摘要:本文以泵送混凝土为例,具体讲述在地基基础施工中产生裂缝的类型及其成因,最后提出泵送混凝土裂缝的防范措施。
泵送混凝土是施工技术进步发展而来的一项施工技术,它可一次连续完成水平运输和垂直运输,并可连续浇筑,具有工艺简单、施工速度快、占用场地小、操作便捷等优点,在高层建筑等工程中被广泛应用。但由于泵送混凝土施工的工程往往会出现一些裂缝,其在很大程度上影响结构的抗渗和耐久性能。本文就泵送混凝土施工易产生裂缝的原因和防范措施进行探讨。
关键词:地基基础、泵送混凝土、裂缝防治措施
1、混凝土裂缝的成因、类型及预防措施
裂缝成因有外荷载(施工和使用阶段的静荷载、动荷载),变形(温度、湿度、不均匀沉降等),施工操作(制作、振捣、收面、养护等);裂缝按裂缝方向及形状分为水平、垂直、横向、纵向、斜向及放射状裂缝等;按裂缝深度分为贯通裂缝、深裂缝及表面裂缝;按裂缝成因分为收缩裂缝、温度应力裂缝及不均匀沉降裂缝、混凝土原材料质量问题引起的裂缝等。
2、泵送混凝土产生裂缝的类型及其成因
2.1 环境因素引起的温度裂缝
这种裂缝一般产生很早,裂缝走向多呈不规则状态,深度较浅,属表面性质。表面裂缝易产生集中应力,能促使裂缝进一步开展。温度裂缝多发生在施工期间,缝的宽度受温度变化的影响较明显,冬季较宽,夏季较细。沿断面高度,裂缝大多呈上宽下窄状,但个别也有下宽上窄情况,遇上下边缘区配筋较多的结构,有时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。裂缝只在接近表面较浅的范围内出现,表面层以下的结构仍保持完整,这种裂缝又称内约束裂缝。
产生原因:混凝土特别是大体积混凝土浇筑后,在硬化期间放出大量水化热,聚集在内部的水泥水化热不易散发,造成混凝土内部温度升高,而混凝土表面散热较快,这样形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,就会在混凝土表面产生表面裂缝。
2.2 混凝土的塑性收缩裂缝
裂缝在结构表面出现,形状很不规则,长短宽窄不一,互不连通,呈龟裂状,深度一般不超过50mm,类似干燥的泥浆面,出现很普遍。
产生原因:混凝土浇筑后3-4h左右表面没有及时覆盖,风吹日晒,在塑性状态时表面水分蒸发过快,以及混凝土本身的水化热高等原因,造成混凝土体积产生急剧收缩,而此时混凝土强度趋近于零,不能抵抗这种变形应力而导致开裂。混凝土中的水分蒸发和吸收的速度越快,塑性收缩裂缝就越容易产生。
2.3 原材料质量引起的裂缝
混凝土原材料的质量问题也会引起裂缝产生,这种裂缝也没有一定的规律性,容易和其它原因引起的裂缝混淆,被误认为是其它原因引起的。人们往往忽视混凝土本身的质量问题引起的裂缝,实际上如果混凝土本身的质量有问题,即使采取一些有效的预防措施,也很难避免裂缝的出现。
产生原因:含泥量过大,降低混凝土的强度和抗渗性,使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝;砂石的级配差或砂粒过细,常造成侧面裂缝;骨料中的酸性硅化物质与碱性物质相遇,产生碱骨料反应,会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,构件产生爆裂状裂缝,在潮湿部位较常见;氯化物含量较高时,对钢筋锈蚀有较大影响。
2.4 沉降裂缝
沉降裂缝多属贯通性裂缝,裂缝走向与沉降情况有关,有的在上部,有的在下部,一般与地面垂直或呈一定角度。较大的沉降裂缝,往往上下或左右有一定的差距,裂缝宽度受温度变化的影响较小,因荷载大小而异,也称塑性沉降裂缝。
产生原因:混凝土骨料沉降时受到阻碍而产生。这种裂缝大多出现在混凝土浇筑后0.5-3h之间,混凝土尚处在塑性状态,混凝土表面消失水光时立即产生,沿着梁板上面钢筋的走向出现,主要是坍落度大、沉陷过高所致。地基未夯实或未进行必要的加固处理,混凝土浇筑后,地基不均匀沉降引起裂缝产生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆c.模板刚度不足,加固间距过大或支撑松动、滑移,在施工过程中模板沉陷、移动以及过早拆模,也常导致这种裂缝出现。
