浅析大体积混凝土裂缝施工的控制

2024-10-27

浅析大体积混凝土裂缝施工的控制(精选10篇)

1.浅析大体积混凝土裂缝施工的控制 篇一

1 大体积混凝土裂缝类型

1.1 表面裂缝

大体积混凝土浇筑后, 水泥水化热很大, 使混凝土的温度上升。由于混凝土体积大, 聚集在内部的水泥水化热不易散发, 混凝土内部温度将显著升高。混凝土表面则散热较快, 这样形成较大的内外温差, 是混凝土内部产生压应力, 表面产生拉应力, 当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时, 混凝土表面就会产生表面裂缝。

1.2 贯穿裂缝

大体积混凝土降温时, 由于逐渐降温产生降温差而引起的变形, 加上混凝土多余水分蒸发时引起的体积收缩变形, 受到地基和结构边界条件的约束时, 会产生很大的收缩应力 (拉应力) , 当该拉应力超过混凝土抗拉强度时, 混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝, 成为结构性裂缝, 带来很大的危害。

2 大体积混凝土裂缝产生控制措施

2.1 原材料及配合比的选择

2.1.1 水泥

为控制大体积混凝土的内部最高温度, 优先选用低水化热水泥, 并最大限度降低水泥用量。与此同时, 掺加必要的混凝土掺合材料。延缓混凝土终凝时间。应尽可能减少水泥用量, 必要时要增大粉煤灰的渗和量, 使混凝土达到设计强度以及和易性的要求。

2.1.2 粗骨料

优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料, 并强调骨料的连续级配 (条件许可时、尽可能使用粒径大的骨科。因为一方面骨料本身的强度就远大于水泥胶体, 另一方面, 采用连续级配的骨料, 可以提高骨料在混凝土中的所占体积, 能大幅度降低水泥用量, 从而间接地降低水化热。采用的碎石, 粒径5mm~25mm, 含泥量不大于1。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土, 和易性较好, 抗压强度较高, 同时可以减少用水量及水泥用量, 从而使水泥水化热减少, 降低混凝土温升。

2.1.3 细骨料

采用中砂, 平均粒径大于0.5mm, 含泥量不大于5。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右, 同时相应减少水泥用量, 使水泥水化热减少, 降低混凝土温升, 并可减少混凝土收缩。

2.1.4 粉煤灰

由于混凝土的浇筑方式为泵送, 为了改善混凝土的和易性便于泵送, 考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求, 采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时, 其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利, 但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低, 对混凝土抗渗抗裂不利。因此粉煤灰的掺量控制在10以内, 采用外掺法, 即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

2.1.5 外加剂和配合比的选择

大量工程实践表明, △t在20℃~25℃以下时, 才能保证混凝土不开裂。而实际上, 要使混凝土内外温差△t真正小于20℃~25℃是非静困难的, 因此要解决这一问题, 就必须在选择适当的外加剂和配合比方面给予考虑、诸如选择掺加适量的减水剂、膨胀剂、粉煤灰等等。混凝土采用由搅拌站供应的商品混凝土, 因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求, 提前做好混凝土试配。混凝土配合比应提高试配确定。

2.2 选择合适的施工方法

2.2.1 合理分层分段浇筑

保证所浇捣的混凝土没有冷缝, 即混凝土先后浇筑层间隔时间不超过混凝土初凝时间。混凝土浇筑可根据面积大小和混凝土供应能力采取全面分层、分段分层或斜面分层连续浇筑。全面分层适用于基础长度和深度都不是很大的情况。分段分层适用于基础长度较大而深度不大的情况。斜面分层适用于基础长度不大, 但是深度较大的基础。分层的厚度为300mm~500mm且不大于震动棒长1.2倍。分段分层多采取踏步式分层推进, 一般踏步宽为1.5m~2.5m。斜面分层浇灌每层厚度30cm~35cm, 坡度一般取1∶6~1∶7。为减少大体积混凝土浇筑的蓄热量, 减少水化热的积聚, 减小温度应力, 大体积混凝土的浇筑大多采取斜面分层连续浇筑, 每层厚度控制在300mm。

2.2.2 改进混凝土的振动工艺

对已浇筑的混凝土, 在终凝前进行二次振动, 可排除混凝土因泌水, 在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分, 提高粘结力和抗拉强度, 并减少内部裂缝与气孔, 提高抗裂性。浇捣时, 振捣捧要快插慢拔, 根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间, 避免过振或漏振, 应提倡采用二次振捣、二次抹面技术, 以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

2.2.3 改进混凝土的搅拌工艺

现在混凝土多为商品混凝土, 混凝土的搅拌在搅拌站进行, 原材料计量准确, 搅拌均匀。对大体积混凝土的搅拌, 要求混凝土搅拌站采用低温井水拌制混凝土, 骨科放置在遮阳篷中, 避免阳光直晒;采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺, 可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上, 使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大, 从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%, 并进一步减少水化热和裂缝;混凝土搅拌时间比普通混凝土延长30s, 确保搅拌均匀。

2.2.4 降低混凝土的出机温度和浇筑温度

(1) 降低混凝土的出站温度在搅拌站内的搅拌筒上搭设遮阳棚;在混凝土拌合用水的水池中加冰块降温;堆高砂、石骨料, 从砂堆、石堆底层取料;提前1d用水喷淋石子降温;有效地降低了混凝土的出站温度。 (2) 降低混凝土的浇注温度为降低混凝土浇注温度, 采取浇注前对钢筋、模板表面洒水降温;避免模板和新浇注混凝土受阳光直射;尽量利用气温较低的傍晚和晚上进行浇注等措施。 (3) 加快运输和入仓速度浇注过程中加快运输和入仓速度, 减少混凝土在运输和浇注过程中的温度回升。除此之外, 搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。

2.2.5 严格混凝土浇注质量控制

为确保大体积混凝土施工质量, 提高混凝土的均匀性和抗裂能力, 必须加强对混凝土浇注过程的质量控制。

2.2.6 混凝土的降温和保温工作

对于厚大体积混凝土, 施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施, 避免水化热高峰的集中出现、降低峰值浇捣成型后, 应采取必要的蓄水保温措施, 表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护, 以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

3 结语

2.大体积混凝土施工裂缝的控制措施 篇二

【关键词】大体积;混凝土;裂缝;控制措施

0.前言

随着交通事业的发展,各地的混凝土工程迅速增加,大大提升了工程的效率,但是从建造及使用情况来看,仍然存在裂缝、渗漏等问题,这属于混凝土工程的常见病,也是多发问题,困扰着施工人员及使用人员,严重影响工程质量及使用功能的发挥,下面就对控制混凝土施工裂缝进行分析。

1.混凝土裂缝产生的原因

1.1水泥水化热问题导致的裂缝

水泥在水化热过程中会散发热量,大体积混凝土结构断面较厚,表面的系数小,因此其热量会聚集,散失难度大,使得内外温差过大。单位时间混凝土释放的水泥水化热与混凝土单位体积中水泥用量及品种相关,而且会随着其龄期而增加。混凝土结构表面可以自然散热,一般是在浇筑后的3-5天内内部温度迅速升高,导致内外温差,产生裂缝。

1.2受到外部温度影响

混凝土施工受到外界温度的影响较大,浇筑温度、水泥的水化热、结构的散热温度等共同构成了混凝土的内部温度,外界温度直接回影响到浇筑的温度,外界温度攀升,混凝土的浇筑温度也会增加。

1.3混凝土收缩

混凝土在空气中硬结时提及减小的情况成为混凝土收缩,在不受外力影响的情况下,这种自发变形会受到外界约束,在混凝土中会产生拉应力导致裂缝。产生的裂缝种类不同,有塑形收缩、干燥收缩与温度收缩三种,在硬化的初期阶段,水泥石在水化凝固硬化过程中会发生体积变化,后期会由于水分过分蒸发而导致干缩裂缝。

2.混凝土浇筑前的准备

从上文的分析中我们看到,导致混凝土裂缝的原因很多,而水泥品种与配合比是导致收缩裂缝的主要原因,对此,必须要引起高度的重视,从多个角度采取措施进行控制,下面就来分析一下在浇筑前需要完成的工作。

2.1选择材料

混凝土的配制需要水泥、粗细骨料、粉煤灰及外加剂等等,下面就对这些材料进行分析。

第一,水泥的选择。

普通睡你的水化热过高,尤其是在大体积混凝土的应用中,水化热散发难度大,内部温度过高,非常容易形成温差,在内部形成压应力,这就要求在浇筑之前采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥,利用外加剂来提高混凝土的性能,改善抗渗效果。

