大體積混凝土裂縫控制的綜合措施

  摘要:混凝土在澆筑過(guò)程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫,這是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象,水利工程建設(shè)中,大體積混凝施工出現(xiàn)裂縫更為普遍。在施工中混凝土出現(xiàn)裂縫,影響到建筑物的整體性和耐久性,本文僅對(duì)施工中混凝土裂縫的成因和預(yù)防措施做一探討。

  關(guān)鍵詞:大體積 混凝土 裂縫控制綜合措施

  混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。而在今天,混凝土在施工過(guò)程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫,這是一個(gè)相當(dāng)普遍和常見(jiàn)的現(xiàn)象,并且在大體積混凝土施工中表現(xiàn)尤為突出?;炷脸霈F(xiàn)溫度裂縫,會(huì)影響到建筑物的整體性和耐久性,如何解決好大體積混凝土裂縫的預(yù)防和控制問(wèn)題成為工程建設(shè)長(zhǎng)期困擾的一個(gè)技術(shù)難題,值得我們不斷的探索和提高。

  一、裂縫的原因

  混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等?;炷劣不陂g水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束,又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí),即會(huì)出現(xiàn)裂縫。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的調(diào)查資料,屬于由變形變化(溫度、濕度、地基變形)引起的約占80%以上。在大體積混凝土工程施上中,主要是由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化,從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。

  二、裂縫控制的設(shè)計(jì)措施

  1、大體積混凝土的強(qiáng)度等級(jí)宜在C20~C35范圍內(nèi)選用,利用后期強(qiáng)度R60。設(shè)計(jì)強(qiáng)度過(guò)高,水泥用量過(guò)大,必然造成混凝土水化熱過(guò)高,混凝土塊體內(nèi)部溫度高,混凝土內(nèi)外溫差超過(guò)30℃以上,溫度應(yīng)力容易超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度,產(chǎn)生開(kāi)裂。豎向受力結(jié)構(gòu)可以用高強(qiáng)混凝土減小截面,而對(duì)于大體積混凝土底板應(yīng)在滿足抗彎及抗沖切計(jì)算要求下,采用C20~C35的混凝土,避免設(shè)計(jì)上"強(qiáng)度越高越好"的錯(cuò)誤概念??紤]到建設(shè)周期長(zhǎng)的特點(diǎn),在保證基礎(chǔ)有足夠強(qiáng)度、滿足使用要求的前提下,可以利用混凝土60d或90d的后期強(qiáng)度,這樣可以減少混凝土中的水泥用量,以降低混凝土澆筑塊體的溫度升高。

  2、大體積混凝土基礎(chǔ)除應(yīng)滿足承載力和構(gòu)造要求外,還應(yīng)增配承受水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力及控制裂縫開(kāi)展的鋼筋,以構(gòu)造鋼筋來(lái)控制裂縫,配筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。

  3、為滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性等要求和施工和易性需要,應(yīng)進(jìn)行混凝土施工配合比優(yōu)選試驗(yàn)?;炷潦┕づ浜媳冗x擇應(yīng)經(jīng)綜合分析比較,合理地降低水泥用量。

  三、裂縫控制的材料措施

  1、水泥用量是混凝土收縮率的重要因素,采用降低水泥用量的方法來(lái)降低混凝土的絕對(duì)溫升值,可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低,也可降低保溫養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用,這是大體積混凝土配合比選擇的特殊性,水泥用量最好不超過(guò)380kg/m。

  2、采用5~40mm顆粒級(jí)配的石子,控制含泥量小于1.5%。

  3、采用中、粗砂,控制含泥量小于1.5%。

  4、混凝土中應(yīng)摻入適量的摻合料。其品種有粉煤灰、凝灰?guī)r粉、礦渣微粉、硅粉、?;姞t磷渣、氧化鎂等。摻用的品種和摻量應(yīng)根據(jù)工程的技術(shù)要求、摻合料品質(zhì)和資源條件,通過(guò)試驗(yàn)論證確定。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量,也可使混凝土用水量減少25%。外加劑選擇應(yīng)根據(jù)混凝土性能要求、施工需要、并結(jié)合工程選定的混凝土原材料進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn),經(jīng)可靠性論證和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,選擇合適的外加劑種類(lèi)和摻量。外加劑還應(yīng)配成水溶液使用。配制溶液時(shí)應(yīng)稱(chēng)量準(zhǔn)確,并攪拌均勻。根據(jù)工程需要,外加劑可復(fù)合使用,但必須通過(guò)試驗(yàn)論證。有要求時(shí),應(yīng)分別配制使用。

  四、裂縫控制的施工措施

  1、嚴(yán)格按規(guī)范施工

  (1)混凝土澆筑前,保證倉(cāng)內(nèi)無(wú)雜物,模板、鋼筋、預(yù)埋件符合規(guī)范要求,并做好驗(yàn)收自檢工作。

 ?。?)混凝土澆筑過(guò)程中,嚴(yán)禁在倉(cāng)內(nèi)加水;倉(cāng)內(nèi)的泌水必須及時(shí)排除;應(yīng)避免外來(lái)水進(jìn)入倉(cāng)內(nèi),嚴(yán)禁在模板上開(kāi)孔趕水,帶走灰漿;應(yīng)隨時(shí)清除粘附在模板、鋼筋和預(yù)埋件表面的砂漿;應(yīng)有專(zhuān)人做好模板維護(hù),防止模板位移、變形。

