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泵送大体积混凝土施工中裂缝控制措施

时间:2014-01-20 10:08 来源:www.cipoc.cn 作者:admin 阅读:
  近年来,随着国民经济的快速发展,工程建设规模逐年扩大,经常涉及到高层建筑基础、大型设备基础等大体积混凝土的施工,而泵送混凝土具有输送量大、速度快、效率高、节省人力和物力、能连续作业的特点,很适合大体积混凝土施工。泵送混凝土与普通混凝土相比,流动性要求较高,水泥用量较多、水灰比较高、含砂率较大,在大体积混凝土施工中容易产生混凝土裂缝,已经成为常见的质量通病,影响到结构的整体性、耐久性、防水性。
混凝土裂缝
 
长期裸露在外的混凝土已开裂

  1、裂缝的原因

  混凝土裂缝的种类主要有:干燥收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、振捣裂缝等。

  一是干燥收缩裂缝。大体积混凝土在硬化过程中,内部的一部分水分会蒸发出去,造成混凝土出现明显的体积收缩,在内部产生收缩应力,当收缩应力超过混凝土极限抗拉强度时,会形成收缩裂缝。造成这种裂缝的因素有混凝土中的水泥、骨料、水灰比、掺合料、外加剂、构件尺寸、环境条件等。
混凝土裂缝
混凝土建筑经过长期的雨淋已开裂,严重的影响建筑的外表美观以及建筑的使用寿命

  二是温度裂缝。大体积混凝土表面和内部温差较大时会产生温度应力,当温度应力超过混凝土能够承受的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。温差主要有以下三种:在混凝土浇筑初期,混凝土产生大量水化热,聚集在混凝土内部不容易散发出去,而混凝土表面温度是室外环境温度,形成内外温差;在拆模前后,混凝土表面温度快速下降,形成内外温差;在混凝土内部温度上升到最高后逐渐下降到使用温度或者最低温度,这期间温度的变化形成内部温差。

  三是沉降裂缝。大体积混凝土浇注后,在硬化过程中,粗骨料在振动和重力的作用下逐渐下沉,混凝土中一部分水上升到混凝土的表面形成外部泌水,另一部分水聚集在钢筋和骨料下面形成水囊,将骨料和水泥砂浆分开,形成内部泌水。水分逐渐蒸发后,混凝土内部的泌水通路就形成毛细孔道,造成沉降裂缝。
混凝土裂缝
这样的裂缝在我们的生活中随处可见

 
  四是振捣裂缝。大体积混凝土浇注过程中,如果振捣不足,混凝土内部不够密实,造成强度不够,会造成混凝土裂缝;如果振捣过于频繁,会形成混凝土表面的细骨料多而粗骨料少,这样表面的收缩变形增大,会造成混凝土表面裂缝。

  2、裂缝控制措施

  2.1、干燥收缩裂缝控制措施

  一是合理选择水泥品种。对不同品种的水泥,按照干燥收缩由大到小顺序进行排列,依次是矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥,选择中低热水泥和粉煤灰水泥可以减少干燥收缩裂缝的出现。

  二是降低用水量。在同一水泥用量条件下,混凝土干燥收缩与用水量成正比关系;在水泥用量较高的条件下,混凝土干燥收缩随着用水量增加而急剧增大。在混凝土配比设计时,尽量降低用水量,减少混凝土干燥收缩。

  三是选用合理的骨料。混凝土干燥收缩受到水泥石干燥收缩的影响。在混凝土配比相同的情况下,不同品种的骨料会影响到混凝土干燥收缩,粗骨料对混凝土干燥收缩起到约束的作用。因此,对于粗骨料,尽量选择粒径较大、级配良好的石子,对于细骨料,尽量选择中砂或者粗砂,这样可以减少用水量和水泥用量,进而减少干燥收缩裂缝的出现。

  四是掺入外加料。在泵送混凝土中掺入减缩剂,能够降低毛细管的张力,降低混凝土的收缩程度。掺入膨胀剂,使混凝土适度膨胀,可以补偿混凝土在早期失水而产生的收缩,减少混凝土收缩裂缝的出现。