第二,粗骨料的选择。

尽量选用粒径在5-25毫米的碎石,含泥量要在1%之内,要保证其和易性较好,具有良好的抗压强度,同时也要适当的减少水泥及用水量,进而使水化热减少,降低内外温差。

第三,细骨料的选用。

选用平均粒径超过0.5毫米的中砂,含泥量要在5%之内,选择平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土用水量要少于采用细砂拌制的混凝土,而且水泥用量也相应减小,使水泥的水化热降低,使温度降低,减少混凝土的收缩。

第四,粉煤灰的使用。

目前,我国以泵送混凝土为主要的浇筑方式,为了改善和易性,方便泵送,可以适量的添加粉煤灰,但掺加量要控制在10以内。

第五,外加剂的应用。

随着技术水平的提高,外加剂的使用情况更加频繁,在改善收缩、降低裂缝上都有了积极的意义,但是在进行应用的过程中要慎重选择,仔细斟酌,避免应用过多,导致成本增加,得不偿失。

2.2控制好配合比

配合比对混凝土的质量有决定性的影响,因此,施工人员必须要注意控制好配合比,保证混凝土的质量。

首先要选择搅拌站供应的商品混凝土,提前做好混凝土试配的工作。

其次,混凝土配合比要提高试配确定,按照国家现行的相关规范及要求进行设计,完善配合比。

最后,选择外掺法,在砂料中扣除同体积的砂量,同时也要考虑带水泥的供应情况,达到施工的要求。

3.混凝土浇筑的重点

混凝土的浇筑工作十分重要,除了要满足混凝土在初凝前就被上一层新混凝土覆盖并捣实的工作外,同时也要考虑到结构的大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况及水化热等因素的影响,具体来说,可以采取以下的对策:

3.1分层要全面

简单来说就是在完成第一层的浇筑之后,再开始浇筑第二层,要从头开始,要在第一层混凝土还没有初凝之前,按照这个程序进行逐层连续浇筑,直到最后的完工。这一方案的应用比较适合结构平面尺寸不大,施工从短边开始的工程,在必要的情况下,可以将其分成两段,从中间向两端或从两端向中间同时浇筑的方法进行浇筑。

3.2分段、分层浇筑混凝土

从底层开始浇筑到一定距离后进行第二层的浇筑,如此依次向前浇筑其他各层。总的层数较多,因此浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还没有初凝前,可以从第二段依次进行分层浇筑。这一方案比较适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。

3.3斜面分层

要求斜面的坡度不大于1/3,适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。

4.混凝土养护的重要工作

混凝土养护是最后一道工序,关键是要注意控制好温度,不仅要达到增强混凝土强度的需求,同时还要改善人工控制温度的水平,避免由于温度变形而导致的混凝土开裂问题。具体来说,混凝土的养护过程中要特别注意以下几点:

4.1控制好混凝土的温差

这是说的温度不仅包括中心与表面的温差,也包括混凝土表面温度与室外最低温度间的差值,按照要求都要控制在20℃之内,当结构混凝土的抗裂能力达到要求后,不大于25℃~30℃即可。

4.2拆模的时候也要控制好温差,仍然不能超过20℃,同样也包括表面温度、中心温度及外界温度间的温差

4.3采用内部降温法来降低混凝土的内外温差

4.4也可以将保温材料覆盖在外露的结构外及表面的模板外侧,使散热过程变得缓慢,提高混凝土的强度,控制好混凝土的内外温差,使其小于20℃

4.5在混凝土的表层布设抗裂的钢筋网片,避免在混凝土收缩时产生干缩的裂缝。

5.结束语

大体积混凝土容易产生裂缝众所周知,但是从大量的科学研究及成功的施工工程中都可以看到,只要加强各个环节的控制,提高设计的工艺水平,加强施工工艺,提高材料的选择及后期的养护工作,很大程度上是可以改善施工质量的,是可以避免结构裂缝的出现的。

【参考文献】

[1]张瑞文.高层建筑基础筏板大体积砼施工裂缝控制[J].科技资讯,2010,(28).

[2]毕佳,严松源.大体积混凝土施工中温度裂缝的控制[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2000,(05).

3.大体积混凝土温度裂缝控制措施 篇三

1、概述

此次拟浇筑砼系华荣xx城D区基础筏板。D区基础砼等级为为C35P8,板的一般厚度为2.0m,集水井处最厚区域为4.35m;本区域一次浇筑砼方量约为2980m3;板内配筋情况是:板上下部均为φ28@150双向双层网筋,第二层配有φ18@150双向网筋一层,板中间配置构造抗裂钢筋网片φ16@200,D区柱下配置φ22@150。由此可见,该筏板确具有体形大、结构厚、砼方量多,钢筋密而工程条件较复杂和施工技术要求高等特点。

大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构。与普通钢筋砼相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。

大体积混凝土在硬化期间,一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热,使结构件具有“热涨”的特性;另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性,两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构,导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中,必须采用相应的技术措施,以控制混凝土硬化时的温度,保持混凝土内部与外部的合理温差,使温度应力可控,避免混凝土出

现结构性裂缝。

2、大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的,各类裂缝产生的主要影响

因素如下:

(1)收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量,用水量和水泥用量越高,混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同,其干缩、收缩的量也不同。

(2)温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

大体积混凝土结构要求一次性整体浇筑。浇筑后,水泥因水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显著升高,而其表面则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。此时,混凝土龄期短,抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土表面产生裂缝。(3)材料裂缝。材料裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起的。

3、大体积混凝土裂缝控制的理论计算

华荣.上海城D区,混凝土及其原材料各种原始数据及参数为:一是C35P8混凝土采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,其配合比为:水:水泥:砂:石子:粉煤灰:矿粉(单位Kg)=172:285:716:1070:60:100(每立方米混凝土质量比),砂、石含水率分别为3%、0%,混凝土容重

为2390Kg/m3。

二是各种材料的温度及环境气温:水30℃,砂、石子35℃,水泥40℃,粉煤灰35℃,矿粉35℃,环境气温32℃。3.1混凝土温度计算

(1)混凝土拌和温度计算:公式TO=∑Timici/∑mici可转换为:TO=[0.9

(mcTc+msTs+mgTg+mfTf+mkTk)+4.2Tw(mw-Psms-Pgmg)+C1(PsmsTs+PgmgTg)-C2(Psms+Pgmg)÷[4.2mw+0.9(mc+ms+mg+mf+m

k)] 式中:TO为混凝土拌和温度;mw、mc、ms、mg、mf、mk—水、水泥、砂、石子、粉煤灰、矿粉单位用量(Kg);Tw、Tc、Ts、Tg、Tf、Tk—水、水泥、砂、石子、煤灰、矿粉的温度(℃);Ps、Pg—砂、石含水率(%);C1、C2—水的比热容(KJ/Kg.K)及溶解热(KJ/Kg)。

当骨料温度>0℃时,C1=4.2,C2=0;反之C1=2.1,C2=335.本实例中的混凝土拌和温度为:TO=[0.9(285*40+716*35+1070*35+60*35+100*35)+4.2*30(172-716*3%)+4.2*3%*716*35]÷4.2*

172+0.9(285+716+1070+60+100)]=34.3℃.(2)混凝土浇筑温度计算:按公式TJ=TO-(α.Tn+0.032n)*(TO-YQ)式中:TJ—混凝土浇筑温度(℃);TO—混凝土拌和温度(℃);TQ—混凝土运送、浇筑时环境气温(℃);Tn—混凝土自开始运输至浇筑完成时间(h);n—混凝土运转次数。

α--温度损失系数(/h)本例中,若Tn取1/3,n取1,α取0.25,则:

TJ=34.3-(0.25×1/3+0.032×1)×(34.3-32)=34.0℃

3.2混凝土的绝热温升计算

Th=WO.QO/(C.ρ)

式中:WO—每立方米混凝土中的水泥用量(Kg/m3);QO—每公斤水泥的累积最终热量(KJ/Kg);C—混凝土的比热容取0.97(KJ/Kg.k);ρ—混凝土的质量密度(Kg/m3)

Th=(285*375)/(0.97*2390)=55.8℃

3.3混凝土的内部实际温度

Tm=TJ+ξ•Th

式中:TJ—混凝土浇筑温度; Th—混凝土最终绝热温升;ξ—温将系数查建筑施工手册,若混凝土浇筑厚度4.0m,则:ξ3取0.74,ξ15取0.55,ξ21取0.37.Tm(3)=34.0+0.74*55.8=75.3℃;

Tm(15)=34.0+0.55*55.8=64.7℃;

