论冬季大体积混凝土施工中的裂缝控制措施.doc

1、1论冬季大体积混凝土施工中的裂缝控制措施摘要：在冬季施工时，由于大气温度较低，加大了大体积混凝土内外的温差，易产生大体积混凝土裂缝。因此，如何通过控制混凝土内外温差来预防混凝土裂缝的出现，成为在冬季开展大体积混凝土施工要解决的主要问题。本文分析了温度裂缝产生的原因，探讨了冬季大体积混凝土施工中的裂缝控制措施。 关键词：冬季大体积混凝土裂缝产生原因控制措施 中图分类号： TV543 文献标识码： A 文章编号： 随着经济迅速的发展, 大体积混凝土的应用越来越多, 我国普通混凝土配合比设计规范规定: 混凝土结构物中最小尺寸 1m 的部位所用的混凝土即为大体积混凝土。大体积混凝土裂缝类型在冬季混凝土

2、施工中, 温度裂缝更为普遍, 引起钢筋锈蚀, 有损外观, 且破坏整体性, 降低刚度。一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性。也是混凝土质量控制的一个关键。 一、温度裂缝产生的原因 混凝土中产生裂缝有多种原因。温度裂缝主要是由于水泥水化热引起的温度应力和温度变形。水泥在水化过程中, 产生一定的水化热, 而且大部分热量要放出, 混凝土又是热的不良导体, 大体积混凝土产生的大量水化热不易散发, 使混凝土内部温度升高。特别是冬季大气温度低, 昼夜温差大, 混凝土内外温度差别就更大, 内部混凝土热胀变形产生压2力,外部混凝土冷缩变形产生拉应力。当混凝土内部拉应力超过混凝土抗拉强度时, 便产生裂缝。温度应力与

3、温差成正比, 温差越大, 温度应力也越大。 混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的 1 /10 左右。在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度, 往往在混凝土内部引起相当大的拉应力, 有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力。在素混凝土内或钢筋混凝土结构中混凝土内出现的拉应力, 则须依靠混凝土自身承担, 若应力超过混凝土的抗拉强度, 则混凝土结构即出现裂缝。 二、冬季大体积混凝土施工中的裂缝控制措施 混凝土有裂缝是绝对的, 无裂缝是相对的。混凝土的裂缝一般都发生在早期, 所产生的裂缝主要是塑性收缩裂缝、沉降裂缝及收缩裂缝, 而在后期所产生的裂缝与结构设计及材料的应用有关。大部分混

4、凝土结构裂缝的原因是由于变形作用引起的, 而变形作用包括温度、湿度及不均匀沉降等。由于大体积混凝土自身所具有的一些特点, 从原材料选取、配合比设计到施工工艺等诸多因素都会对混凝土发生直接的影响, 所以控制混凝土的裂缝应综合从各个方面考虑, 把好可能对其发生影响的各道关口。 1、原材料情况 要严格控制混凝土原材料的质量和技术指标, 采取“精料方针”选用优质的原材料, 禁止不合格的原材料进入现场。 应使用含泥量尽可能低的集料。集料的含泥量对混凝土的抗拉强度3及收缩变形影响很大。使用含泥量高的集料, 集料表面与水泥石的机械粘接力降低, 而且会增加混凝土拌土的抗拉强度, 导致收缩裂缝发生。 高细度的水

5、泥必然带来较高的强度, 但是提高水泥的细度也必然会带来较大的收缩, 显著地增加收缩应力, 因此虽然水泥的细度应尽可能低一些。 掺和料的质量对混凝土裂缝有显著的影响。粉煤灰对混凝土的早期干缩影响很大, 使用细度较粗或含炭量高的粉煤灰大幅度增加混凝土的需水量, 从而加大混凝土的收缩导致开裂。由于缓凝泵送减水剂所具有的缓凝作用可延缓和推迟混凝土热峰值到来同时可对混凝土拉伸性能的提高, 因而对减少混凝土的开裂也具有积极作用。 2、泵送混凝土的控制 泵送混凝土一般都要求有较大的坍落度。对泵送混凝土来说由于坍落度大而导致的混凝土裂缝是其无法从自身克服的缺陷。流动性大的混凝土其相对沉缩变形几乎超过普通混凝土

6、干缩变形的 3060 倍, 是十分可观的。如果混凝土混合料过稀, 坍落度过大, 混凝土沉陷量会很高, 同时由于水灰比的增大, 导致混凝土收缩的增大, 使混凝土产生沉陷裂缝及收缩裂缝。 在现阶段浇注混凝土, 混凝土的损失较小, 但搅拌站机械作业人员为了片面追求机械运行的方便往往使混凝土的出机坍落度比设计增大很多, 以及施工现场的操作人员为了施工方便, 往运入浇注地点的混凝土中任意加水, 这些做法不仅使混凝土的性能劣化, 而且由于坍落度增大会使混凝土的塑性收缩增大, 在捣棒的作用下, 空气与水滞留在钢筋与4粗骨料下方, 浇注后的混凝土表面有很厚一层稀浆层, 其内部疏松, 水灰比高于下部混凝土, 并

