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一、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的種類
從混凝土表面延伸至混凝土內(nèi)部的現(xiàn)象稱為混凝土裂縫。常見(jiàn)的裂縫有貫通性裂縫、表面裂縫。
1、貫通性裂縫:該裂縫產(chǎn)生在混凝土降溫階段,大體積混凝土構(gòu)件呈現(xiàn)降漸收縮狀態(tài),降溫收縮受到模板約束和自身約束作用,會(huì)產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力,若收縮應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度,在混凝土中就會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。該收縮裂縫會(huì)貫通構(gòu)件全斷面,形成結(jié)構(gòu)裂縫。模板與基底和自身構(gòu)造的約束力愈大,平均溫升值越高,貫通裂縫形成的可能性就愈大。其降溫階段持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng),從3d ~ 5d 起始,持續(xù)至1 個(gè)月或者更長(zhǎng)時(shí)間。混凝土硬化收縮與降溫收縮呈現(xiàn)疊加之態(tài)勢(shì),硬化收縮將會(huì)加劇裂縫出現(xiàn)的可能性。
2、表面出現(xiàn)的裂縫:此裂縫處于混凝土升溫階段與降溫階段均有可能產(chǎn)生,混凝土的水化熱量通過(guò)構(gòu)件表面向四周圍散發(fā)過(guò)程中,其體表溫度遠(yuǎn)低于其內(nèi)部溫度,這就形成了里表溫度差。當(dāng)這種溫差沿著厚度方向呈現(xiàn)出非線性分布時(shí),就會(huì)引起混凝土的非均勻性變形。初始澆筑的混凝土呈塑性狀態(tài),其在凝結(jié)硬化過(guò)程之中,彈性模量隨著強(qiáng)度的增長(zhǎng)而不斷增長(zhǎng);若溫差所產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),在混凝土構(gòu)件表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
3、深層裂縫深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面,也有一定危害性。
二、導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因
1、水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形;
2、內(nèi)外約束條件的影響,主要會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的外觀、正常使用和耐久性產(chǎn)生影響;
3、外界氣溫變化的影響,
4、混凝土的收縮變形。
5、混凝土勻質(zhì)性的影響
三、質(zhì)量控制要點(diǎn)
施工方案的編制應(yīng)做到科學(xué)合理,內(nèi)容包括以下六個(gè)方面措施。
1、材料要求和配合比設(shè)計(jì);
2、分層分塊澆搗措施;
3、混凝土的攪拌、運(yùn)輸和澆筑方案;
4、混凝土降溫措施;
5、混凝土的測(cè)溫措施;
6、養(yǎng)護(hù)方案與養(yǎng)護(hù)時(shí)間:為保證混凝土在適宜的硬化條件下,防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫,在大體積混凝土澆筑完畢初凝后立即鋪一層塑料膜并用30mm 厚草簾加以覆蓋,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 天。
四、質(zhì)量控制
應(yīng)采取的措施:要預(yù)防大體積混凝土澆筑后產(chǎn)生裂縫,關(guān)鍵在于降低混凝土的溫度應(yīng)力,必須采取相應(yīng)措施以減少混凝土澆筑后的里表溫差。因此應(yīng)選用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,大體積混凝土施工所用水泥其3d 天的水化熱不宜大于240kJ /kg,7d 天的水化熱不宜大于270kJ/kg;并降低混凝土單位體積中的水泥用量;摻緩凝劑或緩凝型減水劑;選擇適宜的砂石級(jí)配;摻入適量的粉煤灰;盡量降低每立方米混凝土的用水量;降低混凝土的入模溫度;擴(kuò)大澆筑面和散熱面,降低澆筑速度和減小澆筑層厚度,澆筑后在混凝土表層以及內(nèi)部設(shè)置若干個(gè)溫度觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫,一旦出現(xiàn)溫差大的情況,便于及時(shí)處理。采取蓄水法或覆蓋法進(jìn)行降溫或進(jìn)行人工降溫( 噴霧降溫)措施;加強(qiáng)混凝土保溫、保濕養(yǎng)護(hù),嚴(yán)格控制大體積混凝土的里表溫差(設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí),溫差不宜超過(guò)25℃),必要時(shí),采用人工導(dǎo)熱法,在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管,用循環(huán)水來(lái)降低混凝土溫度。如要保證混凝土的整體性,則要求保證使每一澆筑層在初凝前就被上一層混凝土覆蓋并搗實(shí)成為整體。
1、原材料選用。