Tm(21)=34.0+0.37*55.8=54.6℃.3.4混凝土表面温度计算

Tb(T)=Tq+4h,(H-h,)△T(T)/H2式中:Tb(T)—龄期T时混凝土表面温度(℃);Tq--龄期T时的大气温度(℃);H—混凝土结构的计算厚度(m)。

按公式H=2h+ h,计算,h—混凝土结构的实际厚度(m);h,--混凝土结构的虚厚度(m);h ,=K•λ/Βk=--计算折减系统取0.666,λ—混凝土的导热系数取2.33W/m•K

β—模板及保温层传热系数(W/m2•K);

β值按公式β=1/(∑δi/λi+1/βg)计算;δi—模板及各种保温材料厚度(m);λi—模板及各种保温材料的导热系数(W/m•K);βg—空气层传热系数可取23(W/m2•K).T(T)--龄期T时,混凝土中心温度与外界气温之差(℃):

T(T)= Tm(T)-Tq,若保护层厚度取0.04m,混凝土灌注厚度为4m,则:

β=1/(0.003/58+0.04/0.06+1/23)=1.4:1 h,=K•λ/β=0.666×2.33/1.41=1.1;

H=2h+ h,=4.0+2×1.1=6.2(m)

若Tq取32℃,则:

T(3)=75.3-32=43.3℃ T(15)=64.7-32=32.7℃ T(21)=54.6-32=22.6℃

则:Tb(3)=32+4×1.1(6.2-1.1)×43.3/6.22=57.3℃ Tb(15)=32+4×1.1(6.2-1.1)×32.7/6.22=51.1℃ Tb(21)=32+4×1.1(6.2-1.1)×22.6/6.22=45.2℃ 3.5混凝土内部与混凝土表面温差计算

本工程中: T(3)s=75.3-57.3=18℃ △ T(15)s=64.7-51.1=13.6℃ △ T(21)s=54.6-45.2=9.4℃

4、计算结果分析

从以上计算可以看出,混凝土3d龄期时内外温度差达到最大值18℃,符合混凝土内外温差小于25℃的技术要求。但必须看到计算结果是基于养护环境温度为32℃,表面保温措施得当,入模混凝土温度为34℃条件下得出的。实际施工养护中有可能无法满足以上条件要求。2008年8月19日实测C30混凝土拌和后温度未36℃,当时拌和水温度为30℃,环境温度为32℃,若养护环境温度为夜间较低时的情况,假设为23℃,则△T(3)s=22.6℃,加上保温措施有可能达不到要求,有产生温度裂缝的可能,因此有必要采取一丁的措施防止温度裂缝的产生。

5、大体积混凝土施工技术措施

(1)降低混凝土入模温度。包括:浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温,尽量避开炎热天气浇筑。可采用温度较低的地下水搅拌混凝土,或在混凝土拌和水中加入冰块,同时对骨料进行遮阳保护、洒水降温等措施,以降低混凝土拌和物的入模温度,掺加相应的缓凝型减水剂。(2)加强施工中的温度控制。包括:在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温保湿养护,以使混凝土缓缓降温,充分发挥其徐变特性,减低温度应力。应坚决避免曝晒,注意温湿,采取长时间的养护,确定合理的拆模时间,以延缓降温速度,延长降温时间,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”;加强测温和温度监测。可采用热敏温度计监测或专人多点监测,以随时掌握与控制混凝土内的温度变化。混凝土内外温差应控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内,并及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不致过大,以有效控制有害裂缝的出现(养护措施详见大体积砼浇筑方案)。

(3)提高混凝土的抗拉强度。包括:控制集料含泥量。砂、石含泥量过大,不仅增加混凝土的收缩而且降低混凝土的抗拉强度,对混凝土的抗裂十分不利,因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量,将石子含泥量控制在1%以下,中砂含泥量控制在2%以下,减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响;改善混凝土施工工艺。加强早期养护,提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量;在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋,以

4.大工论文浅析大体积混凝土裂缝 篇四

本 科 生 毕 业 论 文(设 计)

题 目:浅析大体积混凝土裂缝

学习中心: 哈尔滨奥鹏学习中心 层 次: 专科起点本科 专 业: 土木工程 年 级: 11年 秋 季 学 号: 111153403365 学 生: 王黎明 指导教师: 阳志文 完成日期: 14年 7月 1 日

浅析大体积混凝土裂缝

内容摘要

大体积混凝土开裂后,其性能与原状混凝土性能差异很大,尤其是对耐久性(渗透性)的影响更大;混凝土渗透反过来又会加速和促使混凝土的进一步恶化,严重影响其结构的长期安全和耐久运行。裂缝的产生大多在早期,因此,探讨裂缝产生的原因以防止裂缝的出现极具意义。本文首先讨论了大体积混凝土裂缝产生的主要原因,其次探讨了大体积混凝土裂缝的预防措施,然后分析了大体积混凝土裂缝的处理方法,最后结合工程实例,说明如何使混凝土的性状达到预期效果。

关键词:大体积混凝土;裂缝;应用

I

浅析大体积混凝土裂缝

目 录

内容摘要...........................................................................................................................I 引

言..............................................................................................................................1 1 大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析................................................................2

1.1 水泥水化热.....................................................................................................2 1.2 收缩裂缝.........................................................................................................2 1.3 外界气温变化引起的裂缝.............................................................................2 2 大体积混凝土裂缝的预防措施................................................................................4

2.1 注意原材料的选择.........................................................................................4 2.2 采用合理的施工方法.................................................................................4

2.3 科学、合理的养护措施.................................................................................5 3 大体积混凝土裂缝的处理方法................................................................................6

3.1 表面修补法.....................................................................................................6 3.2 填充法.............................................................................................................6 3.3 结构补强法.....................................................................................................6 3.4 灌浆法.............................................................................................................7 4 案例分析....................................................................................................................8

4.1 案例一.............................................................................................................8

4.1.1 工程概况..............................................................................................8 4.1.2 预防措施..............................................................................................8 4.1.3 取得效果............................................................................................12 结论..........................................................................................................................13 参考文献........................................................................................................................14

II

浅析大体积混凝土裂缝

引 言

随着经济建设规模的扩大,建筑业向着高、大、深、重和复杂结构的方向发展。工业建筑中的大型设备基础,大型构筑物的基础;高层、超高层和特殊功能建筑的箱形基础或筏式基础;有较高承载力的桩基厚大承台等都是体积较大的钢筋混凝土结构,大体积混凝土已大量地应用于工业与民用建筑中,国内一些学者对这个问题进行过大量的研究认为:混凝土材料结构是非均质的,有大量不规则的应力集中点,这些点由于应力首先达到抗拉极限强度,引起局部塑性变形,如果没有钢筋,继续受力,便在应力集中处出现裂缝,如适当配筋,钢筋将起到约束混凝土的塑性变形,分担部分混凝土的内应力,推迟裂缝的出现,提高混凝土极限拉伸的效果。也有部分学者认为混凝土配置钢筋不但起不到抵抗收缩应力的效果,反而会增加内部自约束应力,因为混凝土发生收缩,钢筋不收缩,相互之间会产生位移,由于钢筋和混凝土之间的黏结力存在,会引起自约束应力。本文主要研究大体积混凝土裂缝原因,预防措施及处理方法,并对实际案例进行研究,从而探讨大体积混凝土裂缝控制方法在实际中的应用。

浅析大体积混凝土裂缝 大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析

大体积混凝土结构通常具有以下特点:混凝土是脆性材料,抗拉强度只有抗压强度的1/10左右。大体积混凝土的断面尺寸较大,由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升;以及在以后的降温过程中,在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋,或者不配钢筋。因此,拉应力要由混凝土本身来承担

1.1 水泥水化热

水泥水化过程中放出大量的热,且主要集中在浇筑后的7 d左右,一般每克水泥可以放出500 J左右的热量,如果以水泥用量350—550kg/m3来计算,每m3混凝土将放出17 500~27 500 kJ的热量,从而使混凝土内部升高。(可达70℃左右,甚至更高)。尤其对于大体积混凝土来讲,这种现象更加严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同,因此混凝土中心温度很高,这样就会形成温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.2 收缩裂缝

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形,受到外部约束时(支承条件、钢筋等).将在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

1.3 外界气温变化引起的裂缝

大体积混凝土结构在施工期间,外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快,会造成很大的温度应力,极其容易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,浅析大体积混凝土裂缝