  (3)對(duì)混凝土撐柱、止水、施工過(guò)程中拋置的塊石等周?chē)皖A(yù)埋件下面加強(qiáng)振搗,同時(shí)進(jìn)行二次復(fù)振,增加混凝土密實(shí)性,減少混凝土內(nèi)部微裂縫,經(jīng)測(cè)試加強(qiáng)振搗后混凝土試塊3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到80%以上。[Page]

  2、在高溫季節(jié)施工時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況,采取下列措施:

 ?。?)成品料倉(cāng)骨料倉(cāng)應(yīng)搭蓋涼棚,堆高不宜低于6m,噴灑水霧降溫(砂子除外)等;

 ?。?)骨料從料倉(cāng)到拌和樓,應(yīng)采取隔熱、保溫措施;

 ?。?)混凝土拌和時(shí),可采用冷水、加冰或用水將碎石冷卻等降溫措施;

 ?。?)混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中,應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間、等待卸料時(shí)間和減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù),運(yùn)輸工應(yīng)有隔熱遮陽(yáng)措施;

 ?。?)在混凝土澆筑過(guò)程中,應(yīng)縮短混凝土運(yùn)輸入倉(cāng)時(shí)間,及時(shí)進(jìn)行平倉(cāng)振搗,要采用隔熱材料及時(shí)覆蓋,盡量縮短混凝土的暴露時(shí)間;

 ?。?)混凝土澆筑宜安排在早晚、夜間及利用陰天進(jìn)行,并減小澆筑厚度,利用澆筑層面散熱?;A(chǔ)混凝土和老混凝土約束部位澆筑層厚以1m~2m為宜,上下層澆筑間歇時(shí)間宜為5d~10d。當(dāng)澆筑塊尺寸較大時(shí),可采用臺(tái)階式澆筑法,澆筑塊分層厚度小于1.5m;

 ?。?)應(yīng)增派人力加強(qiáng)連續(xù)養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期內(nèi)始終使混凝土表面保持濕潤(rùn);

 ?。?)規(guī)定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

  3、在寒冷季節(jié)施工時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況,采取下列措施:

 ?。?)成品料倉(cāng)骨料堆搭設(shè)暖棚,采用蒸汽排管法對(duì)粗骨料進(jìn)行加熱,使其溫度保持在10℃~15℃;

 ?。?)混凝土拌和前,用熱水沖洗拌和設(shè)備?;炷涟韬蜁r(shí),可采用加熱水拌和,熱水水溫控制在60℃以下,先將骨料與水拌和,然后加入水泥,以免水泥假凝。拌和站出機(jī)口溫度應(yīng)控制在5℃~10℃以上;

 ?。?)對(duì)混凝土運(yùn)輸工具采用麻袋和彩條布包裹,盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間、等待卸料時(shí)間和減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù),以防溫度散失;

 ?。?)塑料泡膜、草袋和棉被可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板,并應(yīng)搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚,必要時(shí)可在倉(cāng)內(nèi)設(shè)火爐加熱,使混凝土澆筑溫度控制在3℃以上;

 ?。?)拆模后和養(yǎng)護(hù)期內(nèi),應(yīng)采取預(yù)防寒潮襲擊、突然降溫和劇烈干燥等措施,在混凝土表面加塑料薄膜,保持混凝土表面水分,防止風(fēng)干,同時(shí)外層加2cm厚塑料泡沫保溫;

  (6)對(duì)標(biāo)高位于±0.0以下的部位,應(yīng)及時(shí)回填土;±0.0以上的部位應(yīng)及時(shí)加以覆蓋,不宜長(zhǎng)期暴露在風(fēng)吹環(huán)境中。

  五、溫控監(jiān)測(cè)措施

  1、大體積混凝土施工應(yīng)建立和健全溫控管理和保證體系,并根據(jù)工程規(guī)模和質(zhì)量控制及管理的需要,配備相應(yīng)的技術(shù)人員和必要的檢驗(yàn)、試驗(yàn)設(shè)備,建立健全必要的技術(shù)管理與溫控制度。

  2、在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑溫度的監(jiān)測(cè),在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑塊體升降溫、內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度等監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)結(jié)果能及時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)大體積混凝土澆筑塊內(nèi)溫度變化的實(shí)際情況,以及所采用的施工技術(shù)措施的效果,為工程技術(shù)人員及時(shí)采取溫控對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度的測(cè)試,每晝夜應(yīng)不少于2次。

  3、安排專(zhuān)人測(cè)定混凝土入倉(cāng)溫度、坍落度,并留置規(guī)定的試壓塊組數(shù)?;炷敛鹉:?,應(yīng)檢查其外觀質(zhì)量。有混凝土裂縫、蜂窩、麻面、錯(cuò)臺(tái)和模板走樣等質(zhì)量問(wèn)題或事故時(shí)應(yīng)及時(shí)檢查和處理。對(duì)混凝土強(qiáng)度或內(nèi)部質(zhì)量有懷疑時(shí),可采取無(wú)損檢測(cè)法(如回彈法、超聲回彈綜合法等)或鉆孔取芯、壓水試驗(yàn)等進(jìn)行檢查。

  六、結(jié)束語(yǔ)

  筆者通過(guò)多年工作實(shí)踐,對(duì)大體積混凝土裂縫形成的原因和預(yù)防措施作了初步探討,認(rèn)為只要采取以防為主,采用溫控施工技術(shù),在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、混凝土材料的選擇、配合比優(yōu)化、拌制、運(yùn)輸、澆筑、保溫養(yǎng)護(hù)及施工過(guò)程中混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力的監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié),采取了一系列的技術(shù)措施,并施工中多觀察、多比較,出現(xiàn)問(wèn)題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以控制和避免的。


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