【摘 要】大体积混凝土施工中既要预防混凝土浇筑后升温阶段的早期开裂,又要防止混凝土散热冷却时产生收缩应力而造成的结构开裂,故在施工前后必须综合考虑,选择适宜的方法,以防止大体积混凝土裂缝的形成和发展。
【关键词】大体积混泥土;浇筑施工;裂缝预防
前言
工程质量问题是建筑安全使用的保障,也是相关企业市场竞争力强弱的判断标准,因此工程质量是整个施工过程中的重要环节,并且在施工过程中每个环节都是不能疏忽的,建立高素质的监理队伍也有利于保证工程的质量问题,现就大体积混泥土浇筑施工产生的裂缝进行分析,并采取一系列预防措施,解决现实问题。
一、大体积混凝土裂缝出现的机理
随着一次性浇筑混凝土体量的增加,混凝土内部由于温度不均匀带来的永久性温度应力及开裂的现象越来越严重。具体说来,大体积混凝土的温度应力问题可以简单的分为如下两个阶段。第一阶段为混凝土浇筑初期升温阶段,若外表温度较低,内部温度持续升高,则混凝土一旦初凝以后,内部混凝土升温膨胀,就会造成大体积混凝土的表面开裂。第二阶段为混凝土硬化后期的降温阶段(一般为浇筑后3~ 4 d),当核心混凝土进入降温阶段后,随着温度的降低,体积缩小。如果存在较大的内外温差,则内部温度下降时,外部降温数值较小,这就会在核心混凝土中形成较大的拉应力乃至拉裂缝。就第一阶段与第二阶段的裂缝来说,当内外温差较大,结构物的体量、体型合适时,两阶段的裂缝就有可能贯通,从而给结构物的整体性及安全性带来致命的影响。
二、大体积混凝土浇筑施工裂缝预防措施
1、原材料的控制
(1)水泥
首先选用配置低热、低升温的混泥土因为在设计强度不高的大体积混泥土工程中通常要选用较低热发量的水泥和采用较低水泥量的配合比。但是在设计强度较高的大体积混泥土工程中,既要选择水泥具有高活性池要具有低发热的而掺有高磨细度矿渣粉的高强度矿渣硅酸盐的水泥具有这样的特性。
(2)骨料
粗骨料粗骨料岩种不同其温度线膨胀系数差异较大,直接影响混泥土温度线膨胀系数,导致混泥土的热变形也差异较大。调整好沙石颗粒级配、减少沙石中的泥污含量肩利于减少混泥土拌合时的需水量和水泥用量从而减少混泥土的干缩及温差变化碱少裂缝的发生和发展。细骨料采用级配良好的中砂和中粗砂最好用中粗砂因为孔隙率小总表面积减小这样混泥土的用水量和水泥用量就可以减少。
(3)外加剂
外加剂是大体积混泥土不可缺少的原材料之一,通过使用外加剂可以改善混泥土的和易性、降低水灰比、防止混泥土内部水化热过高、提高混泥土抗拉强度、补偿混泥土收缩变形等改善大体积混泥土的性育旨。
(4)水
选择使用混泥土搅拌站中的回收水时应先经过沉淀, 除去沙石、泥浆后才能使用。
2、设计措施
(1)在建筑设计中处理好构件中“抗”与“放”的关系。“抗”就是处于约束状态下的结构, 没有足够的变形余地时, 为防止裂缝所采取的有力措施, 而“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下, 有足够变形余地时所采取的措施。
(2)精心设计混凝土配合比。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在保证混凝土具有良好工作性的情况下, 应尽可能降低混凝土的单位用水量, 采用“ 一掺(掺高效减水剂)一高(高矿物掺合料掺量)三低(低砂率、低坍落度和低水胶比)”的设计准则, 生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。
(3)避免结构突变产生应力集中, 在转角和孔洞处增设构造加强筋, 同时增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋, 配筋应尽可能采用小直径和小间距。
(4)考虑采用60 d 混凝土强度值作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据, 以减少混凝土单方用灰量, 积极采用补偿收缩混凝土技术。
(5)施工前, 应对浇筑块体的温度、温度应力及收缩力进行验算, 以确定浇筑块体的升温峰值、内外温差等控制指标, 制订温控施工技术方案。
