一种防止混凝土长墙早期开裂的结构、施工方法和应用与流程

本发明属于土木工程施工领域，具体是涉及到一种防止混凝土长墙早期开裂的结构、施工方法和应用。

背景技术：

混凝土是多种材料组成的混合体，又是脆性材料，在内外力作用下，裂缝的产生是难以避免的。大量工程实践表明，钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂，甚至多种因素相互影响，混凝土产生裂缝的主要原因是混凝土变形受到制约或外力的作用，从混凝土的浇筑到结构物使用的整个过程中，都可能产生裂缝。其中，变形荷载是引起裂缝的重要因素。

变形荷载是指温度收缩、干缩变形和不均匀沉降等，由于侧墙是混凝土薄壁结构，其裂缝产生的主要原因是干缩变形和温度收缩变形。其中混凝土的干缩变形主要是指由于混凝土因水分散失而引起的体积缩小。温度收缩变形主要是由于在混凝土硬化过程中，混凝土中的水泥释放出大量的水化热，同时又在热量的不断散失过程中，结构内部产生的温度变化引起的胀缩变形。随时间的推移，内部温度先升高后降低，混凝土墙体的厚度越高，温度升高的速度越慢，降低的速度也越慢，且最高温度值越低。

调查统计，结构中侧墙产生裂缝的主要部位在其中下部以及施工缝处；侧墙中裂缝大部分是竖直的，仅有少量的环向、横向裂缝。同时，按照裂缝开裂深度，主要可划分为表面裂缝和贯穿裂缝两种。

中国专利申请号为cn201611215009.x的专利公开了一种水泥混凝土防开裂层结构，包括预留板和新浇筑水泥混凝土面层，所述预留板设置于所述新浇筑水泥混凝土面层和既有建筑物之间，所述预留板通过预制固定模板固定，所述预留板和所述新浇筑水泥混凝土面层的高度相同，所述预留板为弹性材料板，其主要为挤塑聚苯板或泡沫板。安装过程中应缓慢进行，防止弹性材料板碰伤，弹性材料板在后期剔除，再灌入嵌缝沥青油膏。为了防止不同的混凝土在干缩变形和温度收缩变形中形变不同，导致开裂，上述专利在既有建筑物和新浇筑水泥混凝土面层之间设置具有弹性的预留板，以隔开两者，消除收缩约束，防止变形开裂，但是这种材料本身是与新老混凝土没有可靠连接，剔除后灌入的嵌缝沥青油膏，承受荷载能力不能满足使用要求，严重影响结构的整体性能，对于高层建筑等对结构整体性和强度要求高的场所，这种防开裂层结构是不适用的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种防止混凝土长墙早期开裂的结构、施工方法和应用，其防开裂效果好，施工简单。

本发明的内容为一种防止混凝土长墙早期开裂的结构，包括既有混凝土墙体、新浇筑混凝土墙体，以及设置在既有混凝土墙体和新浇筑混凝土墙体之间的混凝土缓凝层，所述混凝土缓凝层的凝结时间至少为5天，混凝土缓凝层在浇筑后28天内达到设计强度，收缩率为0％，混凝土缓凝层包括重量百分数为0.5-1％的缓凝剂，所述缓凝剂包括如下重量组分，蔗糖100-200g/l，柠檬酸200-300g/l，三聚磷酸钠10-50g/l，焦磷酸钠10-50g/l。

优选的，所述新浇筑混凝土墙体的长度大于30m，一般为30-40m。所述早期为浇筑后的7-28天。所述设计强度是指施工所要求的强度，一般和新浇筑混凝土墙体的强度相同。

优选的，所述新浇筑混凝土墙体的厚度为0.3-1m时，所述混凝土缓凝层的凝结时间为5-10天，所述新浇筑混凝土墙体的厚度为1-1.5m时，所述混凝土缓凝层的凝结时间为10-15天。

优选的，所述新浇筑混凝土墙体垂直于既有混凝土墙体。

本发明提供一种防止混凝土长墙早期开裂的结构的施工方法，包括如下步骤，在既有混凝土墙体上浇筑混凝土缓凝层，然后在混凝土缓凝层上浇筑新浇筑混凝土墙体。

本发明提供一种混凝土缓凝层在防止混凝土长墙早期开裂上的应用，混凝土缓凝层包括重量百分数为0.5-1％的缓凝剂，所述缓凝剂包括如下重量组分，蔗糖100-200g/l，柠檬酸200-300g/l，三聚磷酸钠10-50g/l，焦磷酸钠10-50g/l。

在施工时，新浇筑混凝土墙体浇筑时，在既有混凝土墙体上先浇5cm～10cm混凝土或砂浆缓凝层，再浇设计要求的常规混凝土墙体，由于混凝土或砂浆缓凝层在常规混凝土墙体早期硬化和降温过程中没有凝结，新浇筑墙体的混凝土在凝结和降温收缩的过程中，不会受到既有混凝土墙体造成的约束，当混凝土或砂浆缓凝层凝固时，新浇筑混凝土的早期温度收缩变形已基本完成，从而使得新浇筑混凝土墙体在早期硬化过程中，不受既有混凝土的约束，从而不会因早期凝结和温降导致的开裂，本发明的混凝土缓凝层的缓凝时间长，且结构强度高，当其硬化后，其强度可达到设计要求。

