Prevención y tratamiento de fisuras en hormigón en masa
Resumen: Este artículo combina ejemplos de ingeniería para analizar las causas y mecanismos de las grietas en concreto en masa, y propone un conjunto de medidas efectivas para reducir las grietas en función de las causas de las grietas. , tiene cierta importancia práctica.
Palabras clave Causas y medidas de las grietas en el hormigón
Las principales características del hormigón en masa son la construcción de gran sección y volumen de construcción grueso. El problema resultante es que el calor liberado por la hidratación del cemento aumenta gradualmente la temperatura interna del hormigón y el calor generado es difícil de exportar, lo que resulta en una gran diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Además, la resistencia a la tracción temprana del hormigón es baja y el módulo de elasticidad es pequeño, lo que provoca grietas en el hormigón y afecta la calidad del proyecto. En primer lugar, la existencia de grietas en la superficie del hormigón afectará a la apariencia de los componentes; en segundo lugar, las grietas en la superficie también tienen cierto impacto en la durabilidad del hormigón. Dado que las grietas están directamente incrustadas en la estructura, el espesor de la capa protectora de hormigón se reducirá, dejando peligros ocultos de corrosión del acero. Además, el tratamiento secundario de las grietas durante el proceso de construcción consume mano de obra y recursos materiales. Es precisamente por las razones anteriores que el problema de las grietas en el hormigón de gran volumen ha recibido más atención en los proyectos de ingeniería. Las grietas del hormigón son difíciles de evitar, lo que hace que la prevención y el control de las grietas cuesten mucha mano de obra y recursos económicos. Este tipo de problema ocurrió en los proyectos de construcción residencial y comercial de la Beijing Printmaking Factory en los que participé. Durante la implementación del proyecto, a través del monitoreo, análisis, investigación y pruebas continuos, finalmente tuve una cierta comprensión de las causas de las grietas e hice algunas investigaciones y resúmenes sobre los métodos y medidas para evitar las grietas. Mis colegas, hablemos juntos.
1 Descripción general del proyecto
El edificio residencial y el edificio comercial de Beijing Platemaking Factory son edificios de oficinas residenciales y comerciales, y la forma estructural es una estructura de muro de corte con marco de hormigón armado de gran altura. La base de este proyecto es una base de balsa, y la junta de asentamiento en el medio divide el edificio residencial y el edificio comercial en dos partes independientes. La balsa del edificio residencial tiene una elevación del fondo de los cimientos de -8,5 m, un espesor de la balsa de 1 m, una longitud de la balsa de 44,7 my un ancho de 28,45 m. El volumen de hormigón de una placa de 1 m de espesor es 15438+08438+0m3. La elevación inferior de la balsa del edificio comercial es de -5,3 m, el espesor de la balsa es de 2 m, la longitud de la balsa es de 26,05 m, el ancho es de 25,85 m y el volumen de hormigón es de aproximadamente 1200 m3. El hormigón es C30. La diferencia de elevación entre los fondos de las balsas de los edificios residenciales y comerciales es de 3,2 m. De acuerdo con el orden de primero profundo y luego poco profundo, primero se construirá el hormigón de cimentación del edificio residencial por debajo de 0,00 y luego se construirá la balsa de hormigón del edificio comercial. La selección de proporciones de mezcla de concreto para este proyecto se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Proporción de mezcla de concreto
Grado de resistencia, relación agua-cemento, tasa de arena (%), consumo de materia prima por unidad de área (kg/m3), calor de hidratación (KJ )
Cemento, arena y cenizas volantes UEA BD-1 115238
c30p 8 0,45 40 330 673 1030 132 205 36 9,8
El proyecto se inició en abril de 2002 luna. Durante la construcción de hormigón de gran volumen para los cimientos de edificios residenciales y comerciales, se produjeron tres grietas graves en el hormigón. Son las etapas de construcción entre los ejes ③ y 4 de edificios residenciales y entre los ejes ② y 4 de edificios comerciales.