外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,也会导致混凝土裂缝的产生。

浅析大体积混凝土裂缝 大体积混凝土裂缝的预防措施

2.1 注意原材料的选择

理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。于是,我们对于桥梁中的大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种。而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙,其他成分依次为硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。因此我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。我们应该充分利用混凝土的后期强度,以减少水泥的用量。因为大体积混凝土施工期限长,不可能28 d向混凝土施加设计荷载,因此将试验混凝土标准强度的龄期向后推迟至56 d或者90 d是合理的。这是基于这一点,国内外很多专家均提出类似的建议。这样充分利用后期强度则可以每m3混凝土减少水泥40—70 kg左右,混凝土内部的温度相应降低4—7℃。

2.2 采用合理的施工方法

混凝土施工包括混凝土的生产、运输、浇筑和温度及表面保护,是保护大体积混凝土温度裂缝的关键环节。而热应力的控制手段主要是控制混凝土的内外温差△T △T=Tp+Tr-Tf

式中:Tp为起始浇筑温度;Tr为水泥水化温升;Tf为天然或人工冷却后浇筑块的稳定温度。在温度较高的情况下进行施工,我们一定要注意降低混凝土浇筑时的温度。可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖,以减少阳光对其的辐射,同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。以上这些措施都可以有效的降低混凝土的人模温度。在混凝土的内部通人冷却循环水,采用循环法保温养护,以便加快混凝土内部的热量散发。混凝土表面应该覆盖一些织物进行保温、保湿养护。这样不但可以降低混凝土内外温差,防止表面产生裂缝,还可以防止混凝土骤然降温产生贯穿裂缝,并且还可以使水泥顺利水化,防止产生湿度裂缝。为了及时掌握混凝土内部温升与表面温度变化值,可以在混凝土内埋设一定量的测温点,从而可以更好的了解混凝土的温度变化情况,一旦内

浅析大体积混凝土裂缝

外温差超过允许值25℃,好及时采取措施。如果是在冬季进行施工,因为要防止早期混凝土被冻问题。所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。但另一方面,正是由于天气寒冷,混凝土稳定温度一定较低,往往超过允许温差,不能防止混凝土裂缝要求。所以,混凝土浇筑温度在冬季施工时一般以5—10℃为宜,在浇筑混凝土以前还应该对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽预热,对原材料应视气温高低进行加热。加热石料时应避免过热和过分干燥,最高温度不应超过75℃。另外还要注意运输中的保温、浇筑过程中减少热量的损失以及保温养护。

2.3 科学、合理的养护措施

混凝土裂缝产生的原因是多方面的,对混凝土配合比进行合理设计后,必须有合理的施工措施配合。合理的施工措施,可以提高混凝土工程质量,降低裂缝数量。在工程中为控制混凝土裂缝所采取的施工控制措施主要有:浇筑控制、振捣控制以及对混凝土温度的控制。

浅析大体积混凝土裂缝 大体积混凝土裂缝的处理方法

如果没有有效的预防措施,或者大体积混凝土的使用条件恶劣,会使大体积混凝土工程产生裂缝,对于这些已经产生的裂缝,需要有一些处理方法,来保证大体积混凝土的正常工作。本章就大体积混凝土裂缝的处理方法进行分析总结。

3.1 表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法,包括表面涂抹法和表面贴面法。它主要适用于修补稳定裂缝,同时裂缝宽度较细、较浅(宽度小于0.3mm)。当表面裂缝不多时,可在裂缝处用水冲洗,然后涂刷水泥净浆或将混凝土表面清洗干净并干燥后涂刷环氧树脂、沥青、油漆等;当表面有较多裂缝时,可沿裂缝附近用钢丝刷刷干净再用压力水清洗并湿润后,用水泥砂浆抹平或在表面刷洗干净并干燥后涂抹2~3mm厚的环氧树脂水泥。对于有防水抗渗要求的迎水面,可在混凝土表面刷洗干净并干燥后,粘贴2~3层环氧树脂玻璃或橡胶沥青绵纸等以封闭裂缝。

3.2 填充法

填充法主要适用于修补水平面上较宽的裂缝(大于0.3mm),根据裂缝的情况,可以直接向缝内填入不同粘度的树脂。宽度小于0.3mm的裂缝则应先将开裂部位剔凿成V形或U形槽口,然后清除浮灰,冲洗干净后先涂上一层界面剂或低粘度的树脂,以增加填充材料与混凝土的粘结力。

3.3 结构补强法

结构补强法是在结构构件外部或结构裂缝四周浇铸钢筋混凝土围套或包钢筋、型钢龙骨,将结构构件箍紧,以增加结构构件受力面积,提高结构的刚度和承载力的一种结构补强加固方法。这种方法适用于对结构整体性、承载能力有较大影响的深进及贯穿性裂缝的加固处理。常用的方法有以下几种:加大混凝土结构的截面面积、在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

浅析大体积混凝土裂缝

3.4 灌浆法

混凝土裂缝灌浆有水泥灌浆和化学灌浆两种,一般混凝土裂缝灌浆处理多采用化学灌浆。大体积混凝土施工裂缝的接缝灌浆、较宽混凝土裂缝的灌浆一般都采用水泥灌浆。上世纪60年代初,国内开始研究和处理工艺技术灌浆,应用环氧树脂、甲基丙烯酸酯进行混凝土裂缝灌浆处理,浅析大体积混凝土裂缝 案例分析

4.1 案例一

4.1.1 工程概况

哈尔滨市哈电大厦位于哈尔滨市香坊区三大动力路。本工程结构体系为混凝土框筒结构,地下2层,主楼18层,裙房6层,总高度为66.8m,总建筑面积为38000m2,基础采用850钢筋混凝土钻孔灌注桩,桩基总根数为494根,基础长度为127.28m,宽度为65m,埋深l0.5m,整个基础长向分3块,设2条“后浇带”,中间一块最长为74.3m,整个建筑物主楼与裙房的荷载通过基础底板传到桩基,基础底板厚2.3m,混凝土C35,S8,60d龄期,总方量为17600m3,其中A块2400m3,B块10600m3,C块4600m3,一次连续浇捣。底板钢筋配置情况:上部筋为直径32 ø 180双向两皮,下部筋为直径32 ø 140双向两皮,底板面筋的支承采用角铁支架,上铺10号槽钢,底板侧模采用以砖代模。本工程基础底板处于高水位软土地基中,并一次性浇捣。施工正值多雨炎热季节(7月中旬),因此必须采取有效的技术和管理措施来组织施工,以防混凝土有害裂缝的发生。

4.1.2 预防措施

大体积混凝土产生裂缝的原因是复杂的,而且往往是各种因素的综合,为防止混凝土产生裂缝,应着重控制温升,延缓降温速度,减少混凝土收缩,提高混凝土极限拉伸等方面采取一系列技术措施。1. 从设计方面采取技术措旌(1)利用混凝土后期强度:

大量试验证明,水泥用量每增减lOkg,水化热使温度相应升降1oC.本工程采用60d龄期的混凝土强度来代替28d龄期强度,控制温升速度,推移温升峰值出现时间。坍落度控制在120士20mm,初凝时间6h以上,砂率为42%。(2)设置“后浇带”:

本工程基础长度达127.28m,而建筑上又不宜设伸缩缝,所以通过设置“后浇带”来控制由于混凝土温差和收缩引起的裂缝发展,并达到不设永久性伸缩缝的目的,后浇带的宽度为lOOcm,并贯通地下、地上整个结构,但该部位钢筋连续

浅析大体积混凝土裂缝

不断。

(3)设置缓冲层

在底板的地梁、坑内水沟等键槽部位,可用厚度为30~50mm的聚苯乙烯泡沫或沥青木丝板作垂直隔离,以缓和地基对基础收缩时的侧向压力。(见下图)

图1 设置缓冲层

(4)避免应力集中

在大体积混凝土结构的孔洞或截面突变处,由于温度和收缩作用,会产生应力集中而导致开裂。应采取增配钢筋或设置过渡段的措施。(见下图)

图2 避免应力集中

(5)增设暗梁

在现浇钢筋混凝土地下室、水池等结构施工时,为了防止底板与边墙、边墙之间因约束应力产生的裂缝及边墙上部因边缘效应引起的裂缝,可在施工缝上下等薄

浅析大体积混凝土裂缝

弱部位增配4 ø 16~4 ø 22的钢筋予以加强。(见下图)

图3 增设暗梁

2. 裂缝控制的理论计算

(1)绝热温升的计算。根据计算公式: Tmax=WQ。/CR 式中:W一每m混凝土的水泥用量,本工程采用375kg/m; Q。——单位水泥28d的累积水化热,本工程用425号矿渣水泥; c一混凝土比热993.7J/kg·K; R--混凝土容重为2400kg/m3

所以Tmax=WQ。/CR=375×334770/993.7×2400=52.6oC,在浇捣施工时,基础处于一维散热,影响系数取0.85。

则Tmax=O.85×52.6=44.7oC 估计浇捣时入模温度为30~35oC,取32.5oC。则:预测基础中心温度为32.5+44.7=77.2oC(2)各龄期混凝土的温度升降值及降温差△T(t)。根据2.5m厚基础实测温度曲线,推算出本工程2.3m厚底板温度升降曲线(图4).

