不同楼层施工进度下混凝土早期强度研究

随着城镇化进程的不断加快,房地产业迅猛发展。施工单位为了降低施工成本片面地追求施工速度,在楼板混凝土养护时间很短的情况下便开始上载,裂缝产生严重。很多人认为混凝土早期强度低,承受荷载的能力差,容易出现荷载裂缝,要求提高混凝土强度来减少裂缝。现有的结构设计规范对混凝土强度的研究仅限于养护28d的混凝土强度,没有研究施工过程中混凝土的早期强度。混凝土早期强度的研究有利于确定混凝土的放线时间和上载时间,对控制混凝土裂缝具有十分重要的指导意义。

1施工进度调查研究

近十几年来房地产市场迅速扩张,房地产企业为了追求利润,降低工程成本,缓解自己的资金压力,需要快速回笼资金,地产开发单位往往要求施工单位压缩工期。本文通过对青岛各工程项目调研发现,进入标准层后,通常有3.5、4、5或者6d一层,甚至施工周期更长,现将不同施工进度要求下上载时间汇总于表1。

通过表1可以看出,放线时间和上载时间与楼层进度是成正比的,楼层进度越快,放线时间和上载时间越短,即上载时间和放线时间间隔越小。这也意味着混凝土的养护时间少,混凝土楼面强度不足时就开始上载。较早的上载很容易使结构由于混凝土的承载能力不足产生裂缝,常见的混凝土裂缝如图1所示。因此,如何判定上载时楼层的混凝土强度成为施工单位需要解决的一个难题。判断出混凝土的早期强度,可以根据不同的气温判断楼面的上载时间,这样就对楼层施工进度的合理性提供了支持。

2混凝土成熟度理论

混凝土成熟度理论最早由SUALA提出,他认为在混凝土配合比一定的前提条件下,强度只与成熟度有关,而成熟度与温度、时间的组合有关。也就是说当混凝土的强度等级确定,混凝土的强度就可以根据养护温度与硬化时间来估算。

2.1 上人荷载时混凝土强度

在结构施工过程中,最早的上人荷载是放线工放线时所产生的荷载。此时若是3.5d一层混凝土养护时间仅8h,正常6d一层混凝土养护时间也不过24h,此时混凝土强度极低。为探讨施工放线时混凝土的抗拉强度、抗压强度是否满足规范要求,根据修正混凝土成熟度理论进行计算,日平均气温为-5、0、5、10、27、30℃时,温度影响系数取值依次为0.27、0.50、0.60、0.81、1.00和1.15,具体计算结果如图2所示。

2.2 集中堆载时混凝土强度

结构在施工过程中,工期是影响集中堆载的一个十分重要的因素。标准层施工周期为3.5d一层的结构,混凝土养护时间仅12h,6d一层的混凝土养护时间为30h。由此可以看出,工期要求不同,集中上载的时间就会不同,那么此时混凝土上载时强度是否能够满足要求是需要探讨的问题。按照混凝土成熟度理论,混凝土抗拉和抗压强度的计算结果如图3所示,此时温度影响系数按照2.1节取值。

3混凝土成熟度理论可行性验证

为验证混凝土成熟度理论的可行性,本文采用C25混凝土制作了mm×mm×mm的混凝土试块,通过压力试验机验证其早龄期强度的可行性。试验测定了4个时间点(8、12、18、24h)的混凝土试块强度,每个时间节点做3组试块,每个时间点的3组试块养护温度为5、10、15℃,试验结果如图4所示,并将实测试验数据与理论计算数据比较,偏差的计算公式为

从图4可以看出,早龄期混凝土抗压强度实测值与理论计算值的偏差在20%左右,且整体来说混凝土试验测定结果均要比成熟度理论结果要大,即成熟度理论结果是偏于保守的,但在工程施工时具有很强的参考价值,可以指导混凝土的早期施工。

4结束语

现有的混凝土规范中对混凝土强度的规定都是以28d龄期为标准,没有对混凝土早期强度做具体的研究。本文通过混凝土成熟度理论计算结果与混凝土抗压强度试验结果进行对比发现,计算结果与试验结果误差可以控制在20%以内,成熟度理论在工程施工时具有较强的参考价值,可以指导工程早期施工。




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