  五是改善施工方法。实施二次振捣法,在浇筑的混凝土初凝之前,实行第二次振捣,结合分层浇筑的速度和振捣线路,合理安排操作时间,增强混凝土的密实度,避免形成施工冷缝,提高混凝土的抗裂能力;实施二次投料法,改善了混凝土的搅拌工艺,提高了骨料和水泥砂浆之间的粘结性能,增加了混凝土的强度;实施二次抹压法,混凝土初凝之前和混凝土预沉之后,实施二次抹面压实,能够消除混凝土表面的收缩裂缝。

  六是注重混凝土养护。混凝土浇筑之后,表面受到风吹日晒会加快干燥过程,会增加收缩程度,同时受到混凝土内部的约束作用,混凝土表面产生拉应力而形成裂缝。如果对混凝土进行早期保温和保湿的养护,可以有效减少混凝土裂缝的出现。

  2.2、温度裂缝控制措施

  大体积混凝土裂缝主要是由于温差引起的,温度裂缝是其主要的裂缝形式。因此,防止出现温度裂缝的最根本措施就是控制混凝土内外温差。具体措施有:

  一是选择水泥。采用中热或者低热的水泥品种,充分利用混凝土的后期强度而减少水泥用量,可以控制水泥的水化热,减少混凝土的内外温差,能够有效减少温度裂缝的出现。

  二是掺入外加料。常用的有减水剂、膨胀剂、掺合料。使用缓凝型高效减水剂,可以延缓混凝土拌合物的凝结时间,抑制塌落度损失过快;最常用的膨胀剂是硫铝酸盐系列,可以补偿混凝土的体积收缩,增加密实性;掺合料可以代替部分水泥,改善拌合物的性能。

  三是选择粗、细集料。选用以自然连续级配的粗料配置,具有较好的和易性、较高的抗压强度,节约用水量、水泥量。细料可以选用中、粗砂,尽可能选用较小的砂率。

  2.3、设计方面控制措施

  一是完善后浇带。对于较大尺寸的大体积混凝土施工,可以分块浇注,中间预留后浇带,到施工后期使用膨胀混凝土进行浇注,把分块浇注的混凝土形成一个整体,减少混凝土内部的约束应力。对于地上地下均为现浇结构时,后浇带也应该贯穿地上地下,不能被梁、板、墙所隔断。后浇带间距可以设置为20~30m,宽度可以设置为700~1000mm.

  二是合理配置钢筋。当混凝土墙板厚度超过400mm时,可以增加构造钢筋,采用小直径、小间距的配置,起到温度配筋的作用。

  三是避免应力集中。结构孔洞周围、变断面处、底板与腹板的转角处、顶板与腹板的转角处,由于温度变化加上混凝土的收缩作用,这些部位会产生应力集中,容易造成裂缝。在孔洞周围可以增加斜向钢筋或钢筋网,在变截面处可以让断面逐渐过渡,同时增加钢筋。这些措施可以改善应力集中,减少裂缝的出现。

  2.4、施工方面控制措施

  一是控制混凝土出机温度。对混凝土出机温度影响最大的是石子温度,然后是砂和水泥的温度。拌合前用冷水冲洗粗集料,在储物仓进行冷风遇冷,冰屑拌合,可以有效降低出机温度。

  二是浇注方案。一般采用分层浇注法和分段跳仓浇注法,分层浇注法又包括全面分层法、分段分层法、斜面分层法,浇注时混凝土的摊铺厚度不宜超过600mm.

  三是浇筑温度,这是决定浇注质量的重要因素。春季和秋季比较适合施工,在夏季浇注,可以通过对搅拌运输车罐体遮阳和浇水、泵送管道铺草包喷水等措施,降低混凝土的温度。

  四是混凝土养护。混凝土浇筑后,需要进行测温,根据混凝土内部温度变化进行养护,常用保温法和保湿法,及时覆盖保温材料和浇水保湿,可以避免温度梯度造成的表面裂缝。

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