33浅析大体积混凝土裂缝

图5 预计基础中心降温曲线

3. 从原材料方面采取技术措施

(1)水泥。为降低大体积混凝土的水化热,本工程采用低水化热的上海水泥厂散装425号矿渣硅酸盐水泥,水泥用量为375kg/m3。

(2)外加剂。本工程商品混凝土中掺入EA-2缓凝型减水剂,降低水化热峰值,掺量为水泥用量的0.6%。

(3)掺加料。混凝土中掺入一定数量的粉煤灰,不仅能代替部分水泥,还能改善混凝土的可泵性,降低混凝土中的水泥水化热量,使混凝土温升峰值得到控制。本工程采用Ⅱ级磨细粉煤灰,掺量为60kg/m3。

(4)粗、细骨料。大体积混凝土尽可能选用5~40mm的石子,因为增大骨料粒径可减少用水量,混凝土的收缩和泌水可随之减少。本工程采用粒径为5~40mm优质粗骨科,要求筛分比标准,石子含泥量小于1%。黄砂采用中粗砂,细度模数2.3以上,黄砂含泥量小于2%。4. 从施工工方面采取技术措施

本工程混凝土浇捣时间为7月中旬,最高气温达到36oC。为了确保混凝土能连续浇捣,减少混凝土在白天气温下的冷量损失和降低混凝土的入模温度,在施工方面采取了如下技术措施:

(1)配备足够的混凝土搅拌车及泵车,确保工程能一次连续浇捣完毕,本工程运输共有真如、长桥搅拌站和华夏预拌混凝土公司参加,华夏预拌站为备拌站,搅拌运输车辆共配置63辆,其中真如18辆、长桥25辆、华夏20辆。汽车泵配置5

浅析大体积混凝土裂缝

台(1台备用)。

(2)混凝土搅拌站预先将砂、石料入库,防止日光曝晒,同时在砂、石堆场上洒水,以降低温度。

(3)在储车场配置水源,在混凝土输送车的转筒上经常浇水散热,在混凝土输送管道上全部用湿草包包裹,并经常浇水湿润散热。

(4)现场设临时指挥小组,加强车辆调度、平衡,尽量减少商品混凝土的运输时间和储车场的等待时间。

(5)加快浇灌速度,不使混凝土产生冷缝。采用5台汽车泵,斜土路布置4台,旭升街布置1台,整个基础先浇捣A块,再浇捣B块、c块,每块混凝土浇捣均由北往南进行,5台泵车齐头并进,按斜面分层,薄层浇灌,循序推进,一次到顶的浇筑方法,减少混凝土的暴露面积,从而减少在白天外界气温下的冷量损失。(6)每台泵车硬管出料口布置振动机4台,2台振动机在卸料点,另2台布置在坡角处,最下一皮振动时,操作人员需置于2.3m底板内,确保下皮振捣密实。在振捣时震动棒需直上直下,快插慢拔,插点形式为行列式,插点距离600ram左右,上下层震动搭接50~lOOmm,每点震捣时间20~30s。

(7)做好混凝土振捣过程中的泌水处理:由于大流动性的混凝土为一个大坡面,泌水沿坡面流到坑底,通过侧模底部开孔将泌水排出基坑,当混凝土浇至离南面地墙边lOm时,中间两台泵车改变浇灌方向,由底板边向中部浇捣,形成集水坑,及时用水泵将泌水排除,这样可以提高混凝土质量,减少表面裂缝.5.加强混凝土的养护

根据本工程的具体情况,采用了薄膜加草袋的养护方法。在控制内外温差的前提下,应尽可能推迟保温层开始覆盖的时间。事实证明及早回填是最好的养护方法。

4.1.3 取得效果

通过以上对大体积混凝土裂缝产生的原因进行分析,并采取相应的技术措施,通过哈尔滨市哈电大厦基础底板大体积混凝土施工的实例表明,只要选择适合原材料并加以合理设计,合理施工并加强养护工作定能提高混凝土的抗裂度,这样能够控制和防止大体积混凝土的温度裂缝。

浅析大体积混凝土裂缝 结论

大体积混凝土的施工技术,涉及到经济、技术、设计、管理、施工等诸多方 面。要想保证大体积混凝土的施工质量,需要建设单位、设计单位、施工单位、材料供应商等单位的综合管理、科学组织、合理安排、严格执行。本文通过哈尔滨市哈电大厦大体积混凝土施工技术的研究,总结出要选择适合原材料,合理设计、施工,并加强养护可以防止大面积混凝土裂缝的产生。

浅析大体积混凝土裂缝

参考文献

5.浅谈大体积混凝土台身裂缝的控制 篇五

浅谈大体积混凝土台身裂缝的控制

安徽省阜六高速公路第13合同段的桥梁工程,桥台设计大多为大体积混凝土的重力式U型桥台,在先期施工的.两座桥台完工后,台身出现纵向、横向裂缝,表面局部产生龟裂现象.本文主要介绍大体积混凝土产生裂缝的原因,以及在施工过程中针时裂缝产生原因采取相对的施工措施,有效地减少和避免了裂缝的产生.

作 者:杜风余 作者单位:中铁二十二局集团第四工程有限公司刊 名:黑龙江科技信息英文刊名:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年,卷(期):“”(14)分类号:U4关键词:大体积混凝土 裂缝 控制

6.浅析大体积混凝土裂缝施工的控制 篇六

随着我国经济的快速发展, 大型混凝土结构工程日益增多, 且大型工程规模越来越大。钢筋混凝土结构作为常见的承重结构, 起着十分重要的作用。由于混凝土隶属于脆性材料, 施工中容易产生不同程度的裂缝。而大体积混凝土由于其体积庞大, 更容易在施工中由于内外温差过大而产生裂缝, 从而带来质量隐患。

我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定:混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土, 或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土, 称之为大体积混凝土。长期以来, 大体积混凝土裂缝问题一直是困扰工程施工的重大难题。能否解决这一难题, 将大体积混凝土的裂缝控制在最小的限度, 直接关系到建筑物的施工质量。因而对控制大体积混凝土裂缝问题进行研究, 对于推动建筑施工技术的提高, 保障建筑物的施工质量起到一定的积极作用。

1 大体积混凝土裂缝的原因

一般来讲, 大体积混凝土在施工过程中裂缝产生的可能原因, 一般可以归结为内在因素和外在因素两类。

1.1 内在因素

内在因素是大体积混凝土在浇筑时由于水泥产生化学反应释放出水化热。由于混凝土是热的不良导体, 混凝土会产生一系列力学特性比如收缩或徐变。

水泥水化热通常在浇筑混凝土后在短期内集中放热。一般来讲, 水泥水化热的放热速度和浇注混凝土的配合比以及混凝土的种类有直接关系。水泥大量产生的水化热一般集聚在混凝土内部缓慢地释放, 因而, 大体积混凝土的中心温度高而外表面温度较低。由于大体积混凝土的内外产生了较大的温度梯度, 使混凝土内部产生压应力, 外部产生拉应力。一旦外部的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时, 混凝土的表面就会产生细小裂缝。

1.2 外在因素

外在因素是大体积混凝土如果在冷热交替的环境, 受到较强的外界约束如水泥水化热的影响, 可能会导致裂缝的产生。

大体积混凝土在施工的过程中, 一旦外界温度剧烈变化, 对大体积混凝土裂缝的产生有着较大的影响。大体积混凝土内部的温度, 取决于混凝土的浇筑温度、水泥水化热、混凝土的散热速度等因素。混凝土的浇筑速度和外界温度有着直接的关系, 外界温度越高, 混凝土的浇筑温度也越高。如果外部气温过低, 大体积混凝土外表面的温度受气温影响温度较低, 内外部的温差过大, 会造成大体积混凝土内外产生很大的温度梯度, 极容易导致混凝土的开裂。另外, 外界的湿度也会对大体积混凝土的裂缝有着很大影响, 如果外界湿度过低, 会引起大体积混凝土的干缩速度, 同时会导致大体积混凝土裂缝的产生。