本发明的有益效果是，混凝土出现裂缝，主要原因在于新老混凝土结构之间存在较大的变形差，因此当侧板收缩时，底板会对其产生巨大的收缩约束，导致开裂。为了解决这种问题，目前的处理措施主要有，1严格控制材料性质，包括水泥、粗骨料，添加掺合料比如减水剂和膨胀剂以减少用水量，降低水泥用量，降低水化热等。2严格控制施工程序，比如加强对混凝土温度的监控，合理浇筑分层，控制模板构造，模板刚度，拆模时机，加强混凝土的早期养护(比如喷水)，增强材料的韧性(比如混凝土中添加钢纤维材料)。现有技术除了在材料和施工工艺上的控制外，还有包括在新旧混凝土面上加装弹性材料层，比如挤塑聚苯板，泡沫板材料，但是其会造成材料间的间隙，对最终结构的强度等性能影响非常大。

现有的混凝土的凝结时间一般在1天左右，为了降低其内部的温度，一般采取喷水的方式降温，或者加入减水剂、缓凝剂降低放热量，提高凝结时间，加入缓凝剂的情况下，其凝结的时间一般在2～3天内，如果混凝土过度缓凝，其会严重影响墙体建造的工期和工程质量，一般来讲，需要墙体混凝土避免超时缓凝现象的发生。

本研究发现，在新浇筑混凝土墙体的混凝土中添加缓凝剂，对于避免早期开裂作用不大。通过实验发现，本发明的混凝土或砂浆缓凝层如果只将其缓凝时间提高到3天以内，其避免开裂的效果有限，要想要得到较好的效果，需要将混凝土或砂浆缓凝层的凝结时间延长到新浇筑墙体混凝土早期温降完成后，其防开裂效果才较好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

在图中，1既有混凝土墙体、2新浇筑混凝土墙体、3混凝土或砂浆缓凝层。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明包括既有混凝土墙体1、新浇筑混凝土墙体2，以及设置在既有混凝土墙体和新浇筑混凝土墙体之间的砂浆缓凝层3，所述砂浆缓凝层的凝结时间为6天，砂浆缓凝层在浇筑后28天内达到设计强度，收缩率为0％，砂浆缓凝层包括重量百分数为0.5％的缓凝剂，所述缓凝剂包括如下重量组分，蔗糖100g/l，柠檬酸300g/l，三聚磷酸钠50g/l，焦磷酸钠10g/l。所述新浇筑混凝土墙体的厚度为50cm。

其施工方法包括如下步骤，在既有混凝土墙体上浇筑5cm的砂浆缓凝层，然后在砂浆缓凝层上浇筑新浇筑混凝土墙体。

实施例2

本发明包括既有混凝土墙体、新浇筑混凝土墙体，以及设置在既有混凝土墙体和新浇筑混凝土墙体之间的混凝土缓凝层，所述砂浆缓凝层的凝结时间为10天，混凝土缓凝层在浇筑后28天内达到设计强度，收缩率为0％，混凝土缓凝层包括重量百分数为0.8％的缓凝剂，所述缓凝剂包括如下重量组分，蔗糖200g/l，柠檬酸200g/l，三聚磷酸钠10g/l，焦磷酸钠50g/l。所述新浇筑混凝土墙体的厚度为1m。

其施工方法包括如下步骤，在既有混凝土墙体上浇筑8cm混凝土缓凝层，然后在混凝土缓凝层上浇筑新浇筑混凝土墙体。

对比例1

包括既有混凝土墙体和新浇筑混凝土墙体，其施工方法为，在既有混凝土墙体上浇筑新浇筑混凝土墙体。

对比例2

包括既有混凝土墙体、新浇筑混凝土墙体，以及设置在既有混凝土墙体和新浇筑混凝土墙体之间的混凝土缓凝层，所述混凝土缓凝层的凝结时间为2天，混凝土缓凝层在浇筑后28天内达到设计强度，收缩率为0％，混凝土缓凝层包括重量百分数为0.2％的缓凝剂，所述缓凝剂包括如下重量组分，葡萄糖酸50g/l，柠檬酸100g/l，三聚磷酸钠5g/l，焦磷酸钠10g/l。所述新浇筑混凝土墙体的厚度为50cm。

其施工方法包括如下步骤，在既有混凝土墙体上浇筑混凝土缓凝层，然后在混凝土缓凝层上浇筑新浇筑混凝土墙体。

通过分析对比本发明和对比例1-2的墙体的在浇筑后70天内的开裂情况，得到表1的数据。

表1本发明和对比例1-2的墙体的开裂情况分布表

从表1中可以发现，本发明在既有混凝土墙体和新浇筑混凝土墙体之间添加缓凝时间长的混凝土或砂浆缓凝层后，基本避免了裂缝的产生。