7、可能引起钢筋上部的混凝土开裂。所以施工中应使混凝土的坍落度尽可能小, 一般只需要满足泵送需要则可, 并严禁浇注过程中往混凝土中任意加水及外加剂。 3、大体积混凝土的配合比设计 为有效控制和预防混凝土裂缝的发生, 应根据工程所处条件, 对砂率、水灰比、水泥用量及掺和料用量等进行优化设计, 选择最优方案。适当砂率的选择对控制混凝土的裂缝有积极作用。混凝土的干燥收缩随砂率的增大而增大, 对泵送混凝土来说, 过高的砂率不仅不能增加混凝土的泵送性能, 反而由于混凝土变得粘稠其内摩擦阻力的增大导致混凝土的扩展性能下降, 流动性也下降; 同时在结构表层也容易产生较厚的砂浆层, 这对混凝土的抗裂是不利的, 所

8、以用于大体积的预拌混凝土, 其砂率应根据泵送高度、泵程以及混凝土标号以及掺入粉煤灰可提高可泵性等因素的综合考虑, 选取砂率为 40%。而且由于砂率减小使粗骨料含量增大, 在相同条件下混凝土的弹性模量较高, 收缩量较小, 而且由于粗骨料对收缩的约束作用, 可减少开裂的可能。 水泥浆体失去水分时所引起的自身收缩及塑性收缩对混凝土的裂缝有影响。混凝土中水泥用量的增加、用水量的增大使水泥浆体积增大,会使混凝土的干缩增大, 从而引起混凝土干缩裂缝及塑性收缩裂缝。在进行配合比设计时应在满足强度要求的前提下, 应选择最佳的水泥用量, 将粉煤灰掺量增加可替代水泥的最大限度, UNF- 3A 高效缓凝泵送剂的减

9、水率在 16%18%, 通过试验可比基准混凝土减少 30kg/m3 用水量, 可5有效地减少混凝土的裂缝。 4、大体积混凝土施工过程的控制 在施工时应加强对混凝土振捣的控制。适当的振捣对密实混凝土,使混凝土形成紧密堆积有积极作用, 但如果对混凝土过振会导致混凝土的离析, 使其表面形成较厚的浮浆层, 导致塑性收缩裂缝, 所以对新浇注混凝土要振捣均匀, 不能漏振也不能过振。 混凝土浇注完毕以后, 应对混凝土进行二次压光。二次压光的时间应控制在泌水充分挥发之后( 能撑得住人的时候) 才开始进行, 不宜过早开始二次压光, 混凝土表面有泌水的时候, 绝对不能进行终饰抹面工序,这是一条基本定律, 过早的抹

10、面会在泌水停止以前封闭表面及薄层表面下积蓄的泌水和空气, 会引起混凝土脱皮和薄层脱落。我们的操作方法是在混凝土初凝前用砂板进行一次搓压, 在捣实初步整平以后, 等待泌水结束蒸发掉以后, 重新用抹刀用力加压抹平, 有效地防止了混凝土的早期收缩裂缝。 模板支撑不牢, 引起模板变形、移位, 也会引起混凝土的开裂。在绑扎钢筋和浇注混凝土时, 应按设计及规范要求控制混凝土保护层的厚度, 如果混凝土保护层过厚, 除在构件表面容易出现较大的收缩裂缝和温度裂缝外, 还会直接削弱构件的承载能力。 5、大体积混凝土的养护 不同的养护可使结构的抗裂能力成倍地变化, 不当的养护会造成强度损失, 充分的养护是保证混凝土不致裂缝的必要条件。 为了避免施工气温低而且昼夜温差大对浇筑混凝土内部温升和外界6气温温度梯度较大的影响, 施工人员应边浇注边进行混凝土的侧模保温, 并在混凝土终凝之后上面覆盖两- 三层草袋, 开始浇水养护, 并随时测定混凝土内部温升和混凝土表面温度, 进行有效的温控措施。 参考文献： 1 吴喜春,乔宝琦.大体积混凝土冬季施工技术J. 煤炭技术. 2007(09) 2 韦健.大体积混凝土冬季施工技术J. 企业科技与发展. 2010(20) 3 周伟强.冬季大体积混凝土施工技术J. 江西建材. 2010(01)