2 大体积混凝土裂缝的控制措施

大体积混凝土, 尤其是重要的、大型工程的大体积混凝土在施工前, 应组织专家, 对本工程大体积混凝土浇筑过程中可能产生裂缝的原因仔细地分析和研究, 并拟定相对应的预防措施, 以备无患。在施工过程中, 应本着“抗防结合”的防止裂缝原则, 从以下几个方面考虑, 对大体积混凝土裂缝进行控制。

2.1 加强设计工作

在施工图设计时, 宜选用中、低强度的混凝土, 减少或避免采用高强度混凝土。由于大体积混凝土体积较大, 为了预防混凝土的表面收缩裂缝, 在设计时应适当在承台表面适当增加分布钢筋, 这样有利于增强整个结构的整体性。有可能的情况下, 尽量设置水平施工缝, 将混凝土按照温度缝的要求进行分割成块, 减少整体浇筑混凝土量。

由于大体积混凝土中很大一部分热量来自于水泥的水化热, 因而应尽量选用低热水泥, 在进行混凝土配合比时进行合理计算, 有效控制水灰比, 尽量减少水泥的用量, 有效地降低水泥的水化热。

2.2 合理组织施工

实践证明, 合理组织施工是有效减少大体积混凝土的有效措施。由于冷热交替是造成大体积混凝土裂缝的主要原因, 因此, 在组织施工时, 应尽量避免在酷暑和严寒的气候施工, 采取降低混凝土出机口温度、减少运输途中仓面温度回升等措施降低大体积混凝土的浇筑温度, 控制好浇筑大体积混凝土的间歇期。

2.3 分块浇筑

分块浇筑也是有效防止大体积混凝土产生裂缝的有效方法, 除了设计中常采用的施工缝, 在施工时可以采取有效的施工技术措施, 如将混凝分块浇捣或设置后浇带等方法将大体积混凝土合理划分成若干小块, 减小大体积混凝土的收缩变形。

2.4 通水冷却

在大体积混凝土中通入冷却水, 通过冷却水的循环, 降低大体积混凝土的内部温度。通过控制大体积混凝土的内外温差, 对混凝土的温度进行有效控制。通水冷却混凝土时, 通过测温点的测量, 掌握内部各测点温度变化, 以便及时调整冷却水的流量, 做到准确控制温差。当内外部温差过高, 而冷水流量的控制效果不明显时, 可将冷却水管的出口处的热水, 浇灌在大体积混凝土的表面, 以提高大体积混凝土表面的温度, 从而更有效地控制内外温差。

2.5 表面保温

表面保温的目的是减小混凝土内外部温差以及大体积混凝土表面的温度梯度防止大体积混凝土表面裂缝的发生。在施工时, 可以根据实际施工情况选用不同的保温材料, 如采用湿砂、潮湿锯末层或积水等措施, 在保温养护的过程中, 通过保持大体积混凝土表面的湿润, 提高大体积混凝土的表面抗裂能力。

2.6 掺入外加剂

掺入粉煤灰可以有效防止大体积混凝土的裂缝产生。在掺入粉煤灰掺合料时, 精确控制掺入比例, 并对大体积混凝土进行全面有效地管理, 有效防止大体积混凝土的裂缝产生。

2.7 做好监测工作

在施工过程中, 应当做好大体积混凝土的施工监测工作, 严格执行混凝土的配合比、浇筑、振捣等程序。在专业技术人员的监督下严格工作准则, 在正确技术指标的要求下进行施工。

3 结束语

综上所述, 大体积混凝土施工中由于内在因素和外在因素, 极容易导致裂缝的产生。文章主要分析了大体积混凝土裂缝产生的主要原因以及解决措施, 提出在加强设计工作、合理组织施工、分块浇筑、通水冷却、表面降温、掺入外加剂、做好监测工作等方面, 有效控制大体积混凝土的裂缝, 有效保证大体积混凝土的质量。

摘要:由于大体积混凝土的内外温差过大而导致的裂缝, 长期以来一直是困扰工程施工的重大难题。文章首先介绍了导致大体积混凝土裂缝的原因, 随后对预防大体积混凝土裂缝的控制措施进行了探讨, 希望对推动我国建筑施工技术的提高, 保障建筑物的施工质量起到一定的积极作用。

关键词:大体积混凝土,裂缝,水化热,温差

参考文献

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[5]张心斌, 程大业, 张忠.大体积混凝土裂缝控制[J].工业建筑, 2010 (1) :1-4.

7.大体积混凝土裂缝控制措施浅析 篇七

关键词:大体积混凝土;裂缝;预防;控制

近年来,随着国民经济和建筑技术的快速发展,建筑规模不断扩大,大型现代化技术设施或构筑物不断增多,而混凝土结构以其强大的优势日益受到人们的采用,大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。大体积混凝土施工日益增多而施工中普遍会遇到裂缝控制问题,成为工程结构质量及安全隐患。本文结合我公司施工的车辆段经济适用房项目,着重从施工技术措施方面来探讨大体积混凝土施工中如何严格控制裂缝的产生和发展。

一、建筑工程大体积混凝土的特性

对于大体积混凝土目前国内尚无确切的定义,根据《JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程》上,定义大体积混凝土为:混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。

二、大体积混凝土裂缝产生的原因

目前大体积混凝土裂缝产生的主要原因是由于混凝土发生化学反应产生大量的水化热,引起内部和外部的温差过大,以及混凝土在逐渐散热和硬化过程中消耗水分,导致体积的减少,引起收缩。

三、工程概况

我公司施工的车辆段经济适用房工程总建筑面积34849m2,地下3层,地下室建筑面积8535 m2,深13.8m,电梯基坑深15.6m。基础采用筏板基础,东西向长58.6m,南北向长55.8m,主楼部分基础底板厚度为1.8m,裙楼部分基础底板厚1.2m。由于地下室埋深达13.8m,电梯井等部分局部达15.6m,基础底板防水要求高,不能留置任何后浇带或施工缝。该项目的基础底板混凝土施工属于大体积混凝土。

四、裂缝的控制措施

裂缝主要是由温差和收缩引起,可以通过精心设计措施、原材料措施、施工技术措施等来防止裂缝的产生,本文着重结合车辆段施工实际从施工技术控制措施方面来分析,严格控制裂缝的产生。大体积混凝土施工前须对施工组织专项方案审批后实施。

(一)原材料

严格控制砂、石材料的质量和技术标准。在车辆段经济适用房工程基础底板混凝土施工中,所采用的水泥为:中、底水化热P.O42.5R普通硅酸盐水泥,3d水化热261KJ/㎏,7d抗压强度43.5MPa;另外为满足混凝土抗渗要求及水化热控制,水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%。矿物掺合料:为了减少单方混凝土的用水量,水泥量,降低水灰比,延缓凝结时间,抑制水泥初期水化热,防止大体积混凝土开裂,在配合比设计以胶凝材料为基础掺入15%Ⅱ级粉煤灰;外加剂:为提高基础底板的抗裂防渗性能,掺入10%膨胀纤维防水剂SY-K(微膨胀加强带掺入量12%);为改善混凝土拌合物的和易性,提高坍落度,掺入2.3%LS-400缓凝高效减水剂;骨料:粗骨料采用粒径为2~25mm连续级配且含泥量小于1%的花岗岩;细骨料采用细度模数2.6的中砂,含泥量小于2%。

(二)配合比

结合工程特点和现场实际,参照类似工程实践经验,通过试验调整配合比,最终确认配合比为水胶比:0.39,砂率39%,坍落度180mm,28d强度为43.4Mpa。

(三)埋设水管降温

在基础内预埋冷却水管,通入循环水,强制降低混凝土水化热产生的温度。车辆段项目中在1.8m厚基础底板中间位置,东西向通长每隔2m安装一条A50镀锌水管。

五、施工技术控制措施

(一)生产准备

前置工作的验收和交接。在混凝土的模板和支架、钢筋工程、预埋管件(如降溫水管的预埋)等工作完成并验收合格后方可进行大体积混凝土施工。

(二)混凝土的搅拌和运输

在混凝土拌制过程中,合理选择混凝土的配合比,严格控制原材料计量准确,同时严格控制混凝土出机塌落度。要尽量降低混凝土拌合物出机口温度,拌合物可采取送冷风对拌和物进行冷却或者加冰拌合,一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。在车辆段经济适用房项目上,技术人员提前10d与搅拌站确定混凝土供应计划,以便搅拌站保证投入足够的搅拌料和混凝土罐车,以保证混凝土的供应不出现断档,并保证搅拌站24h均匀3名搅拌站调度员随时对车辆进行调配。