2 Análisis de causa
Basado en la ubicación de varias grietas, los métodos de operación de construcción, el entorno de construcción, los materiales utilizados y los efectos de la implementación de las medidas de mejora correspondientes, se organizaron múltiples reuniones especiales en el sitio. para analizar Investigar la causa de las grietas. El análisis de causa incluye:
2.1 Análisis de causa de grietas superficiales
El fenómeno de que el volumen del concreto se expande (o contrae) a medida que la temperatura aumenta (o disminuye) se llama deformación por temperatura. Las estructuras de ingeniería de hormigón en masa tienen grandes secciones transversales y requieren grandes cantidades de cemento. Después del vertido, el cemento libera una gran cantidad de calor de hidratación y la temperatura del hormigón aumenta. Debido a que el concreto tiene poca conductividad térmica, es demasiado grande y tiene una disipación de calor relativamente pequeña, el calor de hidratación dentro del concreto no se acumula, pero el calor externo se disipa rápidamente. El aumento de temperatura interna produce tensión de compresión y la superficie produce tensión de tracción [1]. ]. Cuando el gradiente de temperatura es lo suficientemente grande y la tensión de tracción superficial σ(t) excede la resistencia última a la tracción del concreto, se producirán grietas en la superficie del concreto.
2.2 Análisis de la causa de las grietas penetrantes
A medida que finaliza la reacción de hidratación del cemento y el concreto continúa disipando calor, el concreto de gran volumen pasa de la etapa de calentamiento a la etapa de enfriamiento. A medida que la temperatura disminuye, el volumen se reduce.
Dado que el calor interno del concreto se irradia hacia afuera a través de la superficie, la distribución del campo de temperatura del concreto durante la etapa de enfriamiento todavía está en un estado de temperatura central alta y temperatura superficial baja, por lo tanto, el grado de enfriamiento de la parte central del concreto. es diferente al de la parte de la superficie, lo que resulta en mayores restricciones internas dentro del concreto. Al mismo tiempo, las condiciones de cimentación y contorno también ejercen mayores restricciones externas sobre el concreto de retracción. Las limitaciones internas y externas provocan tensiones de tracción en el hormigón de retracción. Con el aumento de la edad, la resistencia del hormigón en masa aumenta, el módulo de elasticidad aumenta y el efecto de fluencia disminuye. Por lo tanto, la mayor tensión de tracción generada por la contracción por enfriamiento no solo compensa la tensión de compresión generada por el calentamiento, sino que también forma una mayor tensión de tracción en el concreto, causando así grietas en el concreto de gran volumen [2].
Basado en experiencias pasadas, a través de comparaciones y análisis de pruebas de diversas situaciones, finalmente se cree que existen muchas razones para las grietas además de la carga, la temperatura, la contracción, el asentamiento desigual, etc. también las siguientes razones:
1. La calidad de las materias primas es mala: el contenido de lodo de la arena y la grava es demasiado grande y el módulo de finura de la arena es demasiado pequeño.
2. Proporción de mezcla inadecuada: control inadecuado del asentamiento y cemento unilateral.
3. Métodos de construcción inadecuados: se pisaron barras de acero con momento flector negativo. El tiempo de curado es corto, el tiempo de exposición secundaria es inadecuado y la rigidez del soporte de la plantilla es insuficiente.
4. Factores de personal: los operadores tienen poca conciencia de la calidad, baja calidad técnica y experiencia técnica desconocida.
5. Factores ambientales: Control inadecuado del tiempo de vertido del hormigón, como luz solar, asentamiento desigual, etc.
3 Análisis del mecanismo
3.1 Requisitos de materia prima para el hormigón en masa
3.1.1 Cemento
Se debe utilizar cemento de baja temperatura para Construcción de hormigón en masa. El calor de hidratación del cemento es función de su composición mineral y finura. Para reducir el calor de hidratación del cemento, se trata principalmente de seleccionar la composición mineral adecuada y ajustar la finura del cemento en polvo. Por lo tanto, este proyecto utiliza cemento P042.5 producido por Liulihe Cement Factory, cuyo calor de hidratación de 4 días es de 314 KJ/Kg.
3.1.2 Total
Se deben seleccionar agregados bien graduados, el tamaño de partícula del agregado grueso es de 5 ~ 40 mm y el agregado fino es arena medio gruesa. La grava debe controlarse estrictamente. El contenido de lodo no supera el 3% y el 1%.
3.1.3 Materiales mixtos activos
En este proyecto se añade una determinada cantidad de material activo de cenizas volantes para "descomponer" el calor de hidratación y mejorar la trabajabilidad del hormigón. Agregar cenizas volantes puede extender el tiempo de fraguado del concreto y evitar la aparición de juntas de construcción sin cambiar la resistencia del diseño. La adición de cenizas volantes puede reducir la fluencia, la contracción y el coeficiente de expansión térmica del hormigón, mejorar la resistencia al sangrado y la segregación y mejorar significativamente la impermeabilidad del hormigón.
