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高层住宅地下室外墙裂缝控制探讨
马伍平1贲马2王志刚2曲波2汪彦涛2
(1深圳市东大洋水泥制品有限公司;2中建一局集团第二建筑有限公司)
【摘要】针对地下室混凝土外墙易出现裂缝,降低结构的防水性及耐久性的问题,提出混凝土原
材料的选用原则及控制要点、配合比设计原则和施工措施。工程实践证明,这些措施明显减少了地下
室混凝土外墙裂缝的出现,保障了地下室外墙的抗裂防水性。
【关键词】地下室外墙;裂缝;骨料;养护
1工程概况3混凝土原材料及配合比控制措施
2
文汇B街交汇处,,地下室3粗骨料是混凝土的刚性骨架支撑,其强度和耐久性
层,地上5栋,分别是34层、40层,42层、43层不等。地远大于水泥石,是混凝土中最稳定的组分,尤其是高标
下室外墙近300m,每40m预留一道施工缝,墙设计厚度号混凝土[4]。粗骨料在混凝土中还可以对混凝土裂缝的
300mm,主楼地下室外墙设计强度为C60,非主楼设计强继续发展形成阻挡作用,粗骨料弹性模量大,受荷载变
度为C40,外墙设计强度为C35P6。工程地下水非常丰形少,能限制水泥石的形变,提高混凝土内部的均匀性,
富,对地下室结构的防水防渗要求高。减少混凝土的早期收缩,提高混凝土的抗裂性。
2地下室外墙混凝土裂缝控制难点地下室外墙混凝土中的粗骨料应选择低收缩性骨
料。低收缩性骨料有石英岩、花岗岩、白云岩和石灰岩
地下室外墙混凝土虽然不属于大体积混凝土,也容等,高收缩性的骨料有玄武岩、砂岩和黏板岩等。资料显
易由因温度收缩应力而产生裂缝,导致结构防水性能降示用不同骨料配置的混凝土的干缩率从大到小依次为:
[1]
低,甚至危害结构安全及长期耐久性。地下室外墙混砂岩>黏板岩>花岗岩>石灰岩>石英岩。结合市场综
凝土与其他混凝土不同,由于墙中密集钢筋、埋件、栓合考虑,此工程选用石灰岩。
[2]
钉,产生了强约束,使结构承受较大的应力;外墙的散还要根据现场的具体施工情况,钢筋距离、密度,合
热面大,与空气接触面积大,混凝土表面水分流失快,散理选择粗骨料的最大粒径,降低混凝土中骨料的比表面
热快,但其厚度较厚,容易导致内外温差大;由于是竖向积,不可一味追求好泵送、好施工。
结构,且场地窄,养护较为困难。混凝土用砂选择淡化后的海砂,该砂级配好,含泥
控制混凝土裂缝的常规措施有:大掺量矿物掺合量低。使用该砂必须严格控制***离子含量,海砂淡化***
料,添加抗裂纤维、膨胀剂、防水剂,%以下,本项目必须高于国家
[3]
等。这些措施虽然有一定效果,但是仍无法杜绝裂缝标准,%以内。
的出现,
良、膨胀剂质量控制难、施工环节复杂、对养护条件要求
水泥选用早期强度较低、强度增长曲线平滑的水
过高等问题。该项目工程,采用市场易见的材料,重视一
泥。一般大体积混凝土常用的矿渣水泥、低水化热水泥
些容易被忽略但是其实非常重要的控制点,配合比设计
等,市场上不易见,且生产使用中要用单独罐子存放,因
参考大体积混凝土的设计思路,控制水化热,控制混凝
土的早期强度增速,进一步提高地下室外墙混凝土的抗
泥品牌。在其中优选3、7天强度较低、28天强度合格、
裂性。
60天强度稳步增长的水泥,既可以保证水泥水化热较
-30-
万方数据
质量控制与检测广东建材2021年第8期
低,还可以保证供应,不会给生产造成不便。⑴按照混凝土耐久性、抗压及抗折强度、绝热温升
表1各品牌水泥胶砂抗压强度(MPa)及体积稳定性、工作性能的先后顺序设计配合比;
水泥品牌3d7d28d60d⑵在满足设计强度的前提下,尽可能降低水泥和水
台泥P·,增加骨料,特别是粗骨料的用量;
海螺P·
⑶设计强度时采用60d的强度为配合比设计及工
中材P·
程实体验收的依据。
按GB/T12959-2008《水泥水化热测定方法》,测定选用缓凝型聚羧酸减水剂,通过抑制水泥水化反
各品牌水泥7天水化热,结果见表2。应,延缓水化温升,使水化热不集中释放,可以有效控制
表2水泥水化热实验大体积混凝土温度裂缝的产生。
水化热/(kJ/㎏)
龄期/d经过实验室大量试配,最终确定混凝土配合比,如
台泥P···
表5所示,混凝土各龄期抗压强度如表6所示,混凝土
,混凝土水化升温及降温曲
。
(㎏/m3)
