李小学 沈任军 武文
【摘 要】随着高层建筑行业规模的不断扩大,建筑工程的施工量呈不断增加的趋势,在建筑工程施工中,砼作为施工的主要材料,其在施工中起着非常重要的作用,所以保证砼的质量对打造优质工程具有非常重要的意义。砼养护不及时、不充分不仅会引起砼产生收缩裂缝、强度降低,而且会影响砼的耐久性以及其他各种性能。本文就高层建筑砼养护的主要技术要点进行了详细探讨。
【关键词】高层建筑;砼;养护;浇水;裂缝
一、砼的养护原理
在建筑砼浇筑完毕后的一定时间内,应保持适当的温度和足够的湿度,以满足砼的良好硬化条件。创造满足这种硬化条件所采取的措施就称为砼的养护。砼养护的三要素是养护的温度、湿度及养护时间。砼在水化反应过程中会释放大量的水化热,若内部不断聚集持续升高,而外界环境温度低,极易产生温度裂纹和破坏砼晶体结构。砼在凝结过程中,若周围空气干燥,砼中水分蒸发,因水分不足影响水化作用,造成砼凝结速度慢,特别是在干旱多风天气,砼毛细孔水迅速蒸发,水泥不仅因缺少水分而停止膨胀,还因毛细管引力作用在砼中引起收缩。此时砼强度还很低,收缩引起的拉应力使砼开裂,即产生收缩裂缝。砼水化反应持续时间长,大掺量粉煤灰砼持续时间更长,砼保温保湿养护贵在持续。砼养护工作至关重要,关系到砼强度和耐久性。高层建筑施工过程中应通过技术交底等形式,提高施工人员的认识,积极根据施工条件采取相应的养护措施,实行岗位责任制,确保高层建筑的砼养护工作到位。
二、高层建筑砼养护技术要点
(一)砼养护的方法
1、覆盖浇水养护
利用平均气温高于+5℃的自然条件,用适当的材料对砼表面加以覆盖并浇水,使砼在一定的时间内保持水泥水化作用所需要的适当温度和湿度条件。 覆盖浇水养护应符合下列规定:
(1)覆盖浇水养护应在砼浇筑完毕后的12h内进行。
(2)砼的浇水养护时间,对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的砼,不得少于7d,对掺用缓凝型外加剂、矿物掺合料或有抗渗性要求的砼,不得少于14d。 当采用其他品种水泥时,砼的养护应根据所采用水泥的技术性能确定。
(3)浇水次数应根据能保持砼处于湿润的状态来决定。
(4)砼的养护用水宜与拌制水相同。
(5)当日平均气温低于5℃时,不得浇水。 大面积结构如地坪、楼板、屋面等可采用蓄水养护。贮水池一类工程可于拆除内模砼达到一定强度后注水养护。
2、薄膜布养护
在有条件的情况下,可采用不透水、气的薄膜布(如塑料薄膜布)养护。用薄膜布把砼表面敞露的部分全部严密地覆盖起来,保证砼在不失水的情况下得到充足的养护。这种养护方法的优点是不必浇水,操作方便,能重复使用,能提高砼的早期强度,加速模具的周转。但应该保持薄膜布内有凝结水。
3、薄膜养生液养护
砼的表面不便浇水或使用塑料薄膜布养护时,可采用涂刷薄膜养生液,防止砼内部水分蒸发的方法进行养护。
薄膜养生液养护是将可成膜的溶液喷洒在砼表面上,溶液挥发后在砼表面凝结成一层薄膜,使砼表面与空气隔绝,封闭砼中的水分不再被蒸发,而完成水化作用。这种养护方法一般适用于表面积大的砼施工和缺水地区。但应注意薄膜的保护。
4、热养护
(1)蒸汽养护
蒸汽养护是缩短养护时间的方法之一,一般宜用65℃左右的温度蒸养。砼在较高湿度和温度条件下,可迅速达到要求的强度。施工现场由于条件限制,现浇预制构件一般可采用临时性地面或地下的养护坑,上盖养护罩或用简易的帆布、油布覆盖。
蒸汽养护分四个阶段:
①静停阶段
就是指砼浇筑完毕至升温前在室温下先放置一段时间。这主要是为了增强砼对升温阶段结构破坏作用的抵抗能力。一般需2~6h。
②升温阶段
就是砼原始温度上升到恒温阶段。温度急速上升,会使砼表面因体积膨胀太快而产生裂缝。因而必须控制升温速度,一般为10~25℃/h。
③恒温阶段
是砼强度增长最快的阶段。恒温的温度应随水泥品种不同而异,普通水泥的养护温度不得超过80℃,矿渣水泥、火山灰水泥可提高到85~90℃。恒温加热阶段应保持90%~100%的相对湿度。
④降温阶段
在降温阶段内,砼已经硬化,如降温过快,砼会产生表面裂缝,因此降温速度应加控制。一般情况下,构件厚度在10cm左右时,降温速度每小时不大于20~30℃。
为了避免由于蒸汽温度骤然升降而引起砼构件产生裂缝变形,必须严格控制升温和降温的速度。出槽的构件温度与室外温度相差不得大于40℃,当室外为负温度时,不得大于20℃。
(2)棚罩式养护
