运输、停置时间及入泵砼坍落度要求来确定设计塌落度值。入泵坍落度值不能取太大,应按《泵送砼施工与技术规程》中规定的坍落度值,结合泵送高度、管道长度及钢筋密集程度综合考虑。
②、单位用水量:满足水泥水化所需的水量不超过水泥重量的25%。
砂率:在满足泵送的前提下,应尽量降低砂率,提高粗骨料用量。对于C30以下的砼,石子用量宜控制在1150~1200Kg/m³,对于C30以上的砼。石子宜控制在1050~1150Kg/m3之间。
(3)、施工措施
①、现场严禁加水,加强现场的监督。
②、 砼布料宜采用布料器进行,也可人工摊铺均匀。
③、砼浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。
④、砼应振捣密实,时间10秒/次~15秒/次为适宜。振动宜短振、快插、慢拔,最好用平板振动器。对筏板大体积砼采用二次振捣、二次抹压,测温控制,蓄水、薄膜覆盖养护。
⑤、合理制定养护制度。注意砼表面的覆盖,以防止水份蒸发及太阳暴晒,以降低砼楼板的温、湿梯度,同时保持砼表面湿润,覆盖的最佳时间应为砼表面收干,进行二次抹面后立即覆盖,采用塑料薄膜,保湿养护应为14d。
⑥、加荷时间不宜过早。楼层砼浇筑完毕后的24小时以前,可限于做测量、定位、弹线等工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大型材料,避免冲击振动,24小时后,可先分批安排吊运少量小批的暗柱和剪力墙筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放以控制和减小冲击振动动力。第三天方可开始吊卸钢筋钢管等大型材料以及从事楼层墙板和楼板的模板正常支模施工。在模板安装时,吊运上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多的集中堆放,以减少楼面荷重和振动。对计划中的临时大开间面积,材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前,就预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑刚度的加强措施,以增加刚度,减少变形,同时在该区域的新浇筑砼表面上铺设旧木模加以保护,进一步防止裂缝的产生。
四、结论:
预拌泵送砼现浇楼板的裂缝是客观存在的,预防或减少砼出现裂缝,应从预拌砼的生产、运输、施工及配合比设计等方面采取防治措施。实践证明,只要严格按国家施工规范施工,减少乃至避免砼的裂缝是可以做到的。
我项目部施工的绿苑1#办公楼和4#高层住宅楼为创优工程。在开工伊始,我们就着手精心编写质量策划,其中,将楼板裂缝的防治作为重点。因为策划可行,责任到人,措施得力,所以效果颇佳,基本上很少有裂缝发生。具体做法如下:
一、工程概况:
绿苑1#办公楼和4#高层住宅楼为框架剪力墙结构,楼板厚度有100㎜~150厚不等。
二、分析裂缝的原因
1、泵送砼自身的原因
(1)、细粉含量高。要使砼满足泵送工艺的要求,泵送砼中的细粉含量(指颗粒粒径在0.315mm下)一般要达到420~450kg/m³(粗骨料为破碎石),才适宜泵送,比非泵送砼的细粉含量要高的多(280~360kg/m³),必然导致泵送砼的收缩值比非泵送砼的要大。
(2)、砼拌合物的塌落度大。一般适宜泵送的砼塌落度在80mm~180mm之间。比非泵送砼的70mm~90mm塌落度要大的多。大塌落砼水泥用量高、用水量大,导致的直接后果是,泵送砼的收缩值比非泵送砼的收缩值显著地增加。
(3)、高砂率。一般泵送砼的砂率比非泵送砼的砂率要高4%~5%,而且现在砂子的细度模数越来越小,高砂率的后果是砼收缩增加。
(4)、粗骨料粒径小。泵送砼为满足泵送要求,粗骨料最大粒径往往受制于粗骨料的种类、管道的直径、钢筋的最小间距及板厚这四个条件的约束。而非泵送砼的粗骨料最大粒径仅受钢筋最小间距及板厚这两个条件的制约。因此,泵送砼的粗骨料最大粒径与非泵送砼相比较小,从而导致砼单位用水量的增加,这对抑制砼收缩的是不利的。
2、砼原材料的原因
(1)、根据GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》新标准水泥强度的提高,增加了水泥的早期水化热。处于砼硬化阶段也是水泥水化热大量释放的时期,温度较高条件下硬化的砼,随其逐渐散热、冷却而收缩,早期收缩的增加促使砼开裂。C3S是硅酸盐熟料中的主要矿物成分,其水化物表现为早期强度高,但收缩大,C3A在熟料中含量不大,但遇水反应最快,水化热最大,收缩也最大,而水化物强度低,是影响硅酸盐水泥凝化时间的主要成分。C3S的水化热虽然比C3A小的多,但3d时却几乎是C3S水化热的5倍,因其含量在熟料中约占一半,故影响也很大。因此,C3A含量较大的水泥易因早期温度收缩、自缩和干缩而开裂。
(2)、预拌砼为了保证泵送砼在作业时间内具有良好的可泵性,均掺入缓凝性的高效减水剂,砼早期强度变低。同样,砼早期抗拉强度也相应降低,抵抗砼的收缩变形的能力下降,裂缝就更易发生。