3、泵送混凝土裂缝的防范措施
3.1 温度预防措施:
a.降低混凝土发热量。选用水化热低(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)、凝结时间长的水泥,以降低混凝土的温度;在满足泵送和施工的前提下用低流动性混凝土,严格控制水灰比。
b.降低混凝土的浇筑温度。在高温季节要降低原材料的温度,可采用冰水或深井冷水拌制混凝土,或设置简易遮阳装置,并对骨料进行喷水预冷却,以降低混凝土拌制和浇筑的温度。尽量选择在温度较低的早晚进行浇筑,运输工具、泵送管道要尽量遮阳。分层分块浇筑时每层厚度不超过30厘米,以加快热量散发。
c.表面保温与保湿。混凝土浇筑后,要尽量长时间地保温和保持混凝土表面湿润,让其表面慢慢冷却、干燥,使混凝土能够增长强度以抵抗开裂拉应力。夏季可采用蓄水或洒水养护两种方式,养护时间为7-14天;冬季应采取保温措施,可覆盖毛毡、草帘等保温材料或蒸气养护。
3.2 塑性收缩预防措施:配制混凝土时,严格控制水灰比,使用水化热低的水泥,选择级配良好的石子,严格控制骨料的含泥量,减小空隙率和砂率。商品混凝土在满足可泵性、和易性的前提下,尽量减小坍落度。当表面发现细微裂纹时,应再次进行抹压,并及时覆盖养护。
3.3 原材料质量预防措施:选用含泥量少的砂石,控制好砂石级配,拌合用水使用饮用水,控制好碱含量和氯化物含量。
3.4 沉降预防措施:
a.在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土坍落度;保证混凝土均质性,卸料前先高速运转20s-30s,然后反转卸料;加强振捣,提高混凝土的密实度,不漏振、过振使混凝土离析分层;浇筑过程中严禁随意往混凝土中加水。
b.对松软土、填土地基应进行必要的夯实或加固处理,并达到相应的技术标准,避免地基不均匀沉降。
a.模板及支架应有足够承载能力、刚度和稳定性,施工过程中密切观察模板及其支架的稳定、变形情况,出现问题及时进行整修;混凝土强度达到要求标准后再开始拆模。
3.5 注重浇筑完毕后养护:
混凝土养护主要是保温和保湿,以减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,减少混凝土的干燥收缩,防止表面裂缝。在寒冷季节,混凝土表面应设置保温措施,以防止寒潮袭击。
4、结束语
混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量,裂缝产生的原因是多方面的,例如泵送混凝土,因水泥用量多,单位用水量大,对砂率的要求又较高又添加外加剂,致使混凝土干燥收缩,产生裂缝的潜在危险较大,应引起足够重视。为此,在施工时,应选用适宜的水泥品种、减小水泥用量、选用合理的粗细骨料、掺加掺合剂、改善搅拌工艺、严格控制和改善浇筑工艺、规定合理的拆模时间及注重浇筑完毕后养护等,以提高混凝土的密实性和抗拉强度,防止裂缝的产生。
要预防和避免混凝土施工裂缝的发生,就必须结合工程现状,客观、认真地分析施工环境和施工条件,综合考虑多方面因素,加强施工过程各环节的质量控制,在混凝土生产及施工过程中有针对性地采取有效的技术措施控制裂缝的产生及程度,确保混凝土的施工质量,使建筑物具有良好的耐久性和结构稳定性。总之,通过各种有效的预防措施,混凝土的施工裂缝是完全可以控制和避免的。
参考文献
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[6]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)
论文作者:赵炎、宋龙威、梁秉钧
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/15
标签:裂缝论文; 混凝土论文; 表面论文; 温度论文; 骨料论文; 预防措施论文; 应力论文; 《工程管理前沿》2019年第9期论文;