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摘要:大体积混凝土的表面很容易出现裂缝,严重影响到混凝土的质量。要想控制大体积混凝土的裂缝需要从材料的选择、技术措施等有关环节做好准备工作,才能保证大体积混凝土的顺利施工。这个问题的存在会影响到建筑物合理的设计使用寿命,因而综合的对大体积混凝土裂缝产生的原因进行分析、控制和研究补救措施是非常必要的。
关键词:大体积混凝土;裂缝 ;控制
Abstract: The surface of mass concrete is easy to crack, seriously affected the quality of concrete. Crack to control of mass concrete need to be prepared to work from the aspects of material selection, technical measures, to ensure the smooth construction of large volume concrete. This problem will affect the service life of the building of reasonable design, resulting in large volume concrete cracks comprehensive analysis, control and research of rescue measures are very necessary。
Keywords: Mass concrete ;Crack ;Control
中图分类号:TU37文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、概述
《GB 50496-2009 大体积混凝土施工规范》中指出,混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m 的大体积混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。与普通钢筋混凝土相比, 大体积混凝土具有结构厚, 体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。随着科学的进步与社会的发展,施工过程中大体积混凝土的使用越来越多,但在成型过程中,却及其容易产生纵横裂缝,无论是哪种原因产生的裂缝,都会影响到结构的耐久性,甚至结构的安全性,混凝土裂缝是比较常见的建筑质量通病。
在大体积混凝土浇筑的过程中采取相应措施来减少或者避免裂缝的出现是极为重要的,本文对大体积混凝土裂缝的形成原因进行了分析,并提出了相应的控制措施。
二、大体积混凝土裂缝产生的原因
混凝土产生裂缝原因有很多,其主要原因有如下两点:①温度变化,②湿度变化。
(一)、温度变化产生影响
溫差裂缝产生的主要原因是在混凝土硬化过程中,水泥释放大量水化热,内部温度不断的上升,在混凝土表面形成拉应力;在后期的降温过程中,由于受到基础的约束,又会在混凝土内部出现拉应力;同时外界气温的降低也会在混凝土表面引起强大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂承受能力时,就会产生裂缝。温差的产生主要有三种情况:①在混凝土浇筑的初期,这个过程中产生大量的水化热,形成内外温差导致混凝土开裂,这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第三天(即升温阶段);②在拆模前后,在这个施工阶段混凝土表面的温度下降的非常快,从而产生裂缝;③在混凝土内部温度达到高峰值以后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会使混凝土产生裂缝,但最严重的要属于水化热引起的内外温差。水泥在水化过程中释放出大量的热量,并且主要集中在浇筑后的七天左右,一般每克水泥可以放出500J左右的热量,如果以水泥用量350Kg/m3~550 Kg/m3来计算,每m3混凝土将释放出17500KJ~27500KJ的热量,从而使混凝土内部升高,可达70℃左右,甚至更高。对于大体积混凝土来讲,这种现象更为严重。主要是由于混凝土内部和表面的散热条件不同,因此在混凝土中心形成很高的温度,这样就会形成温度梯度,在混凝土内部形成压应力,表面形成拉应力,当拉应力超出混凝土的极限抗拉强度时混凝土的表面就会产生裂缝。经验表明,在无风天气,当混凝土表面温度与环境温度之差大于25℃时,就会出现明显的可见的温差收缩裂缝。
(二)、施工环境气温湿度变化的影响
大体积混凝土结构在施工过程中,施工环境气温的变化对大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热和结构的散热温度等温度组成的。浇筑温度与环境气温有着直接关系,环境气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果环境温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度下降的过快,就会造成很大的温度应力,非常容易使混凝土产生裂缝。环境湿度对混凝土是否产生裂缝也有很大的影响,环境湿度的降低会加速混凝土的收缩,也会导致混凝土裂缝的产生。
三、大体积混凝土的裂缝的预防及控制措施
