摘要:大體積混凝土裂縫是土建施工過程中經(jīng)常遇到的問題,為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度等方面全面考慮,結(jié)合實(shí)際采取措施。本文就大體積混凝土裂縫控制措施進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土 裂縫控制
廣義上大體積砼指的是最小斷面尺寸大于1m以上的砼結(jié)構(gòu),其尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施妥善處理溫度差值,合理解決溫度應(yīng)力并控制裂縫開展的砼結(jié)構(gòu)。大體積混凝土與普通混凝土的區(qū)別表面上看是厚度不同,但其實(shí)質(zhì)的區(qū)別是由于混凝土中水泥水化要產(chǎn)生熱量,大體積混凝土內(nèi)部的熱量不如表面的熱量散失得快,造成內(nèi)外溫差過大,其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力可能會使混凝土開裂。因此判斷是否屬于大體積混凝土既要考慮厚度這一因素,又要考慮水泥品種、強(qiáng)度等級、每立方米水泥用量等因素,比較準(zhǔn)確的方法是通過計(jì)算水泥水化熱所引起的混凝土的溫升值與環(huán)境溫度的差值大小來判別,一般來說,當(dāng)其差值小于25℃時,其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力將會小于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度,不會造成混凝土的開裂,當(dāng)差值大于25℃時,其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力有可能大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度,造成混凝土的開裂,此時就可判定該混凝土屬大體積混凝土。高層建筑的箱形基礎(chǔ)或片筏基礎(chǔ)都有厚度較大的鋼筋砼底板,高層建筑的樁基礎(chǔ)則常有厚大的承臺,這些基礎(chǔ)底板和樁基承臺均屬大體積鋼筋砼結(jié)構(gòu)。還有電廠煙囪基礎(chǔ),汽輪機(jī)基座也屬大體積鋼筋砼結(jié)構(gòu)。溫度裂縫是大體積混凝土施工過程中最常出現(xiàn)的問題。
為了保證大體積混凝土施工質(zhì)量,必須認(rèn)真分析大體積混凝土各種質(zhì)量通病的原因,從原材料的選擇、外加劑的使用、配合比的設(shè)計(jì)、混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑、溫控、養(yǎng)護(hù)方法等方面著手,有針對性的采取技術(shù)保證、防范預(yù)控等措施,保證混凝土產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。具體控制措施如下:
一、降低水泥水化熱和變形
1.選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配置混凝土,如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥。
2.充分利用混凝土的后期強(qiáng)度,減少每立方米混凝土中水泥用量。
3.使用粗骨料,盡量選用粒徑較大、級配良好的粗細(xì)骨料,控制砂石含泥量,摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應(yīng)的減水劑、緩凝劑,改善和易性、降低水灰比,以達(dá)到減少水泥用量、降低水化熱的目的。
4.在基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管,通入循環(huán)冷卻水,強(qiáng)制降低混凝土水化熱溫度。
5.在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中,摻加總量不超過20%的大石塊,減少混凝土的用量,以達(dá)到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。
6.在拌合混凝土?xí)r,還可摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥,使混凝土得到補(bǔ)償收縮,減少混凝土的溫度應(yīng)力。
7.設(shè)置后澆帶,當(dāng)大體積混凝土平面尺寸過大時,可以適當(dāng)設(shè)置后澆帶,以減小外應(yīng)力和溫度應(yīng)力,同時也有利于散熱,降低混凝土的內(nèi)部溫度。
二、降低混凝土溫度差
1.選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土,盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷,或(qū)橇线M(jìn)行覆蓋或設(shè)置遮陽裝置避免日光直曬,運(yùn)輸工具如具備條件也應(yīng)搭設(shè)遮陽設(shè)施,以降低混凝土拌合物的入模溫度。
2.摻加相應(yīng)的緩凝型減水劑,如木質(zhì)素磺酸鈣等。
3.在混凝土入模時,采取措施改善和加強(qiáng)模內(nèi)的通風(fēng),加速模內(nèi)熱量的散發(fā)。
三、加強(qiáng)施工中的溫度控制
1.在混凝土澆筑后,做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù),緩緩降溫,夏季應(yīng)注意避免暴曬,注意保濕,冬季應(yīng)采取措施保溫覆蓋,以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。
2.采取長時間的養(yǎng)護(hù),規(guī)定合理的拆模時間,延緩降溫時間和速度。
3.加強(qiáng)測溫和溫度監(jiān)測與管理,實(shí)行信息化控制。
⑴ 混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應(yīng)小于20℃,當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時,不大于25℃~30℃。
⑵混凝土拆模時,混凝土的溫差不超過20℃。
⑶ 配備專職測溫人員,按兩班考慮。對測溫人員要進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)交底。測溫人員要認(rèn)真負(fù)責(zé),按時按孔測溫 ,不得遺漏或弄虛作假 ,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時向項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人匯報(bào)。測溫記錄要填寫清楚、整潔 ,換班時要進(jìn)行交底。
⑷ 測溫工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測溫。
⑸ 測溫時若發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度與表面溫度之差達(dá)到25℃或溫度異常,應(yīng)及時通知技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人,以便及時采取措施。
4.合理安排施工程序,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高差。在結(jié)構(gòu)完成后及時回填土,避免其側(cè)面長期暴露。
四、改善約束條件,削減溫度應(yīng)力
1.采取分層或分塊澆筑大體積混凝土,合理設(shè)置水平或垂直施工縫,或在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置施工后澆帶,以減少每次澆筑長度的蓄熱量,防止水化熱的積聚,減少溫度應(yīng)力。
2.對大體積混凝土基礎(chǔ)與巖石地基,或基礎(chǔ)與厚大的混凝土墊層之間設(shè)置滑動層,如采用平面澆瀝青膠鋪砂、或刷熱瀝青或鋪卷材。在垂直面、鍵槽部位設(shè)置緩沖層,如鋪設(shè)30-50mm厚瀝青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料,以消除嵌固作用,釋放約束應(yīng)力。
五、提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度
1.選擇良好級配的粗骨料,嚴(yán)格控制其含泥量,加強(qiáng)混凝土的振搗,提供混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,減小收縮變形,保證施工質(zhì)量。
2.采取二次投料法,二次振搗法,澆筑后及時排除表面積水,加強(qiáng)早強(qiáng)養(yǎng)護(hù),提高混凝土早期或相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量。
3.在大體積混凝土基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋,在截面突變和轉(zhuǎn)折處,底、頂板與墻轉(zhuǎn)折處,孔洞轉(zhuǎn)角及周邊,增加斜向構(gòu)造配筋,以改善應(yīng)力集中,防止裂縫的出現(xiàn)。
六、結(jié)束語
大體積混凝土結(jié)構(gòu)的材料選擇、施工技術(shù)與養(yǎng)護(hù)措施直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的使用性能 ,若不能很好的了解大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫產(chǎn)生的原因以及采取的相應(yīng)施工措施 ,實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中就很難保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。雖然大體積混凝土很容易產(chǎn)生溫度裂縫 ,但是大量的科學(xué)研究以及成功的工程實(shí)例都表明:只要我們在材料選擇、施工工藝、以及后期的養(yǎng)護(hù)過程中能夠充分考慮各種因素的影響,還是完全可以避免危害結(jié)構(gòu)安全的溫度裂縫的產(chǎn)生。
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