关键词:大体积混凝土 裂缝 措施 外加剂 施工工艺
0 引言
随着经济的迅速发展,基础设施建设中大体积砼越来越多,工程实践证明,大体积砼施工难度比较大,砼产生裂缝的机率较多,稍有差错,将会造成无法估量的损失。为了降低经济损失,我们要减少和控制裂缝的的出现。
1 混凝土裂缝
对有些结构按其所处条件的不同,允许存在一定宽度的裂缝。但施工中仍尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,或尽量减少裂缝的数量和宽度,特别是避免有害裂缝的出现,以确保工程质量。
裂缝按产生的原因有:由外荷载引起的裂缝;由变形引起的裂缝;由施工操作引起的裂缝。
按裂缝的方向、形状有:水平裂缝,垂直裂缝,横向裂缝,纵向裂缝,斜向裂缝以及放射状裂缝等。按裂缝深度有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。
2 保证大体积混凝土质量的措施
2.1 选择水泥和严格控制用量 选用低热水泥,减少水化热,降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度,降低水泥量,并延缓峰值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下,将425R水泥用量控制在450kg/m3,525R水泥用量控制在360kg/m3。以降低砼最高温升,降低砼所受的拉应力。
2.2 严格控制骨料级配和合泥量 选用10.40mm连续级配碎石,细度模数2.80-3.00的中砂。砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,杜绝使用海砂。
2.3 选择合适外加剂 混凝土中掺加一定用量外加剂,如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性,使用水量减少20%左右,水灰比可控制在0.55以下。为了满足混凝土的和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土掺入适量的缓凝型减水剂。混凝土初凝时间控制在5h,终凝时间在12h为宜。
2.4 优化配合比 选用良好级配的骨料,严格控制砂石质量,降低水灰比,并在砼中掺加粉煤灰和外加剂等,以降低水泥用量,减少水化热,以降低砼温升,从而可以降低砼所受的拉应力。混凝土配合比,应根据使用的原材料通过试配确定。一般要求水泥用量不宜过小,含渗合料应≥320kg/m3,水灰比≤0.5,砂率应控制在35%~45%。坍落度应控制在100~140mm。严禁现场随意加水增大坍落度。
2.5 采用可行的施工工艺 根据泵送大体积混凝土的特点,采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能较好地适应泵送工艺,避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长,从而提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理,保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况,在每个浇筑带的前后布置两道振动器,第一道布置在混凝土出料口,主要解决上部混凝土的振实;由于底层钢筋间距较密,第二道布置在混凝土坡脚处,以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进,振动器也相应跟上,以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚,故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍,打磨压实,以闭合混凝土的收水裂缝。
2.6 适当加预埋件 在砼易裂缝部位埋设应力应变传感片,直接测试拉应力,以便更直接控制砼,确保砼不裂缝。在基础面筋上加设铁丝网或小直径钢筋网,以提高砼表面抗裂性。在工期允许的情况下,这种施工方法可降低内部最高温升、减少人力、材料及机械设备的投入。
2.7 改进施工技术 施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体,易产生大的温度梯度,这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压,以消除初期裂缝,并加强早期养护,提高砼抗拉强度。
2.8 对砼浇筑后的养护 砼浇筑后,应尽快回填土--土是砼最好的养护材料之一。目前这是砼保温保湿养护的最有效方法,对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护,在混凝土施工期间可通入冷却循环水,以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施,可有效降低混凝土的温升值,且可大大缩短养护周期,对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。
2.9 加强技术管理 加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工,明确分工,责任到人。加强计量监测工作,定时检查并做好详细记录,认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝,并采取措施加以杜绝。在变截面施工前,一定要加强预测,并保证预测的科学性。同时在实施过程中,要切实落实施工方案。
3 小结
从裂缝的形成过程可以看到,砼特别是大体积砼之所以开裂,主要是砼所承受的拉应力和砼本身的抗拉强度之间的矛盾发展的结果。对于基础大体积混凝土而言,一般不会很快增加结构荷载,因此充分利用混凝土的中后期强度,选用低水化热水泥,粗细骨料良好级配,加入粉煤灰代替一部分水泥,掺入缓凝减水剂和微膨胀剂,采用内部冷却循环水和保温保温养护法,使混凝土在整个水化过程同步中中内外温差控制在25℃以内,采用可行的施工工艺,严格施工管理就可能保证工程质量。
因而为了控制大体积砼裂缝,就必须尽最大可能提高砼本身抗拉强度性能和降低抗应力这两方面综合考虑。抗拉强度主要决定于砼的强度等级及组成材料,要保证抗拉强度关键在于原材料的优选和配合比的优化,由于砼选用地材,从经济角度来考虑,原材料优化的空间相对较小,所以降低拉应力是控制砼裂缝的有效途径,而降低拉应力主要通过减少温度应力和沉缩应力来控制温度裂缝和沉缩裂缝。
参考文献:
朱伯芳.大体积混凝土温度应力于温度控制.中国电力出版社.
许尔新.浅谈混凝土施工中的温度裂缝.中国建设信息.2007.12.
许文震.大体积混凝土裂缝的实践与控制.引进与咨询.2006.6.
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