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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-03-20 16:49 熱度:
摘要:大體積混凝土在現代建設中的運用越來越多,施工過程中裂縫的產生不可避免,嚴重危害到工程質量,影響工程安全和穩定。本文通過敘述大體積混凝土產生裂縫的成因,并分析制定了一些防治對策。
關鍵詞:混凝土裂縫預防大體積混凝土施工技術
當前,隨著大型建設的迅速發展,大體積混凝其特點為混凝土設計強度高,單方水泥用量較多,水化熱引起的混凝土內部溫度較一般混凝土要大得多,結構斷面內配筋較多,整體性要求較高。混凝土施工過程中,裂縫現象較為突出,已經嚴重危害到工程質量,影響工程結構安全和穩定。究其原因,涉及因素多種多樣,混凝土的溫升和溫降與表面系數有關,如施工方案考慮不周;材料選用把關不嚴;結構部位處理不當;施工管理不到位等。因此,治理裂縫這一質量通病難度較大,必須貫徹綜合治理的原則,對涉及到的各種因素要予以足夠重視,全面考慮,達到消除這一質量通病,滿足用戶對使用功能要求的目的,F就幾種裂縫原因及防治方法作一闡述。
1:大體積混凝土產生裂縫的原因
單面散熱的結構斷面最小厚度在75cm以上,雙面散熱在100cm以上,內外最高溫差預計超過25℃的,按大體積混凝土施工。
大體積混凝土裂縫的發生是由多種因素引起的。裂縫有收縮裂縫、溫差裂縫,約束條件的影響及安定性裂縫。
。1)收縮裂縫
混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量,用水量和水泥用量越高,混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同,干縮、收縮的量也不同。
混凝土逐漸散熱和硬化過程引起的收縮,會產生很大的收縮應力。如果產生的收縮應力超過當時的混凝土極限抗拉強度,就會在混凝土中產生收縮裂縫。在大體積混凝土里,即使水灰比并不低,自身收縮量值也不大,但是它與溫度收縮疊加到一起,就要使應力增大,難免產生收縮裂縫。
(2)溫差裂縫
①水泥在水化過程中產生大量的熱量,每克水泥放出的熱量達502.42J/g,因而使混凝土內部的溫度升高,它在1~3天內放出的熱量是總熱量的一半;炷羶炔康淖罡邷囟榷喟l生在澆筑后3~5天內,當混凝土內部與表面溫差過大時,就會產生溫度應力和溫度變形,溫度應力與溫度成正比。特別是大體積混凝土更易發生此類裂縫。
、谕饨鐨鉁刈兓挠绊懟炷羶炔繙囟仁怯捎谒嗨療岬慕^對溫度、澆筑溫度和混凝土的散熱溫度三者的疊加。其中澆筑溫度與外界氣溫有直接關系。外界氣溫越高,澆筑溫度也越高。當溫度下降快,會大大增加外層與內部混凝土的溫度梯度。從而產生溫差和溫度應力,使大體積混凝土出現裂縫。因此控制混凝土表面溫度與外界氣溫溫差,也是防止裂縫的重要一環。
、鄞篌w積混凝土澆筑后,水泥因水化引起水化熱,由于混凝土體積大,聚集在內部的水泥水化熱不易散發,混凝土內部溫度將顯著升高,而其表面則散熱較快,形成了較大的溫度差,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力。此時,混凝土齡期短,抗拉強度很低。當溫差產生的表面抗拉應力超過混凝土極限抗拉強度,則會在混凝土表面產生裂縫。
。3)內外約束條件的影響
大體積鋼筋混凝土與地基澆筑在一起,當溫度變化時,受到下部地基的限制,因而產生外部約束力;炷猎谠缙跍囟壬仙龝r,混凝土的彈性模量小,徐變和應力松馳度大,因而壓應力較小。但當溫度下降,產生較大的拉應力,若超過混凝土的抗拉強度,混凝土會產生垂直裂縫。混凝土內部由于水泥的水化熱而形成中心溫度高,熱膨脹大,因而在中心產生壓應力,在表產生拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度和鋼筋的約束作用時,同樣會產生裂縫。
。4)安定性裂縫
安定性裂縫表現為龜裂,主要是因水泥安定性不合格而引起的。
2:裂縫的防治措施和施工方法
(1)設計措施