大体积混凝土的裂缝破坏了结构的整体性、耐久性、防水性,必须加以控制,主要的措施有如下几点:
(一)、控制混凝土的入模温度
入模温度的高低,与出机的温度密切相关,还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。
如果是在冬季进行施工,因为要防止早期混凝土被冻问题,所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。在浇筑混凝土以前应对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽预热,对原材料应视气温高低进行加热。
(二)、严格控制混凝土的浇筑速度
一次浇注的混凝土不可过高、过厚,以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实,严格控制振捣时间,移动距离和插入深度,防止出现漏振及过振现象。
(三)、混凝土温度的控制、监测与养生
1、温度的控制与监测
为了降低大体积混凝土的水化热,在混凝土的内部通入冷却循环水,采用循环法保温养护,从而加快混凝土内部热量的散发。
为了能够及时准确的掌握混凝土不同部位的实际温度,在混凝土中预埋测温管,用水银温度计分别测出砼的下部、中部及其上部的实际温度。上下层温差控制在15~20℃之内。根据各测点的温度,及时绘制出混凝土内部温度变化曲线,对照混凝土理论计算值,分析存在的问题,采取相应的技术措施。
2、混凝土养护
混凝土养护是大体积混凝土施工过程中关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土的内外温差,促进混凝土强度的正常增长及防止裂缝的产生。
从混凝土浇筑完成到终凝这段时间的养护是十分重要的。混凝土浇筑完毕后,在其表面及时覆盖及洒水养护以保持其表面湿润,要求覆盖严密,并经常检查保湿效果,防止干缩裂缝的发生,确保混凝土强度的稳定增长。一般在浇注完毕后12~18小时内立即开始养护,连续养护时间不少于28天;其主要作用有防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度的骤变;保持内外温差的稳定。
四、结束语
在大体积混凝土施工时, 采用温控施工技术、浇筑过程控制、保温养护及施工过程中混凝土浇筑内部温度和温度应力的监测等环节,采取了一系列的技术措施,并在施工过程中多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是可以控制和避免的。从而避免出现混凝土温度裂缝, 以保证混凝土结构的工程质量。
参考文献
[1]田桂茹 等主编.混凝土外加剂应用技术规范.北京:中国建筑工业出版社.2003
[2]王寿华等主编.建筑施工手册(第四版).北京:中国建筑工业出版社.2003
[3]王辉浅谈建筑中大体积混凝土防裂缝控制措施[J];山西建筑;2010年05期
关键词:大体积混凝土;裂缝 ;控制
Abstract: The surface of mass concrete is easy to crack, seriously affected the quality of concrete. Crack to control of mass concrete need to be prepared to work from the aspects of material selection, technical measures, to ensure the smooth construction of large volume concrete. This problem will affect the service life of the building of reasonable design, resulting in large volume concrete cracks comprehensive analysis, control and research of rescue measures are very necessary。
Keywords: Mass concrete ;Crack ;Control
中图分类号:TU37文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、概述
《GB 50496-2009 大体积混凝土施工规范》中指出,混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m 的大体积混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。与普通钢筋混凝土相比, 大体积混凝土具有结构厚, 体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。随着科学的进步与社会的发展,施工过程中大体积混凝土的使用越来越多,但在成型过程中,却及其容易产生纵横裂缝,无论是哪种原因产生的裂缝,都会影响到结构的耐久性,甚至结构的安全性,混凝土裂缝是比较常见的建筑质量通病。
在大体积混凝土浇筑的过程中采取相应措施来减少或者避免裂缝的出现是极为重要的,本文对大体积混凝土裂缝的形成原因进行了分析,并提出了相应的控制措施。
二、大体积混凝土裂缝产生的原因
混凝土产生裂缝原因有很多,其主要原因有如下两点:①温度变化,②湿度变化。
(一)、温度变化产生影响