水水泥矿粉粉煤灰砂石减水剂
表6高强地下室外墙混凝土各龄期抗压强度(MPa)
选用常见的矿粉和粉煤灰火山灰活性材料为矿物3d7d28d60d
掺合料,可在保证混凝土工作状态和强度的基础上,
低单方水泥和水的用量,降低并延缓混凝土水化热的释
放时间。
矿粉选用柳钢矿粉,颗粒主要为多角形玻璃体,多
棱角,具有较大的比表面积[6]。矿粉掺量不宜过大,因为
掺量过大时,与水泥颗粒级配不佳,会劣化混凝土内部
微观孔隙结构,增多毛细孔,加速裂纹的发展,导致混凝
土收缩增大。
表3矿粉的化学成分(%)
A12O3SiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3
图1实验室混凝土试配状态
粉煤灰选用质量稳定且距离近的妈湾电厂灰,颗粒
主要为表面光滑的球形,玻璃珠粒径小于水泥颗粒,掺
入基体中可以与水泥形成良好的颗粒级配,优化凝胶体
系。同时可以填充至水泥基体微小孔隙中,玻璃珠可以
发生二次水化反应,生成致密凝胶体,抑制毛细孔发展,
降低混凝土的体积收缩。
表4粉煤灰的化学成分(%)
A12O3SiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3
图2混凝土水化升温及降温曲线
设计地下室外墙混凝土配合比时要遵循以下三个
原则:
-31-
万方数据
型时间/赠
广东建材2021年第8期质量控制与检测
混凝土浇筑应保证连续、均匀,浇筑前应对泵管布⑶严格控制振捣时间和方法,并增加二次振捣。
置、罐车运距、站位、排队等待时间等进行计算和组织;⑷注重早期收面,并增加二次抹压的方法,以闭合
确保混凝土供应速度大于混凝土初凝速度,不出现冷早期塑性收缩裂缝,避免产生龟裂。
缝;底板混凝土浇筑应采用“斜面分层、一次到顶”的方⑸保证混凝土的养护方法和时间,确保养护到位。
式,分层厚度控制在500mm以内,斜面坡度1:6,分散混⑹控制外界环境,降低外界环境对混凝土结构的影
凝土的水化放热峰值。响。
⑺施工前向搅拌站交底,内容为材料要求、外加剂、
要求二次振捣。二次振捣可以减少粗骨料和水平钢坍落度、数量、强度、运输等要求,并向混凝土浇筑工作
筋下面形成的空隙,增加混凝土和钢筋的握裹力,同时人员书面交底,明确振捣要求,以及养护要求。
还可以增加混凝土的匀质性和密实度,避免由于混凝土⑻施工过程中要加强对工人的教育和培训,强调工
沉降而产生裂缝,并且还能消除混凝土内部的微小裂程的特殊性,增强质量意识,抓住关键的混凝土振捣和
缝,进而增强混凝土抗裂性能。收面作业来保证施工质量。
⑼严格控制到场混凝土质量,对到场不合格的混凝
土应退回搅拌站。
混凝土收面,浇筑后,先按标高用长刮尺刮平,在初
⑽设立混凝土专职监督管理人员,对混凝土的养
凝前用平板振动器碾压数遍,并用压光机进行表面压
护、外部环境控制专项监督管理。
光。一次抹压,混凝土初凝前,表面用铁滚筒滚压,待混
凝土收水后,用木抹子搓平两次,闭合混凝土面层的收6实际验收效果
缩裂缝。二次抹压,混凝土初凝后,应增加二次抹压的处
本次工程施工过程顺利,严格执行相关施工、养护
理,以闭合早期收缩裂缝,底板和楼板的表面抹压次数
措施。,并且在墙
不少于3遍。
体上没有明显裂缝,达到了设计的预期。
带模养护。地下室外墙是一种竖向的结构,保温养
护不易进行。采用带模养护和延迟拆模的方法进行养
护,效果较为明显。此次工程是把模板撬开条缝,定时洒
水养护,简单实用,效果明显。
在升温阶段,混凝土出现的大多是表面裂缝,这类
裂缝对混凝土结构受力性能一般没有大的影响;但是在
降温阶段,混凝土容易出现贯穿性裂缝,这将严重影响
混凝土的承载能力和防水能力[7]。因此要特别注意地下图3
室混凝土外墙在降温阶段的保温。带模养护,定时洒水7结语
就可以达到保温的效果。
地下室外墙混凝土出现裂缝的原因是多方面的,是
5质量控制要点及保证措施在多个因素的共同作用下形成的,因此其解决措施也一
⑴混凝土原材料进场时,供方应按规定批次向需方定是多方面的,需要所有相关参建的公司、部门、劳务班
提供质量证明文件。质量证明文件应包括型式检验报组等共同重视、共同努力、协同工作,才能减少裂缝的出
告、出厂检验报告与合格证等,外加剂产品还应提供使现,保证建筑物结构的安全性和耐久性,延长建筑物的
