【摘 要】 裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
【關(guān)鍵詞】 大體積;混凝土;裂縫;措施
【中圖分類號(hào)】 TU528.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1727-5123(2012)02-058-01
大體積混凝土一般為一次澆筑量大于1000m3或混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體最小尺寸等于或大于2m,且混凝土澆筑需研究溫度控制措施的混凝土。與普通鋼筋混凝土相比,具有結(jié)構(gòu)厚,體形大、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高的特點(diǎn)。大體積混凝土施工時(shí),由于水泥水化過程中釋放大量的水化熱,使混凝土結(jié)構(gòu)的溫度梯度過大,從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。因此,計(jì)算并控制混凝土硬化過程中的溫度,進(jìn)而采取相應(yīng)的技術(shù)措施,是保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要措施。
隨著科技進(jìn)步,高層建筑和大跨徑的橋梁得到迅速發(fā)展,大體積混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益普遍。在施工過程中,如果不采取正確的施工方法和有效的控制措施,混凝土的內(nèi)外溫差一般都會(huì)大于25℃,很容易造成混凝土大面積裂縫,這些裂縫會(huì)給有害物質(zhì)提供方便的侵入點(diǎn),使裂縫不斷擴(kuò)大,影響結(jié)構(gòu)的使用,甚至造成結(jié)構(gòu)的破壞。因此,除滿足一般混凝土的要求外,大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制尤為重要。
1 產(chǎn)生裂縫的原因
連云港海濱療養(yǎng)院原址重建工程療養(yǎng)樓地下室底板混凝土量為2463m3,屬于大體積混凝土施工,施工時(shí)值夏季,控制好大體積混凝土裂縫難度更大,大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有很多,但其中主要大概包含三個(gè)方面:
1.1 收縮裂縫;炷恋氖湛s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。選用的水泥品種不同,其干縮、收縮的量也不同。
1.2 溫差裂縫。混凝土內(nèi)外部溫差過大會(huì)產(chǎn)生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。
1.3 材料裂縫。材料裂縫表現(xiàn)為龜裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量過多而引起的。
2 避免產(chǎn)生裂縫的方法
2.1 選用水化熱低的水泥品種水。泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長的水泥,優(yōu)先采用硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸盆水泥、粉煤灰硅酸盆水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。但是,水化熱低的礦渣水泥的析水性比其他水泥大,在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象不僅影響施工速度,同時(shí)影響施工質(zhì)量。
2.2 優(yōu)化混凝上配合比,摻加外加料和外加劑,減少水泥用量外加劑的種類繁多,但一般常用的有兩種:木鈣減水劑和活性粉料-粉煤灰。摻木質(zhì)素磺酸鈣(簡稱木鈣)減水劑(水泥用量的0.25%),可延遲水化熱釋放速度,熱峰也有所降低,可以緩凝,在大體積混凝土中可以避免冷接縫,提高工作性及流動(dòng)性,對(duì)收縮及抗拉強(qiáng)度幾乎沒有影響。摻粉煤灰能改善混凝土的粘塑性,還可降低水化熱約15%(摻水泥用量的15%)。
2.3 大體積混凝土的骨料控制粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配,細(xì)骨料宜采用中砂。粗骨料應(yīng)選取粒徑大、強(qiáng)度高、級(jí)配好的骨料,以獲得較小的空隙率及表面積,從而減少水泥的用量,降低水化熱,減少干縮,減小混凝土裂縫的開展。
2.4 改善約束條件,削減溫度應(yīng)力。在大體積混凝土基礎(chǔ)與墊層之間可設(shè)置滑動(dòng)層,如技術(shù)條件許可,施工時(shí)宜采用刷熱瀝青作為滑動(dòng)層,以消除嵌固作用,釋放約束應(yīng)力。
2.5 提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。包括:控制集料含泥量。砂、石含泥量過大,不僅增加混凝土的收縮,而且降低混凝土的抗拉強(qiáng)度,對(duì)混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制時(shí)必須嚴(yán)格控制砂、石的含泥量,將石子含泥量控制在1%以下,中砂含泥量控制在2%以下,減少因砂、石含泥量過大對(duì)混凝土抗裂的不利影響;改善混凝土施工工藝?刹捎枚瓮读戏、二次振搗法、澆筑后及時(shí)排除表面積水和最上層泥漿等方法;加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù),提高混凝土早期及相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量;在大體積混凝土基礎(chǔ)表面及內(nèi)部設(shè)置必要的溫度配筋,以改善應(yīng)力分布,防止裂縫的出現(xiàn)。
2.6 加強(qiáng)施工過程控制。
2.6.1 嚴(yán)格控制混凝上的入模溫度在30℃以下。
2.6.2 埋設(shè)冷卻管,在第一批開始混凝土初凝時(shí)由專人負(fù)責(zé)往冷卻管內(nèi)注入涼水降溫,通過冷卻排水,帶走混凝土體內(nèi)的熱量。
2.6.3 澆筑混凝土?xí)r,采用薄層澆筑,控制混凝土在澆筑過程中均勻上升,避免混凝土拌和物堆積過大高差,混凝土的分層厚度控制在20~30cm。
2.6.4 如結(jié)構(gòu)物厚度較厚,一次澆筑混凝土方量較大時(shí),采用分層澆筑,通過增加表面系數(shù),利于混凝土內(nèi)部散熱,分層厚度1.5m左右,層間間隔時(shí)間5~14d之間。
2.6.5 加強(qiáng)振搗,以期獲得密實(shí)的混凝土,提高密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,澆筑后,及時(shí)排除表面積水,進(jìn)行一次抹面,防止早期收縮裂縫的出現(xiàn)。
2.6.6 混凝土澆筑后,搭設(shè)遮陽布棚,避免陽光曝曬承臺(tái)表面。
2.6.7 混凝土澆筑后,混凝土表面用上工布覆蓋保溫,并灑水養(yǎng)生,使硅緩慢降溫、緩慢干燥,減少混凝土內(nèi)外溫差。
3 結(jié)束語
實(shí)踐證明,通過采取以上措施,調(diào)整混凝土的凝結(jié)時(shí)間,延緩和降低水化熱峰值,抑制了溫度快速提升可以有效地減少裂縫的產(chǎn)生。雖然學(xué)術(shù)界對(duì)于混凝土的裂縫成因和計(jì)算方法有不同的理論,但對(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一,同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,同時(shí)應(yīng)做好充分的施工準(zhǔn)備、加強(qiáng)現(xiàn)場協(xié)調(diào)與組織管理,混凝土的裂縫是可以避免的。