3.1.4 Aditivos
Los aditivos utilizados en la construcción de hormigón en masa son diferentes del hormigón ordinario y deben tener las siguientes características: 1) Efecto retardante: El efecto retardante de los aditivos puede ralentizar Reduce la tasa de liberación de calor de la hidratación del cemento, facilita la disipación de calor y reduce el aumento de temperatura interna del hormigón. 2) Reducción de agua de alta eficiencia: la reducción de agua de alta eficiencia puede reducir en gran medida el consumo de agua de la mezcla de concreto. Cuando la relación agua-cemento permanece básicamente sin cambios, el consumo de cemento del concreto se puede reducir considerablemente, es decir, la causa interna de. Se reduce el calor de hidratación. El agente reductor de agua BD-1 utilizado en este proyecto tiene la doble función de reducir el agua y retardar el fraguado, prolongar el tiempo de fraguado del concreto, asegurar el vertido general del concreto, prolongar el proceso interno de disipación de calor del concreto y evitar grietas por temperatura. .
3.2 Tecnología de construcción con hormigón en masa
La tecnología de construcción con hormigón en masa es: preparación de la construcción-tecnología de vertido-tratamiento de vibración-purga-tratamiento de superficie, etc. Los pasos principales son el vertido y la vibración, por lo que la temperatura del hormigón que entra al molde debe ser lo más baja posible. Si se utiliza agua subterránea fría o agua helada para mezclar el hormigón, el patio de arena y grava estará equipado con un cobertizo para protegerse del sol. En segundo lugar, la integridad de los cimientos de hormigón de gran volumen requiere altos requisitos, lo que exige que el hormigón se vierta continuamente al mismo tiempo. La tecnología de construcción debe ser el vertido y el apisonamiento en capas, y se debe controlar el espesor y el avance de la capa de vertido. De acuerdo con los requisitos generales, las dimensiones estructurales, la densidad del acero, el suministro de concreto y otras condiciones específicas, el vertido de concreto adopta un método de capas que combina planos y pendientes. El edificio residencial se divide en tres pisos, el edificio comercial se divide en cinco pisos. y el espesor de las capas inclinadas es de 300 a 450 mm. Cuando utilice un vibrador enchufable, cuando opere vertical y diagonalmente, insértelo rápidamente y extráigalo lentamente para evitar la delaminación o la formación de una cavidad. incluso. Al perfundir en capas, la capa superior del vibrador debe insertarse en la capa inferior unos 5 cm. Vibre en cada punto durante 20 a 30 segundos hasta que la superficie del concreto ya no se hunda significativamente, ya no aparezcan burbujas y el mortero brille. Después de 20-30 minutos, vuelva a vibrar. Después de cada período de vibración, se debe extender inmediatamente.
Alíselo dentro de las 10 horas posteriores al vertido. Dos horas antes del fraguado inicial, realizar un segundo enyesado. Por último, se deben realizar cuidadosamente los cálculos térmicos, reforzar la medición de la temperatura y adoptar un mantenimiento del aislamiento térmico para reducir la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del hormigón de gran volumen. La disposición de los puntos de medición de temperatura se muestra en la Figura 1:
Figura 1 Disposición de los puntos de medición de temperatura
Cada grupo de puntos de medición de temperatura está equipado con tres orificios de medición de temperatura, dispuestos en una Triángulo, y se mide por separado la temperatura en la parte inferior, media y superficie de la placa inferior, la distancia entre los orificios de medición de temperatura es 600.
Los puntos de medición de temperatura se disponen en el borde y medio de la placa base, evitando paredes y antivigas, ***10.
El orificio del termómetro está enterrado en un tubo de acero de pared delgada de ф20 ~ 25. Antes de empotrar, corte el tubo de acero a la longitud requerida, suelde el extremo inferior al cabezal de la barra de acero y envuelva firmemente el extremo superior con una lámina de plástico. Al realizar la preincrustación se deben reservar 10cm en el extremo superior.
También es importante reforzar el mantenimiento del hormigón. Al construir hormigón de gran volumen, se debe cubrir mientras se vierte, y se debe regar y curar después de 5 a 7 días de conservación del calor y curado. Dado que el hormigón de gran volumen recién vertido se encuentra en la etapa de calentamiento, si se riega o se remoja en agua, el exterior del hormigón se enfriará repentinamente, lo que provocará una diferencia excesiva de temperatura entre el interior y el exterior, lo que fácilmente puede causar graves problemas. Se deben evitar las grietas.