用说明书。寿命期,实现建筑物的百年大计。
⑵严格控制混凝土的浇筑时间,混凝土运输、浇筑
及间歇的全部时间不应超过初凝时间。【参考文献】
[1][J].广东建材,
(下转第78页)
-32-
■豪卜、万方数据
广东建材2021年第8期综合论述
生的一个全新的领域,其应用范围之广可覆盖建筑生命[6][J].机械,
周期的全过程。建筑机器人要长期发展下去,必须从以2011,38(08):79-80.
下几个方面去细细雕琢:[7]
camera,forafloor-tillingrobot[J].Automation
⑴轻质。传统机器人的体型硕大,不利于其灵活移
inConstruction,2000,10(1).
动,所需要的作业面也太过庞大,施工过程还需要较大
[8][C].
的空间,一定程度上给施工作业造成了影响。可采用轻
FieldProgrammableTechnology(FPT),2015Interna-
质的材料在许可的范围内进行调整,,2015:252-255.
构造,在不改变原有功能的前提下缩小体型。[9]金晓菁,
⑵灵敏。传统建筑机器人的灵敏度不够高,不能精[A].中国机械工程学会特种加工分会、
确定位,往往存在一定的偏差,这不只是控制其量程精17届全国特种加工学术会议论文集(下册)[C].中国机械
度就能够解决的问题,利用尖端的材料往往会提高成工程学会特种加工分会、广东工业大学:中国机械工程学
本,在优化定位轨迹及结构的同时,融入多个传感器和会,2017:7.
结合的算法,弥补原有的缺陷,并节约了成本,使施工作[10]GiovanniCesaretti,EnricoDini,XavierDeKeste-
lier,ValentinaColla,
业的精度得到提高。
componentsforanoutpostontheLunarsoilby
⑶智能。建筑机器人不会像老练的施工人员一样,
meansofanovel3Dprintingtechnology[J].Acta
看一下就知道哪里有问题,建筑机器人只能根据其内部Astronautica,2014,93.
自带的程序去判断哪里出了问题,而编程程序不能预测[11]LETT,AUSTINSA,LIMS,
到所有可能发生的故障问题,所以这时就需要让建筑领highperformanceprintingconcrete[J].Cementand
域与机器人技术、大数据技术等领域相互结合,创造出ConcreteResearch,2012,42(3):558-566.
具有多功能形态的建筑机器人。[12],,,,,
【参考文献】high-performanceprintingconcrete[J].Materials
andStructures,2012,45(8).
[1]李朋昊,李朱锋,益田正,
[13]Gibbons,Williams,Purnell,-
[J].机械设计与研究,2018,34(06):25-29.
mentcomposites[J].AdvancesinAppliedCeramics,
[2]于军琪,曹建福,[J].
2010,109(5).
自动化博览,2016(08):68-75.
[14],
[3][J].机电信息,
selfcompactingmetakaolinconcretewithdifferent
2020(08):109+111.
propertiesofcoarseaggregate[J].Materialsand
[4][J].建筑,2017(18):40-43.
Design,2014,53.
[5][J].机电产品开发与创新,
[15][J].施
2010,23(01):68-69.
工技术,2014,43(S1):231-232.
(上接第32页)
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[3]崔峻语,[6]李家和,王金业,王明亮,
施[A].[J].新型建筑材料,2018,45(09):34-37.
[C].北京力学会:北京力学会,2021:2.[7]
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-78-
万方数据