、倬脑O計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下,應盡可能地降低混凝土的單位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水膠比)二摻(摻高效減水劑和高性能引氣劑)一高(高粉煤灰摻量)”的設計準則,生產出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。
、谠雠錁嬙旖钐岣呖沽研阅堋E浣顟捎眯≈睆健⑿¢g距。全截面的配筋率應滿足抗裂要求。
、郾苊饨Y構突變產生應力集中,在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施。
、茉谝琢训倪吘壊课辉O置暗梁,提高該部位的配筋率,提高混凝土的極限拉伸。
⑤在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征,合理設置后澆縫,保留時間一般不小于規定天數。如不能預測施工時的具體條件,也可臨時根據具體情況作設計變更。
。2)施工措施
、俦盟突炷了冶瓤刂圃诓淮笥0.6,混凝土塌落度應根據配合比要求嚴格控制,塌落度的增加應通過調整砂率和摻用減水劑解決,嚴禁在現場隨意加水增加水來增加塌落度并控制在10-14cm為宜。
②大體積混凝土施工前的準備工作除按一般混凝土施工前,必須進行物料、機具、技術和現場準備外,應根據其施工的特殊性做好附屬材料和輔助設備的準備工作,如水泵、測溫設備等。
、蹟嚢韬蟮幕炷良皶r運抵澆灌地點并入模澆筑。在運送過程中,要防止混凝土離析、灰漿流失、塌落度變化等現象,如發生離析現象,必須進行人工二次拌和后方可入模。
、転榱朔乐够炷涟l生離析,當混凝土的自由傾落度超過2m時,采用串筒下料。
、莼炷敛捎脵C械振搗。振棒的操作要做到“快插慢撥”,在振搗過程中,宜將振棒上下略有抽動,以使上下振動均勻。每點振搗時間一般為20-30s為宜,但還應視混凝土表面呈水平不再顯著下沉、不再出現氣泡及表面泛出灰漿為準。分層澆筑時,振棒應插入下層5cm左右,以消除兩層之間的接縫。振搗時要防止震動模板,并應盡量避免碰撞鋼筋、預埋件等。每完成一段,應隨即用鐵鏟攤平拍實。
⑥混凝土的養護。為了保證新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件,防止在早期由于干縮而產生裂縫,大體積混凝土澆筑后,要在12h內加以覆蓋,并蓄水20cm養護不少于3天。
⑦混凝土測溫。為了掌握大體積混凝土的溫升和溫降的變化規律,對混凝土進行全過程的監測控制。測溫點的布置要有代表性,沿澆筑的高度布置在底部、中部和表面,垂直測點間距為80cm左右;平面則布置在邊緣和中間,平面測點間距取5m。采用預留孔洞的方法測溫,一個測溫孔只能反映一個點的數據。在溫度上升階段(1-3天齡期內)第2-4h測一次,溫度下降階段第8h測一次,同時應測大氣溫度。測溫工具選用半導體液晶顯示溫度計。在測溫過程中,當發現溫度差超25℃時,若在混凝土溫升階段,要盡量減少覆蓋,盡量讓其降溫;若在混凝土降溫階段,要及時加強保溫或延緩拆除保溫材料。
⑧大體積混凝土施工,由于混凝土采取分層澆筑,上下層施工時間間隔較大,因此各澆筑層易產生泌水層,采用泵送混凝土時尤為嚴重。為了解決這一問題,于是在混凝土分層澆筑面人為做成集水坑,將多余的水分集中后用隔膜泵抽水排出。
⑨分層澆筑時,上層鋼筋的綁扎,應在下層混凝土經一定養護,其強度達到1.2N/mm2及混凝土表面溫度與混凝土澆筑后達到穩定時室外溫度之差在25℃以下時進行。
、夥謱訚仓g隔時間,應以混凝土表面溫度降到大氣平均溫度為好,則水化熱溫升的峰值過后,一般為3-5天。工地采用相隔3天,分2次澆筑完。
(11)大體積混凝土施工時,模板承受著混凝土的側壓力及振搗的振動力,因此必須保證模板及其支撐體系的可靠性,防止模板產生過大的變形。在澆搗前必須認真檢查,并要充分濕潤。
文章標題:大體積混凝土裂縫的防治與對策
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