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摘要:混凝土的施工缝并不是一种真实存在的“缝”,它只是先、后浇筑的混凝土之间的结合面,结合面两侧的混凝土施工间隔时间超过了混凝土初凝的时间。施工缝具有危害性,会引起结构力学性能、耐久性下降,甚至还会渗漏水,影响正常使用功能。本文通过实践总结提出有效的质量控制措施:合理留设施工缝位置,设置构造钢筋,清除施工缝处杂物,在旧混凝土表面剔凿出新鲜密实界面,铺设同成分的水泥砂浆,加强保湿养护等。
关键词:混凝土施工缝、危害、质量控制
引言
近年来,混凝土施工缝质量问题屡见不鲜,如渗水、漏水、地震中往往在施工缝破坏,这些现象逐渐引起人们重视和反思。然而,大楼是一层一层盖起来的,我们不可避免要设置很多施工缝,那么我们就很有必要对施工缝的危害性及其质量控制措施开展研究。
1混凝土施工缝概念与分类
1.1混凝土施工缝概念
混凝土结构一般作为一个整体考虑,多要求整体浇筑。但在实际施工过程中,为避免有害裂缝或受到施工资源限制,不能连续浇筑施工,往往进行分段施工。各个分段之间停止施工的时间超过了混凝土初凝的时间,先、后浇筑的混凝土之间的接缝就称为混凝土施工缝。混凝土施工缝并不是一种真实存在的“缝”,它只是先、后浇筑的混凝土之间的结合面。
1.2混凝土施工缝分类
混凝土施工缝一般分为水平施工缝和竖直施工缝。对于高度较大的结构,一般采用水平方向的施工缝将结构分块施工,如对墙和柱等结构。而对于水平方向较长的结构,一般采用竖直方向的施工缝将结构分块施工,如在板和楼梯等结构。
2混凝土施工缝危害分析
2.1结构力学性能下降
混凝土结构在设计时候,一般把其看作一个均匀的整体,施工缝处与其他部位具有一样的力学性能。然而,实际施工时,结构常常分段施工,相邻的分段之间就形成施工缝。
研究表明,混凝土拌合物由流动状态变为坚硬的整体,根本原因在于水泥的水化反应。
微观上,水泥和水的水化反应生成水化硅酸钙、水化铝酸四钙、水化铁酸一钙等产物,这些产物凝聚成凝胶体和结晶体,互相间贯穿形成凝聚-结晶网状结构,随着水化反应推进,网状结构不断加强,将骨料连接形成整体,结构最终形成坚硬的整体。水化反应在最初7天内反应较快,而后逐渐变慢,28天之后就变得非常的缓慢。
与之相应,上述过程在宏观上表现为混凝土的凝结和硬化,在最初7天内强度增长较快,28d以后的强度增长明显减缓。研究表明,第7天混凝土结构强度可以达到28天强度的70%左右。
在实际施工过程中,施工缝处的新旧混凝土间隔时间通常大于7天,旧混凝土已完成大部分的水化反应,新旧混凝土之间无法形成的凝聚-结晶网状结构,因此,施工缝处无法形成一个坚硬牢固的整体。
研究表明,施工缝的抗拉强度仅约为母体混凝土抗拉强度的50%,几乎可忽略。在纯剪状态下,施工缝的抗剪强度约为母体混凝土的40%。在地震中,施工缝会造成应力集中,把破坏区域限制在很小的范围内,往往造成结构提前破坏。
2.2降低结构耐久性
当未完全清除施工缝处杂物灰尘,或者施工缝的旧混凝土未剔凿露出新鲜界面时,施工缝往往是薄弱区域,形成缝隙通道。水、二氧化碳等有害物质进入缝隙,加速钢筋混凝土腐蚀老化,降低结构耐久性,缩短混凝土结构的使用寿命。研究表明,渗水量与缝隙宽度的3次方呈正比。可见,施工缝再次浇筑前清仓不到位,必然引起混凝土结构耐久性下降。
2.3影响结构正常使用功能
根据实践经验,混凝土结构施工缝处,往往存在渗水、漏水等问题,影响结构正常使用功能。例如,房屋屋面施工缝渗水、水池施工缝漏水,都会导致结构无法正常使用。
3施工缝质量控制措施
根据现场施工经验,施工缝质量控制可采取以下措施。
3.1合理留设施工缝位置
1)施工缝留设应在混凝土浇筑之前确定,严禁随意设置。
2)施工缝应通过受力分析或受力计算,留设位置取剪力较小且便于施工的位置。
3)对于柱和墙的水平施工缝,应留设在基础、楼板结构顶面300mm范围内,或者留设在楼板结构下面50mm范围内。
4)对于有主次梁的楼板,垂直施工缝应留设在次梁跨度中间的三分之一范围内。
5)对于单向板,垂直施工缝应留设在平行于板的短边方向。
6)对于墙体,垂直施工缝可设置在门洞口过梁跨中三分之一范围内,也可设置在纵横墙体交接处。
7)对于水池池壁的施工缝,宜留在高出底板表面200 mm~500 mm 的竖壁上。
8)对于双向受力楼板、大体积混凝土、拱、壳、仓、设备基础、多层刚架及其他复杂或有防水抗渗要求的结构,施工缝位置应经设计分析后确定。
3.2构造措施
对于施工缝处,设计应考虑该处结构力学性能指标的折减,增加相应的配筋作为补强措施。尤其是抗震要求较高的结构,应根据抗震分析结果调整钢筋加强连接。
施工缝留设的界面,应垂直于结构构件和纵向受力钢筋。对于基础和梁,为提高施工缝处连接牢固性,可设置企口缝形式。
对于承受动荷载作用的设备基础,不同标高的两个水平施工缝结合处,应设置成台阶形式,台阶高宽比不应大于1。
3.3施工缝处理
施工缝处理是保证施工缝质量最关键的一个步骤,必须引起施工管理人员和作业人员的高度重视。
第一,应仔细清除施工缝处垃圾、水泥薄膜、松动石子等杂物,保证接缝处干净。
第二,当混凝土不低于2.5MPa之后,方可对旧混凝土界面处进行剔凿处理,并应剔凿至结构密实部位,使其露出混凝土原始级配纹理的粗糙面,用水冲洗干净并充分湿润,且不得积水。
第三,水平施工缝再次浇筑前,先铺设一层厚度为1至1.5cm得水泥砂浆,其配合比与混凝土内砂浆成分相同。
第四,对于水池、地坑处等有防水抗渗要求的部位,应设置止水措施,如设置止水钢板、止水带等。
3.4加强养护
由于施工缝处新旧混凝土粘结合较为薄弱,因此,应做好施工缝处的混凝土保湿养护措施,避免有害裂缝。
施工缝新混凝土浇筑完成后,应在新混凝土初凝后及时覆盖薄膜、土工布,并定期浇水保湿养护。
4结语
混凝土的施工缝并不是一种真实存在的“缝”,它只是先、后浇筑的混凝土之间的结合面,结合面两侧的混凝土施工间隔时间超过了混凝土初凝的时间。施工缝的存在,会引起结构力学性能及耐久性下降,甚至还会渗水、漏水以及影响结构正常使用。因此,我们必须要加强施工缝的质量控制。通过实践总结,我们可采取如下措施提升施工缝质量:合理留设施工缝位置,设置构造钢筋,清除施工缝处杂物,在旧混凝土表面剔凿出新鲜密实界面,铺设同成分的水泥砂浆,加强保湿养护等。
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