(三)混凝土浇筑

1)大体积混凝土的浇筑方面通常有全面分层、斜面分层、分段分层。在车辆段经济适用房工程中,基础底板混凝土浇筑采用斜面分层的浇筑方法。1.8m厚基础底板按450mm分4步浇筑到顶,斜面每层浇筑厚度不超过50mm,通过竖向尺杆控制分层厚度,并保证上层混凝土覆盖已浇混凝土的时间不得超过混凝土初凝时间,混凝土以1:6~1:10的坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶。

图1 斜面分层浇筑示意图

2)由于板厚较大,要在钢筋网片下悬挂串筒将混凝土自泵管出口送至作业面,以防止混凝土离析、分层。

3)混凝土振捣。根据混凝土泵送时自然形成坡度的时间情况,在每个浇筑带的前后布置2道振捣器,1道2台。第一道布置在混凝土卸料点,主要解决上部的振实;第2道布置在混凝土坡角处,确保下部混凝土密实。为防止混凝土集中堆积,先振捣出料口混凝土形成自然流淌坡度,然后全面振捣。每层振捣时,上下层振捣搭接50~100mm,每点振捣时间30s左右,严格控制振捣时间、移动间距和插入深度。

图2 分层振捣示意图

每个作业面分前、中、后三排振捣混凝土,在出料口、坡角、坡中各配备一台振捣器,边浇筑、边成型,浇筑厚度、标高采用按浇筑坡度的斜面情况支设钢筋控制。全部采用插入式振捣棒,操作时要做到“快插慢拔”,在振捣上层混凝土时,应插入下层混凝土中5㎝左右,消除两层之间的暗缝,每一插点要掌握好振捣时间,一般为20~30秒,避免过振或漏振,一般应视混凝土表面呈水平不在显著下沉,不再出气泡,表面泛出灰浆为准;振动器插点要均匀排列,每次移动位置的距离不大于0.5m;振捣时注意振捣棒与模板的距离不小于150mm,并避免碰撞钢筋、模板、预埋件;钢筋工经常检查钢筋位置,如有移位,必须立即调整到位。

4)泌水处理:浇筑过程中,上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底,在筏板外模底部隔10m留150mm×150mm排水口,使泌水顺混凝土垫层排除模板外,在混凝土澆筑方向的末端,可以考虑预留集水井,使泌水流向集水井,然后通过潜水泵排出。

5)表面处理:由于泵送混凝土表面水泥浆较厚,在浇筑后2~6h,初步按标高用长刮尺刮平,然后用木插板反复插压数遍,使其表面密实,在初凝前再用铁抹子压光,这样能较好地控制混凝土表面龟裂,减少混凝土表面水分散发,促进了养护。

混凝土浇筑过程中泌水较少时用铁锹均匀分开,较多时人工将其收集于灰斗内用塔吊吊运走,避免因泌水多而导致产生混凝土收缩裂缝。大体积混凝土表面的水泥较厚,浇筑5~8h内初步用长刮尺刮平,用抹子滚压两遍,初步分散水泥浆。待表面收干后,再用木抹子搓平压实,以防止表面裂缝出现。第二遍抹压要掌握好时间,以初凝前1小时为宜,但由于施工现场白天、晚上气温不一样,对凝结时间有影响,因此可以在手压有痕但下沉量不大时进行第二遍抹压,二次抹压时不可再混凝土表面上洒水进行,而应将混凝土内部浆液挤压出来,用于表面混凝土湿润抹压。施工时采用倒退式施工,并立即覆盖塑料薄膜及草棉被。

六、测温与养护

混凝土养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作,主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土的内外温差,促进混凝土强度的正常发展及防止裂缝的产生和发展。

1)采用温度传感器进行自动测温。将统一测试位置上的相邻测点同一时间的温度差绝对值定义为温差,监测报警温差设置为25℃。

2)混凝土养护采用“保湿软管+塑料布+泡沫塑料板”的方式。泡沫塑料板覆盖层数根据底板厚度、养护期间环境温度、底板混凝土内外部温差等情况调整。底层塑料布下预设补水软管,补水软管沿长向没10cm开A5mm小孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,保证混凝土表面始终处于湿润状态。

3)为减少内外温差,养护时保证混凝土表面温度≥35℃,当中午环境温度较高时,采用揭开泡沫塑料板散热的方法。养护水温度确保≥25℃。

4)柱、剪力墙的混凝土表面用塑料薄膜及保温被塞缝,严密覆盖。

5)混凝土内部温度监测报警值为60℃;当其接近报警值时,要通过调节降温管内的水流速度来控制内部温度及降温速率。

6)保温保湿养护的持续时间不得少于14d,保温层的拆除应分层逐步进行,当混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃时,方可全部拆除。

大体积混凝土结构裂缝预防和控制是一项系统工程,必须以设计、原材料、施工方法和维护四个方面加以综合解决。设计方面要积极采用先进技术,配合成熟的技术措施,在理论上提出可行的控制措施,在实践操作中采用切实可行的技术,在经济上合理节约。材料配置,施工组织方面,要科学组织,合理安排,确保大体积混凝土的质量,严格按照施工规范,施工操作规程操作,不断改进操作工艺,加强养护,以预防和减少大体积混凝土裂缝的产生,将工程裂缝损害控制到最小程度。

参考文献:

[1]吴华君.大体积混凝土结构裂缝控制措施研究[D].浙江工业大学,2011.

[2]余江平.某办公大楼基础大体积混凝土施工技术研究与应用[D].南昌大学,2013.

8.浅析大体积混凝土裂缝施工的控制 篇八

1.大体积混凝土裂缝的成因

1.1收缩裂缝

混凝土收缩是指混凝土拌合物硬化过后体积逐渐减小的现象,是自发的,和水泥特性紧密相连。混凝土收缩受到外部约束的时候,比如,钢筋、模板,混凝土内部会产生拉应力,一旦超过混凝土抗拉强度,混凝土便会出现裂缝问题。由于收缩的原因各不相同,混凝土收缩类型收缩并不单一,即温度收缩、塑性收缩、自收缩、干燥裂缝。以“自收缩”为例,c-s-H凝胶是泥水化反应的核心产物,其体积不超过水泥、水二者之和,也就是说,固相体积增加的同时,水泥浆体却在不断减小,这便是自收缩,2/3的硅酸盐水泥浆体全都水化之后,理论上体积会减缩7%-9%。

1.2温度裂缝

在混凝土凝固过程中,水泥水化会释放大量的水化热,从而使混凝土内部的温度随之上升。大体积混凝土结构在内外环境温差的作用下,结构内温度会随时间增长而降低,直至达到多年平均气温水平。混凝土的温度变化过程分为温升、冷却降温、稳定三个阶段。大体积混凝土的温度变化会引起温度变形,受到约束产生温度应力,当拉应力超过抗拉强度时产生裂缝。

1.3环境条件

环境温度和湿度的变化会在混凝土内部形成变化不均匀的温度场和湿度场,促使内部微裂缝的发展,进而形成表面的宏观裂缝。大体积混凝土工程施工时,如果遇到连续的低温天气,混凝土浇筑后就会因为内外温差过大而产生混凝土裂缝。连续阴雨天气下,过多的雨水会渗入混凝土内部,影响混凝土的凝固,造成微小裂缝的扩展。混凝土浇筑之后及时完善的养护可以减小收缩变形。

1.4施工裂缝

施工中所产生的裂缝原因较多,主要是由于人工操作的原因,施工工艺的选择,施工裂缝产生的原因众多,而其裂缝的分布是随机的,一般主要是由于浇筑与模板粘合的不充份,或是进行浇筑时较快,其浇筑的程序缺少正确的方式等,以上这些原因都会导致混凝土产生裂缝,对水利工程的质量产生影响。

2.控制措施

2.1优选混凝土各种原材料

2.1.1水泥的选择

理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的.矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥,并尽量降低混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的温升,提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失,可适度增加活性细掺料替代水泥。

2.1.2骨料的选择

在选择粗骨料时,可根据施工条件,尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量,也可以相应减少水泥用量,还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时,采用平均粒径较大的中粗砂,从而降低混凝土的干缩,减少水化热量,对混凝土的裂缝控制有重要作用。

2.1.3掺加外加料和外加剂

掺加适量粉煤灰,可减少水泥用量,从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。掺加适量的减水剂,它可有效地增加混凝土的流动性,且能提高水泥水化率,增强混凝土的强度,从而可降低水化热,同时可明显延缓水化热释放速度。

