【摘要J 本文分析了大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因.并提出了多種預(yù)防措施.供廣大工程技術(shù)人員參考。
【關(guān)鍵詞】大體積混凝土 裂縫 預(yù)防措施
1前言
隨著社會(huì)的發(fā)展．城市建筑不斷往高層建筑發(fā)展.特別是近年來．城市的高層建筑越來越多.其結(jié)構(gòu)形式多采用箱型基礎(chǔ).筏板基礎(chǔ)。大體積混凝土多用于地下結(jié)構(gòu)。雖然受外界溫度變化影響較小.但要求抗?jié)B性較高。因此.控制混凝土的內(nèi)外溫差和溫度變形而造成的裂縫.提高混凝土的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性能.是大體積混凝土施工的一個(gè)關(guān)鍵問題。本文分析了大體積混凝土施工裂縫的產(chǎn)生原因和預(yù)防措施。
2 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因
大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因是由于結(jié)構(gòu)斷面大水泥用量大．水泥水化時(shí)釋放水化熱會(huì)產(chǎn)生較大溫度變化和收縮作用.由此形成的溫度收縮應(yīng)力．導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同.溫度外低內(nèi)高.形成了溫度梯度.使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力．表面產(chǎn)生拉應(yīng)力．表面的拉應(yīng)力超過了混凝土抗拉強(qiáng)度引起的。
貫通裂縫是由于大體積混凝土在強(qiáng)度發(fā)展到一定程度.混凝土逐漸降溫.此溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形.受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)引起的拉應(yīng)力.超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的貫通整個(gè)截面的裂縫。從控制裂縫的觀點(diǎn)來說.表面裂縫的危害較?。炌芽p則會(huì)影響結(jié)構(gòu)物的整體性、耐久性和防水性．影響結(jié)構(gòu)的正常使用。因此.重點(diǎn)在于控制貫通裂縫。
3防止大體積混凝土裂縫的主要措施
3.1混凝土原材料和配合比的選用
(1)減少水泥用量
選用水化熱較低的32．5號(hào)礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比.3d的水化熱約低30％。大體積混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚.使混凝土早期升溫和后期降溫產(chǎn)生內(nèi)部和表面溫差。合理的選用水泥是控制溫度裂縫有效措施。水泥選用不當(dāng).水化熱過高.水泥水化熱引起溫度應(yīng)力和溫度變形而產(chǎn)生裂縫。水泥水化熱過程中產(chǎn)生大量熱量.每克水泥水化熱量達(dá)120cal／g.混凝土內(nèi)部升溫約在3O度以上。
(2)控制骨料級(jí)配和含泥量
根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸和泵送管道內(nèi)徑．選擇合理的最大粒徑。選用天然連續(xù)級(jí)配的粗集料.使混凝土具有較好的可泵性.減少用水量、水泥用量.進(jìn)而減少水化熱.以采用級(jí)配良好的中砂為宜.通過試驗(yàn)證明． 采用細(xì)度模數(shù)2．8的中砂比采用細(xì)度模數(shù)2．3的中砂．可減少用水量2O～25／m3.可降低水泥用量28～35kg／m3。因而降低了水泥水化熱．混凝土溫度升高和收縮.選用合理砂率對(duì)混凝土的可泵性是有所提高的。
(3)控制水灰比
選用優(yōu)質(zhì)外加劑?；炷林袚饺艘欢〝?shù)量優(yōu)質(zhì)粉煤灰.不但能代替部分水泥.而且粉煤灰顆粒呈球狀具有滾動(dòng)效應(yīng).起到潤滑作用.可改善混凝土拌和物的流動(dòng)性、粘聚性、保水性.并且能夠補(bǔ)充泵送混凝土中粒徑在0．315mm 以下的細(xì)集料達(dá)到占15％ 的要求.從而改善了可泵性。摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰混凝土后期強(qiáng)度高.在一定范圍內(nèi)60d強(qiáng)度比28d強(qiáng)度均可增長20％ 左右。如果充分利用后期強(qiáng)度．可使每立方混凝土的水泥用量減少40～70kg左右．則混凝土水化熱過程中的溫度相應(yīng)降低4～7℃左右。
3.2延緩混凝土降溫速度
1)選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土．盡量避開在炎熱天氣澆筑。
2)摻加相應(yīng)的緩凝型減水劑。