1水泥的選用:所用水泥應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175 的有關(guān)規(guī)定,當(dāng)采用其他品種時(shí),其性能指標(biāo)必須符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;
2粗骨料的選用:選用粒徑5 ~ 31.5mm,并連續(xù)級(jí)配,含泥量不大于1%;
3細(xì)骨料的選用:采用中砂,其細(xì)度模數(shù)宜大于2.3,含泥量不大于3%;
4摻合料的選用:粉煤灰摻量不超過(guò)膠凝材料用量的40%;礦渣粉的摻量不超過(guò)膠凝材料用量的50%;粉煤灰和礦渣粉摻合料的總量不應(yīng)大于混凝土中膠凝材料用量的50%。
5外加劑的選用:所用外加劑的質(zhì)量及應(yīng)用技術(shù),應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》GB 8076、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB 50119 和有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。
6炎熱氣候條件下,沙石骨料應(yīng)搭棚遮蓋,避免烈日曝曬,以降低骨料本身溫度;攪拌混凝土用水最好采用經(jīng)冷卻的自來(lái)水。從材料方面入手來(lái)降低混凝土的入模溫度,從而達(dá)到降低混凝土水化熱的目的。
2、優(yōu)化混凝土配合比。
1所配制的混凝土拌合物,到澆筑工作面的坍落度不低于160mm。
2拌和水用量不大于175kg /m3。
3、澆筑與振搗:根據(jù)混凝土澆筑量,計(jì)算所需的攪拌機(jī)臺(tái)數(shù)及運(yùn)輸工具和振動(dòng)器的數(shù)量,并據(jù)此擬定澆筑施工方案和進(jìn)行勞動(dòng)力組織。大體積混凝土澆筑方案需根據(jù)整體性要求、結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、混凝土供應(yīng)等具體情況確定,一般有全面分層、分段分層和斜面分層等三種澆筑方案。
1厚1.0m 內(nèi)混凝土宜采用平推澆筑法,同一坡度,薄層循序推進(jìn)依次澆筑到頂,厚1.0m 以上宜分層澆筑,每一澆筑層采用平推澆筑法,厚度超過(guò)2.0m 時(shí),可考慮留置水平施工縫。
2設(shè)置后澆帶,當(dāng)大體積混凝土平面尺寸過(guò)大時(shí),在征得設(shè)計(jì)單位同意后,可設(shè)置后澆帶,即在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)留一條后澆的施工縫,以有效削減溫度收縮應(yīng)力;待所澆筑的混凝土經(jīng)一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)干縮后,再在預(yù)留的后澆帶中澆筑收縮補(bǔ)償混凝土,使分塊的混凝土連成一個(gè)整體。在正常施工條件下,后澆帶的間距一般為20~30m,帶寬1.0m 左右,混凝土澆筑30~40d 后用比原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高5~10N/㎜2 的混凝土填筑,并保持不少于15d 的潮濕養(yǎng)護(hù)。
4、混凝土養(yǎng)護(hù)措施。
1養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。大體積混凝土應(yīng)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù),在每次混凝土澆筑完畢后,除了按照普通混凝土進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)以外,還應(yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。
2在混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)
(1)保濕養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間不少于14d,并要經(jīng)常檢查塑料薄膜和養(yǎng)護(hù)劑涂層是否完整,以保證混凝土表面的濕潤(rùn)。
(2)應(yīng)分層逐步拆除保溫覆蓋層,若混凝土的表面溫度與環(huán)境最大溫差小于20℃時(shí),即可全部拆除保溫覆蓋層。
五、結(jié)論
大體積混凝土在施工前要召開(kāi)圖紙會(huì)審會(huì)議,并編制出施工過(guò)程中的綜合抗裂方案與關(guān)鍵部位施工作業(yè)指導(dǎo)性文件。大體積混凝土施工抗裂是一項(xiàng)綜合性又具有普遍性工作。實(shí)踐證明若僅有好的設(shè)計(jì),而得不得施工企業(yè)的大力配合,是不能解決問(wèn)題的;如若設(shè)計(jì)考慮不周,便會(huì)給施工帶來(lái)很大難度。所以,設(shè)計(jì)單位應(yīng)與施工單位進(jìn)行通力的配合,在結(jié)構(gòu)的防裂設(shè)計(jì)、原材料的選用、施工工藝的采用、溫度控制等諸多方面采取綜合技術(shù)措施方能有效地解決大體積混凝土裂縫這個(gè)問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
1、周福成.大體積混凝土控制裂縫的措施.魅力中國(guó),2010年第36期
2、魏鳴.水化熱對(duì)大體積混凝土裂縫的影響及控制.散裝水泥,2007年第3期