3、施工方法
(1)分块法浇筑
为了有效降低大体积混凝土的内外温差,在大体积混凝土施工过程中常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段跳仓浇筑法两种。在时间允许的条件下,可将大体积混凝土结构采用分层多次浇注,施工层之间的结合按施工缝处理,即薄层浇注技术,它可以使混凝土内部的水化热得以充分地散发,但这里应该注意的是分层浇筑的间歇时间。若间歇时间过长,则会延长施工工期,另一方面也会使原混凝土对新浇层混凝土产生较大的约束,从而在上下层混凝土结合面产生难以发现的垂直裂缝。若间歇时间过短,则正处于下层混凝土升温阶段,表面温度较高,这时覆盖上层混凝土,就会明显地不利于下层混凝土的散热,同时也容易导致上层混凝土升温,就有可能超过混凝土要求的最高温升,从而加大混凝土产生裂缝的可能性。因此,选择上层混凝土覆盖的适宜时间应是在下层混凝土温度已降到一定值时,即上层混凝土温升倒加到下层后,下层混凝土温度回升值不大于原混凝土最高温升。如果混凝土结构厚度较大,工期又紧张,则这样的薄层浇筑技术虽然可行但不现实,而且存在施工缝。
4、降低温度的施工措施
(1)降低浇筑温度
降低浇筑温度可以降低温差从而减小温度应力。这方面的措施主要有预冷骨料(水冷法、气冷法等)和加冰搅拌等。浇筑时间最好安排在低温季节或夜间,若在高温季节施工,则应采取减小混凝土温度回升的措施,譬如尽量缩短混凝土的运输时间、加快混凝土的入仓覆盖速度、缩短混凝土的暴晒时间、混凝土运输工具采取隔热遮阳措施等。对于泵送混凝土的输送管道,应全程覆盖并洒以冷水,以减少混凝土在泵送过程中吸收太阳的辐射热,最大限度地降低混凝土的入模温度。
(2)减小水化热温升
这方面的措施主要有预埋水管冷却法和分块浇筑法。对于分块浇筑法来说,其浇筑层的厚度和浇筑段的长度能对混凝土工程的温度应力、施工速度、施工质量和施工费用形成较大的影响,对此,应在综合研究时予以考虑和确定。此外,亦可采取“骨料防晒,加冰屑或冰水搅拌混凝土,运输中容器加盖防晒”等措施,以最大限度地降低原材料的温度,从而减少混凝土入模温度,并尽可能使之低于环境温度,形成负温差。
(3)调节混凝土的内外温度
首先,可采用外蓄内散的综合养护措施,以进一步提高表面温度和降低核心温度。必要时,可运用预埋冷却管于核心混凝土中的方法,在混凝土终凝而温度开始上升时通过持续通水来持续降温。有条件时,还可以将冷却管中循环水与表面的养护蓄水连通,进一步降低内外的温差。其次,可以减小混凝土浇筑时的暴露时间,通过加强表面保温的措施来减小混凝土的内外温差。对此常用的方法有保温法和蓄水法,保温法是利用保温材料(湿砂、锯末、草袋等)覆盖在结构物表面和覆挂在结构物四周模板外,以减缓表层混凝土降温速度。除以上措施外,还可以通过延长拆模时间来进行温度调节。但拆模后混凝土表面温度的下降值不得超过15℃。土是混凝土养护的最佳介质,对于地下工程,在拆模后应及时回填,这是控制早期、中期裂缝的最有力措施。施工经验表明,众多的暴露工程裂缝多是因迟迟不回填而造成的。
结束语
总之,如果放任导致裂缝发生的因素,不去及时预防,等到裂缝的数量与宽度达到一定界限时,就会对整个工程造成损害,影响整体结构的强度与刚度,致使钢筋出现锈蚀、容易降低砼的耐久性能和抗渗能力,为以后的工程顺利发展造成阻碍,为了实现现实的需要,需要对裂缝产生的原因进行分析,做好预防,确保工程质量。
参考文献
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[4]于海洋,董鑫.道桥工程中大体积混凝土施工技术及裂缝控制[J].黑龙江科技信息,(08)
论文作者:张瑜
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿
论文发表时间:2016/4/14
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 温度论文; 体积论文; 泥土论文; 应力论文; 温差论文; 《工程建设标准化》2015年12月供稿论文;