3)大體積混凝土澆筑后為了減少升溫階段內(nèi)外溫差．防止產(chǎn)生裂縫.應(yīng)給予正當(dāng)?shù)谋仞B(yǎng)護(hù)和潮濕養(yǎng)護(hù)。對(duì)混凝土進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)．可使混凝土水化熱降溫速度延緩.減少結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差.防止產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力和溫度裂縫。
4)采用長時(shí)間的養(yǎng)護(hù).規(guī)定合理的拆模時(shí)間.延緩降溫時(shí)間和速度.充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。
5)合理安排施工工序.控制混凝土在澆筑過程中均勻上升．避免混凝土拌合物堆積過大。在結(jié)構(gòu)完成后及時(shí)回填土．避免其側(cè)面長期暴露。
6)加強(qiáng)測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理.實(shí)行信息化控制.隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化.內(nèi)外溫差控制在25℃ 以內(nèi).基礎(chǔ)表面溫度與底面溫度均控制在2O℃ 以內(nèi)．及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施．使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大。
3．3改進(jìn)泵送混凝土施工工藝
(1)原材料降溫
根據(jù)混凝土攪拌前后總熱量相等原理.混凝土的出機(jī)溫度與原材料的溫度成正比．為此對(duì)原材料采用降溫措施十分必要且效果明顯.為了防止太陽直接照射.在砂石堆場(chǎng)搭設(shè)遮陽棚。將礦場(chǎng)石子利用井水連續(xù)澆水.可大大降低石子溫度且可預(yù)先吸收水分.減少混凝土坍落度損失.降低了出機(jī)溫度從而使得入模溫度人為降低。
(2)控制混凝土澆筑溫度
緊密配合施工進(jìn)度．確?；炷吝B續(xù)均勻供應(yīng).混凝土輸送管外壁四周用麻袋包裹．并在其上覆蓋草包并淋水、降溫.防止混凝土在輸送過程中引起溫度升高。采取分層均勻澆筑.錯(cuò)開層與層之間澆筑推進(jìn)時(shí)間以利下層混凝土散熱。由于泵送混凝土漿體相對(duì)較多.在澆筑乎后用直尺刮均勻.避免漿體集中積聚。
(3)澆搗
澆筑采用“一個(gè)坡度、層層澆筑、一次到頂”的方針。根據(jù)泵送時(shí)形成的坡度．在上層與下層布置兩道振點(diǎn)。第一點(diǎn)布置在混凝土卸料點(diǎn)．主要解決上部振實(shí)。第二道布置在混凝土坡角處.確保深層混凝土的密實(shí)。先振搗料口處混凝土.以形成自然流淌坡度.然后全面振搗.為提高混凝土的極限抗拉強(qiáng)度.防止混凝土沉落而出現(xiàn)裂縫.減少內(nèi)部微裂．提高混凝土密度．還采取混凝土密實(shí)度二次振搗法.在振搗棒撥出時(shí)混凝土仍能自行閉合而不會(huì)在混凝土中留孔洞．此時(shí)是施加二次振搗的合適時(shí)機(jī)。由于泵送混凝土坍落度大、水灰比大.振搗后表面水泥漿較厚.先用長刮尺排除面上的泌水與實(shí)際標(biāo)高刮平.在澆筑2小時(shí)至4小時(shí)后.用木蟹抹兩遍.使其表面密實(shí).在混凝土初凝前作二次光面.排除混凝土因泌水形成水分、空隙.提高握裹力.增強(qiáng)混凝土的抗裂性能。
(4)養(yǎng)護(hù)方法
為了嚴(yán)格控制大體積混凝土內(nèi)外溫度差．確?；炷临|(zhì)量。減少裂縫．養(yǎng)護(hù)是十分重要和關(guān)鍵的工序?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護(hù).主要在于保持適宜溫濕條件.以達(dá)到兩個(gè)方面的效果.一方面使混凝土免受溫度變形的侵襲。防止有害的冷縮和千縮。另一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行。從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求和抗裂拉力。采用“蓄熱法”進(jìn)行早期養(yǎng)護(hù)是一種好的方法。用塑料膜作為密封層。塑料布間用5cra寬膠帶封口.搭接嚴(yán)密.防止混凝土熱量散發(fā).封住水分.保證塑料布內(nèi)有凝結(jié)水。中間鋪設(shè)兩層土工布.灑水浸透.最上一層用塑料薄膜覆蓋壓住。在混凝土的終凝前利用混凝土的水化蒸發(fā)水達(dá)到養(yǎng)護(hù)目的?；炷翝仓?—7天后.混凝土處于開始降溫狀態(tài).揭去薄膜層.僅留一層土工布。在混凝土結(jié)構(gòu)上側(cè)兩邊緣采用25mm 塑料管.再隔20—30cra鉆lmm 左右水孔.臨時(shí)掛在外露拉條筋上．在混凝土澆筑前.合理設(shè)置冷卻水管.冷卻水管采用一25mm塑料管。自來水通過孔口混凝土壁面進(jìn)行養(yǎng)護(hù).養(yǎng)護(hù)不得少于14天。
4結(jié)束語
大體積混凝土的裂縫產(chǎn)生原因復(fù)雜.在施工中要采用多種措施聯(lián)合作用。才可以有效地降低裂縫的產(chǎn)生.工程技術(shù)人員和管理部門要提高認(rèn)識(shí).防微杜漸.確保工程的安全。
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