4 Medidas específicas para controlar las grietas en el hormigón en masa
En comparación con el hormigón ordinario, el hormigón en masa no sólo debe cumplir con los requisitos de resistencia, integridad y durabilidad del hormigón ordinario, sino también considerar cómo controlar la aparición y desarrollo de grietas por deformación térmica. El hormigón masivo debe intentar reducir la temperatura interna máxima del hormigón y la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del hormigón, lo que implica el tamaño del plano de la estructura, el espesor de la estructura, las limitaciones, la disposición de las barras de acero. , los materiales del hormigón, la tecnología de construcción y las condiciones de mantenimiento.
Las medidas técnicas para controlar las fisuras en el hormigón en masa incluyen los siguientes aspectos:
4.1 Reducir el calor de hidratación del cemento
Elegir calor de hidratación bajo o medio Preparar concreto con cemento que tenga calor de hidratación; aproveche al máximo la resistencia posterior del concreto y reduzca la cantidad de cemento por metro cúbico de concreto; use concreto de cenizas volantes con un grado de resistencia de 60 días y agregue los agentes reductores de agua correspondientes; para mejorar la trabajabilidad. Reducir la relación agua-cemento para lograr el propósito de menor consumo de cemento y bajo calor de hidratación.
4.2 Reducir la temperatura del concreto que ingresa al molde
Trate de evitar el clima cálido al verter el concreto; use agua a baja temperatura para mezclar previamente el agregado o cubra el agregado; prevenir el calentamiento solar; agregar agente retardador de agua; medir y registrar la temperatura del concreto que ingresa al molde.
4.3 Reforzar el control de temperatura durante la construcción.
El piso del edificio residencial tiene 1,0 m de espesor, con una capa de láminas de plástico y dos capas de bolsas de paja ignífugas para almacenar agua para preservar el calor y retener la humedad. Según las condiciones climáticas predominantes, el cemento utilizado en el concreto, la proporción de mezcla del concreto, los aditivos y aditivos, el espesor del concreto, los materiales aislantes y el cálculo térmico del concreto de gran volumen, garantizan que la diferencia de temperatura entre la superficie y el interior del concreto exceda 25? 0? 2C; el piso del edificio comercial tiene 2,0 m de espesor. Los suelos se engrosan debido a las altas temperaturas. Mediante cálculo térmico, se utilizan láminas de plástico y cortinas de paja para almacenar agua para mantenerla caliente e hidratada. Organice los orificios para medir la temperatura según sea necesario. Ajuste los materiales de curado y el tiempo de cobertura de curado según la temperatura medida. ¿Si la temperatura atmosférica baja o el aislamiento no está colocado y la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior es cercana o incluso superior a 25?
4.4 Para evitar el desarrollo de grietas por temperatura, se deben agregar barras de acero resistentes a las grietas en los bordes del concreto de las losas de piso residencial, φ 10 @ 360, en dos direcciones.
5 Conclusión
Al analizar las causas y los mecanismos de las grietas y tomar algunas medidas específicas, las grietas en el hormigón de gran volumen se pueden reducir a un rango razonable. Sin embargo, debido a las complejas causas de las grietas, todavía es difícil evitarlas por completo y requiere mucha investigación y práctica. Controlar y prevenir grietas en el hormigón en masa es un proyecto sistemático que involucra muchos factores inciertos como el diseño, la selección de materias primas, la tecnología de construcción y el mantenimiento. Los problemas en cualquier enlace pueden provocar que el hormigón se agriete. Aunque hay muchos factores que afectan las grietas en el hormigón en masa, la razón principal es el estrés térmico. Como técnicos en ingeniería, deben comprender los cambios de temperatura en el concreto, seleccionar racionalmente las variedades de cemento, controlar estrictamente la dosis de cemento, agregar materiales de mezcla y aditivos apropiados, optimizar la proporción de mezcla de concreto, realizar una construcción razonable, monitorear en tiempo real y fortalecer el mantenimiento. En segundo lugar, debemos estudiar cuidadosamente las grietas del hormigón, tratarlas de manera diferente, tomar medidas razonables para abordarlas y tomar varias medidas preventivas efectivas durante la construcción para prevenir la aparición y desarrollo de grietas y garantizar la seguridad de los edificios y componentes. Puedes encontrar muchos en Baidu.