2.2坚持科学的施工工艺

(1)根据工程的具体情况,通过计算温度应力来确定混凝土浇筑方式。可以选取夜间进行浇筑工作,从而减小温差应力,减少裂缝的产生。浇筑时据混凝土泵送产生的坡度,在混凝土卸点和坡角处布置振捣点,确保混凝土振实。因混凝土的流动性很大,泵送混凝土浇筑完毕之后,为消除混凝土表面裂缝,要在混凝土初凝之后、终凝之前进行二次振捣,提高混凝土防水性能。充分的振捣可以有效减少结构性裂缝。(2)在整个施工过程中要做好对温度的测量、控制工作。采用先进的测温装置做好温度记录,可以全面、准确的掌握大体积混凝土内部的实r温度变化,技术人员可以利用测量结果制定、实施相应的温控措施。(3)重视大体积混凝土的养护工作。在工程项目建设中,施工企业必须做好混凝土养护工作,可以用塑胶袋包裹混凝土表面,也可以采用麻袋、棉毡等材料,可以起到较好的保湿作用,混凝土养护比较及时,浇筑结束后必须及时养护,确保在混凝土硬化早期养护到位。

3.结语

9.甬江特大桥大体积混凝土施工控制 篇九

随着交通事业的飞速发展和桥梁技术的日益进步,现代桥梁逐渐向大跨度方向发展,大体积混凝土在桥梁结构中的应用越来越多,而且主要应用于重要受力结构,相应暴露出来的问题也越来越多,其中大体积混凝土的温度裂缝问题尤为突出,温度裂缝的产生对结构的`承载力、防水性、耐久性都产生很大的影响.本文结合甬江特大桥主塔承台的施工,着重介绍大体积混凝土施工温度裂缝的控制.

作 者:林智 包纯风 作者单位:林智(宁波市交通工程建设集团有限公司,浙江,宁波,315000)

包纯风(浙江省宏途交通建设有限公司,浙江,杭州,310051)

10.浅析大体积混凝土裂缝施工的控制 篇十

1.1、大体积混凝土施工过程中,应尽量控制其强度保持在C35以下,对后期强度值69d可进行利用。随着社会的发展,我国人口增长幅度加快,城市化节奏加快,城市中较大建筑物如雨后春笋般出现,大体积混凝土的水泥采购量日益增加,这在一定程度上直接导致了混凝土水化热呈现出过高的数值,使得混凝土内外温差高于30℃,此时大体积混凝土就会极易产生裂缝。大体积结构建筑应采用强度值在C20-C30之间的混凝土,抛弃混凝土强度越高建筑物质量越好的错误观念。而对于竖向的结构建筑体,可尽量采用强度较高的混凝土,以减小混凝土的载面结构。

1.2、对大体积混凝土的预拌,要保证构造和承载力满足要求,此外,由于混凝土水泥会产生水化热现象以及混凝土在施工后期会出现裂缝开展现象,因此应该合理配备承载钢筋,承载钢筋在构造上可适当降低裂缝的产生。配备的钢筋应选择小间距以及小直径尺寸型号。

1.3、施工中在建立混凝土地基时,有时需要布置在岩石机构基础上,此时可在洞口以及转角处增设构造加强筋,可有效防止由于端面突变而产生的严重应力集中现象;同时为了避免混凝土地基同岩石结构基础的约束过于强大而造成局部开裂现象,可适当设置一圈滑动层面在混凝土的基础垫层上。

1.4、对于筏式、箱式以及大块体基础不要设置竖向施工缝、伸缩缝以及沉降缝等。此时施工期间产生的较大收缩应力以及温差可通过跳仓打以及浇带来进行有效控制。

2、大体积混凝土裂缝在材料上的控制措施

2.1、在大体积混凝土施工中,可通过减少混凝土的水泥用量来控制混凝土本体温度的升高。经验证,混凝土强度值60d可作为混凝土交工验收、配合比设计以及强度评定的可靠依据。

2.2、控制大体积混凝土施工过程中的绝对升温现象,可通过降低水泥用量来实现,此时预拌混凝土对大体积结构进行浇注后的降温速度以及内外温差都得到了有效控制,经验证,这时的水泥用量不超过320kg/m³,混凝土强度等级大致在C30强度左右。此外,在大体积混凝土工程中采用水化热数值较低的矿渣水泥,可明显降低混凝土施工过程中的水化热现象,此时,7d水化热低于250kJ/kg.

2.3、大体积混凝土施工中的砂要用中、粗砂,保证其含泥量不超过1.0%;施工中用到的粗骨料要采用连续级配备的方式,确保石子的直径在5mm-31.5mm之间。

2.4、大体积混凝土施工中需使用外加剂以及掺和剂。这里讲的外加剂主要指引气剂、膨胀剂以及减水剂等。若在施工中掺入相当于水泥重量的0.25%的木钙剂以后,不仅能降低10%的预拌用水,还能显著改善混凝土的和易性能,从而可节省混凝土水泥将近10%,明显降低水化热现象。掺和剂主要有粉煤灰,掺入粉煤灰的水泥不仅能改变混凝土水泥的工作性能还能提高水泥的和易性。经验证,掺入相当于水泥量15%的粉煤灰后,可显著降低混凝土约15%的水化热。

3、大体积混凝土裂缝在施工上的控制

3.1、大体积混凝土的浇筑一般来说有两种方式,一是推移式连续浇筑,二是分层连续浇筑。在浇筑过程中不要留冷锋或施工缝。混凝土的摊铺厚度不能随便取值,它应根据拌合物的和易性以及振动器的作用深度来取。正常施工时,混凝土的摊铺厚度应设定为300mm为合适,当采用泵送時,混凝土的厚度应取得稍大些,但不能超过500mm。

3.2、大体积混凝土施工采用分层连续浇筑时,必须将水平施工缝清除干净。此外,软弱石子层以及表明浮浆要用压力水清洗干净,然后用砂浆以及素浆对其进行接槎处理。

3.3、大体积混凝土采取拌合运输时,要根据连续浇筑施工的要求进行合理安排,确保满足施工需要。例如,天气炎热时,应对材料实行适当的降温措施,此任务一般由混凝土站完成。大体积混凝土采用泵送运输时,一般来讲需使用搅拌车,从而确保连续浇筑能够顺利完成。

3.4、大体积混凝土浇筑结构时,要对表面泌水的进行及时的清理,混凝土采用泵送方式运输时泌水多,水灰比大,若不及时清理,则会明显降低混凝土的强度。对大体积混凝土浇筑完毕后,应按照预定的措施对其进行及时的降温以及处理。保养的标准是确保混凝土的降温范围以及内外层温差满足施工要求。保温时间应根据保温过程中产生的应力值进行合理控制,一般不得低于14天。保温过后,对保温材料逐渐分层撤离,保温过程中,应采取相应的措施保证混凝土表面时刻保持湿润。

4、大体积混凝土裂缝在温控监测上的控制措施

4.1、温度控制在大体积混凝土浇筑过程中至关重要,温度控制的好坏直接影响到了混凝土质量的好坏。因此,大体积混凝土浇筑过程中除了要对混凝土水泥进行水化热监控外,还要对混凝土的浇筑温度进行适时监测。

4.2、振捣后混凝土表面算起以下50mm-100mm处的温度成为混凝土的浇筑温度,此温度是混凝土在监控时的折算温度。每班应对混凝土浇筑温度进行不低于4次的测试,没24小时对环境温度、降温速度以及内外温差进行不少于6此的测试。

4.3、为了能够真实反映出结构体内外温差、降温速度、以及环境温度,就要对大体积混凝土浇筑温度的监测点进行合理的布置,布置的原则为:以混凝土整个结构体平面图对称轴线的1/2为测温区的布置范围,对于常见的长条形则要取短的对称轴线,采用平面布置其测温区的温度测点;温度的测量点要根据混凝土浇筑体内部的分布情况以及温控的要求来合理的分布,在基础平面轴结的1/2上,要求测量点不少于4个,而在沿厚度的方向,每一个点位的测点数量不少于5处,混凝土浇筑体在底面上的温度应该以其底面向上50mm处温度为准,最后其保温的养护作用及其环境温测点要根据实际的情况来具体合理确定。

总结:

本文对如何防治大体积混凝土裂缝的产生进行了浅要分析,简要提出了解决办法。这在一定程度上为大体积混凝土施工中的技术人员和管理人员提供了一定的借鉴。

参考文献:

[1]陈培忠.大体积混凝土裂缝控制方法浅析[J].价值工程,2011,(1)

[2]张潞斌.大体积混凝土裂缝产生原因及防治措施[J].山西建筑,2008,(8)

[3]吴锋锋.浅谈大体积混凝土裂缝的施工防治[J].价值工程,2010,(9)

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