棚罩式养护是在砼构件上加盖养护棚罩。棚罩的材料有玻璃、透明玻璃钢、聚酯薄膜、聚乙烯薄膜等。其中以透明玻璃钢和透明塑料薄膜为佳,棚式的形式有单坡、双坡、拱形等,一般多用单坡或双坡。棚罩内的空腔不宜过大,一般略大于砼构件即可。棚罩内的温度,夏季可达60-75℃,春秋季可达35-45℃,冬季约在20℃左右。
(3)覆盖式养护
在砼成型、表面略平后,其上覆盖塑料薄膜进行封闭养护,有两种做法:
①在构件上覆盖一层黑色塑料薄膜(厚0.12~0.14mm),在冬季再盖一层气被薄膜。
②在砼构件上无覆盖一层透明的或黑色塑料薄膜,再盖一层气垫薄膜(气泡朝下)。
塑料薄膜应采用耐老化的,接缝应采用热粘合。覆盖时应紧贴四周,用砂袋或其他重物压紧盖严,防止被风吹开,影响养护效果。塑料薄膜采用搭接时,其搭接长度应大于30cm。据试验,气温在20℃以上,只盖一层塑料薄膜,养护最高温度达65℃,砼构件在1.5~3d内达到设计强度的70%,缩短养护周期40%以上。
(二)养护条件
在自然气温条件下(高于+5℃),对于一般塑性砼应在浇筑后10~12h内(炎夏时可缩短至2~3h),对高强砼应在浇筑后1~2h内,即用麻袋、草帘、锯末或砂进行覆盖,并及时浇水养护,以保持砼具有足够润湿状态。砼浇水养护日期可参照下表。
砼浇水养护时间参考表
1、如平均气温低于5℃时,不得浇水。
2、采用其他品种水泥时,砼的养护应根据水泥技术性能确定。
砼在养护过程中,如发现遮盖不好,浇水不足,以致表面泛白或出现干缩细小裂缝时,要立即仔细加以遮盖,加强养护工作,充分浇水,并延长浇水日期,加以补救。
在已浇筑的砼强度达到1.2N/mm2以后,始准在其上来往行人和安装模板及支架等。荷重超过时应通过计算,并采取相宜的措施。
(三)高层建筑砼裂缝的控制
1、控制温度
(1)采用改善骨料级配,用干硬性砼,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少砼中的水泥用量;
(2)拌合砼时加水或用水将碎石冷却以降低砼的浇筑温度;
(3)热天浇筑砼时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;
(4)在砼中埋设水管,通入冷水降温;
(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免砼表面发生急剧的温度梯度。
2、合理使用外加剂
为保证砼工程质量,防止开裂,提高砼的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,其主要作用为:
(1)砼中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使砼干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使砼强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。
(2)水灰比是影响砼收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使砼用水量减少25%。
(3)水泥用量也是砼收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的砼在保持砼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。
(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少砼泌水,减少沉缩变形。
(5)砼在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于砼抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的砼抗拉强度,大幅提高砼的抗裂性能。
三、结语
综上,砼施工养护是为了保证砼凝结和硬化具备必需的湿度和适宜的温度,以促使水泥水化作用充分发展,是获得优质砼结构必不可少的步骤。在高层建筑砼结构施工中应根据施工对象、施工环境、水泥品种、外加剂及对砼性能的要求,制定具体的养护方案,并确保严格履行规定的养护制度。
参考文献:
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