3、施工方面的原因
(1)、振捣时间过长,有时达到2~3分钟,导致骨料下沉,浆体上浮,砼失水干燥后,毛细孔收缩引起砼裂缝。
(2)、用插入式振动棒赶料。现在楼板施工泵送砼一般采用接管式,砼浇筑人员为了减少接拆管次数,往往集中在某处泵送相当数量砼,同时用插入式振动棒赶料、摊铺,造成该区域石子大量沉积,浆体外流,造成浆体富集区出现砼收缩裂缝。
(3)、现场加水。
砼浇捣人员为了便于浇捣,在现场将砼拌合物加水,降低了砼的强度、增加砼的泌水量,导致砼表面出现裂缝的可能性增大。
(4)、砼初凝后受到扰动出现裂缝。泵送砼时,泵管通常架设在模板上,泵送时泵管来回运动,对初凝后的砼影响很大,容易造成裂缝。
(5)、养护问题。施工现场的养护方法一般是在砼终凝后喷水养护,几乎没有覆盖,养护龄期约2-3天,这种养护方法极易造成砼楼板在表面因温度梯度及湿度梯度过大而产生拉应力开裂。
(6)、拆模及加荷时间过早。施工单位为了赶工期节约模板支撑,往往凭经验就拆除板底支撑,上人进行施工作业,导致楼板裂缝的产生。
三、采取的裂缝防治措施
(1)、原材料的选择(在委托级配时就注明建议采用以下原材料):
①、水泥:为减少砼毛细管、减少水泥用量,采用需水量比较小而且跟砼外加剂适应性好的水泥。
②、砂:宜尽量采用细粉含量在15%左右的中砂,来降低用水量和水泥用量。这样就可以降低砼的温升,减少收缩。
③、粗骨料:在满足可泵性的条件下,尽量选用粒径较大的5-31.5mm,级配良好的碎石。
④、外加剂:宜选择坍落度经时损失小,与所用水泥适应性较好,引气量在3%以内的缓凝性高效减水剂,以延缓砼温峰产生的时间和降低温峰值。外加剂应有产品说明书(标明产品主要成分)、出厂检验报告及合格证、掺外加剂砼性能检验报告。聚羧酸系高性能减水剂与萘系减水剂不宜复合使用。
A、各类具有室内使用功能的砼外加剂中释放的氨量必须不大于0.10%(质量分数),避免中毒;
B、砼膨胀剂中氧化镁含量不大于5%,
C、缓凝剂主要用于高温季节和大体积砼,不同品种水泥掺缓凝剂的效果不同,因此使用前必须试验,检测其缓凝效果。
D、防凍剂:含有硝铵、尿素等产生刺激气味的防冻剂严禁用于办公和住宅等建筑工程(本工程4#楼22层~25层主体结构为冬施)。
⑤、掺合料:在砼中可考虑掺入一定数量的粉煤灰。粉煤灰具有一定活性,不但可以代替部分水泥,而且因其含有大量微小的球状颗粒,能改善砼的后期强度。但其早期强度可能有所下降,因此对其掺量应作适当控制,否则砼表面易出现细微裂缝。
(2)、泵送砼配合比设计
①、坍落度:配合比设计的坍落度值应考虑砼运输、停置时间及入泵砼坍落度要求来确定设计塌落度值。入泵坍落度值不能取太大,应按《泵送砼施工与技术规程》中规定的坍落度值,结合泵送高度、管道长度及钢筋密集程度综合考虑。
②、单位用水量:满足水泥水化所需的水量不超过水泥重量的25%。
砂率:在满足泵送的前提下,应尽量降低砂率,提高粗骨料用量。对于C30以下的砼,石子用量宜控制在1150~1200Kg/m³,对于C30以上的砼。石子宜控制在1050~1150Kg/m3之间。
(3)、施工措施
①、现场严禁加水,加强现场的监督。
②、 砼布料宜采用布料器进行,也可人工摊铺均匀。
③、砼浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。
④、砼应振捣密实,时间10秒/次~15秒/次为适宜。振动宜短振、快插、慢拔,最好用平板振动器。对筏板大体积砼采用二次振捣、二次抹压,测温控制,蓄水、薄膜覆盖养护。
⑤、合理制定养护制度。注意砼表面的覆盖,以防止水份蒸发及太阳暴晒,以降低砼楼板的温、湿梯度,同时保持砼表面湿润,覆盖的最佳时间应为砼表面收干,进行二次抹面后立即覆盖,采用塑料薄膜,保湿养护应为14d。
⑥、加荷时间不宜过早。楼层砼浇筑完毕后的24小时以前,可限于做测量、定位、弹线等工作,最多只允许暗柱钢筋焊接工作,不允许吊卸大型材料,避免冲击振动,24小时后,可先分批安排吊运少量小批的暗柱和剪力墙筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放以控制和减小冲击振动动力。第三天方可开始吊卸钢筋钢管等大型材料以及从事楼层墙板和楼板的模板正常支模施工。在模板安装时,吊运上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多的集中堆放,以减少楼面荷重和振动。对计划中的临时大开间面积,材料吊卸堆放区域部位的模板支撑架在搭设前,就预先考虑采用加密立杆和搁栅增加模板支撑刚度的加强措施,以增加刚度,减少变形,同时在该区域的新浇筑砼表面上铺设旧木模加以保护,进一步防止裂缝的产生。
四、结论:
预拌泵送砼现浇楼板的裂缝是客观存在的,预防或减少砼出现裂缝,应从预拌砼的生产、运输、施工及配合比设计等方面采取防治措施。实践证明,只要严格按国家施工规范施工,减少乃至避免砼的裂缝是可以做到的。