溫差裂缝产生的主要原因是在混凝土硬化过程中,水泥释放大量水化热,内部温度不断的上升,在混凝土表面形成拉应力;在后期的降温过程中,由于受到基础的约束,又会在混凝土内部出现拉应力;同时外界气温的降低也会在混凝土表面引起强大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂承受能力时,就会产生裂缝。温差的产生主要有三种情况:①在混凝土浇筑的初期,这个过程中产生大量的水化热,形成内外温差导致混凝土开裂,这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第三天(即升温阶段);②在拆模前后,在这个施工阶段混凝土表面的温度下降的非常快,从而产生裂缝;③在混凝土内部温度达到高峰值以后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度,它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会使混凝土产生裂缝,但最严重的要属于水化热引起的内外温差。水泥在水化过程中释放出大量的热量,并且主要集中在浇筑后的七天左右,一般每克水泥可以放出500J左右的热量,如果以水泥用量350Kg/m3~550 Kg/m3来计算,每m3混凝土将释放出17500KJ~27500KJ的热量,从而使混凝土内部升高,可达70℃左右,甚至更高。对于大体积混凝土来讲,这种现象更为严重。主要是由于混凝土内部和表面的散热条件不同,因此在混凝土中心形成很高的温度,这样就会形成温度梯度,在混凝土内部形成压应力,表面形成拉应力,当拉应力超出混凝土的极限抗拉强度时混凝土的表面就会产生裂缝。经验表明,在无风天气,当混凝土表面温度与环境温度之差大于25℃时,就会出现明显的可见的温差收缩裂缝。
(二)、施工环境气温湿度变化的影响
大体积混凝土结构在施工过程中,施工环境气温的变化对大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热和结构的散热温度等温度组成的。浇筑温度与环境气温有着直接关系,环境气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果环境温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度下降的过快,就会造成很大的温度应力,非常容易使混凝土产生裂缝。环境湿度对混凝土是否产生裂缝也有很大的影响,环境湿度的降低会加速混凝土的收缩,也会导致混凝土裂缝的产生。
三、大体积混凝土的裂缝的预防及控制措施
大体积混凝土的裂缝破坏了结构的整体性、耐久性、防水性,必须加以控制,主要的措施有如下几点:
(一)、控制混凝土的入模温度
入模温度的高低,与出机的温度密切相关,还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。
如果是在冬季进行施工,因为要防止早期混凝土被冻问题,所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。在浇筑混凝土以前应对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽预热,对原材料应视气温高低进行加热。
(二)、严格控制混凝土的浇筑速度
一次浇注的混凝土不可过高、过厚,以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实,严格控制振捣时间,移动距离和插入深度,防止出现漏振及过振现象。
(三)、混凝土温度的控制、监测与养生
1、温度的控制与监测
为了降低大体积混凝土的水化热,在混凝土的内部通入冷却循环水,采用循环法保温养护,从而加快混凝土内部热量的散发。
为了能够及时准确的掌握混凝土不同部位的实际温度,在混凝土中预埋测温管,用水银温度计分别测出砼的下部、中部及其上部的实际温度。上下层温差控制在15~20℃之内。根据各测点的温度,及时绘制出混凝土内部温度变化曲线,对照混凝土理论计算值,分析存在的问题,采取相应的技术措施。
2、混凝土养护
混凝土养护是大体积混凝土施工过程中关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度,以便控制混凝土的内外温差,促进混凝土强度的正常增长及防止裂缝的产生。
从混凝土浇筑完成到终凝这段时间的养护是十分重要的。混凝土浇筑完毕后,在其表面及时覆盖及洒水养护以保持其表面湿润,要求覆盖严密,并经常检查保湿效果,防止干缩裂缝的发生,确保混凝土强度的稳定增长。一般在浇注完毕后12~18小时内立即开始养护,连续养护时间不少于28天;其主要作用有防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度的骤变;保持内外温差的稳定。
四、结束语
在大体积混凝土施工时, 采用温控施工技术、浇筑过程控制、保温养护及施工过程中混凝土浇筑内部温度和温度应力的监测等环节,采取了一系列的技术措施,并在施工过程中多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是可以控制和避免的。从而避免出现混凝土温度裂缝, 以保证混凝土结构的工程质量。
参考文献
[1]田桂茹 等主编.混凝土外加剂应用技术规范.北京:中国建筑工业出版社.2003
[2]王寿华等主编.建筑施工手册(第四版).北京:中国建筑工业出版社.2003
[3]王辉浅谈建筑中大体积混凝土防裂缝控制措施[J];山西建筑;2010年05期