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【摘 要】:混凝土在现代工程建设中占有重要地位。目前,混凝土的裂缝较为普遍,尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。在建筑施工中裂缝出现的部位不同,产生裂缝的原因比较复杂 ,经与各施工单位的广大工程技术人员和专家们探索研究,制定不同的方案措施,本文针对裂缝方面的防治进行分析。
混凝土 裂缝 防治措施
1 提高预拌混凝土质量,减少混凝土自身收缩
1.1抓好混凝土原材料质量和混凝土配合比设计
粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距和混凝土泵送管径要求,粒径增大,可以减少用水量、水泥用量,从而尅较少混凝土自身收缩。粗骨料粒必须是连续级配,控制针片状含量不超标,不仅能提高混凝土可原性,还可以减少砂率及细粉料含量,达到较少混凝土自身收缩的目的。细骨料级配合理,采用中砂比用细砂可降低用水量,从而降低混凝土的收缩值。粗细骨料含泥两必须控制在标准以内,含泥量增大,不仅增加混凝土收缩,还会降低混凝土抗拉强度,对混凝土抗裂十分有害。
水泥使用的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥应符合国家标准。水泥越细,标号越高,其活性与强度随之增高,带来的副作用是混凝土自身收缩越大。混凝土中掺入细的粉煤灰、矿渣粉、沸石粉、硅粉等掺合料,可以改善混凝土的工作性,提高可泵行,降低水化热,增加密实度,提高混凝土强度和耐久性,减少混凝土收缩。
1.2 泵送预拌混凝土配合比设计应符合国家标准
除满足用户提出的强度、耐久性要求外,还要考虑运距、泵送距离、具体施工条件等因素。科学设计配合比,确定适宜的坍落度,适当的砂率、水灰比、水泥用量,选用适合掺合料。总之,在保证强度的前提下,不宜过多增加水泥用量;在保证泵送和浇筑的前提下,坍落度不宜多大。
2 配置微膨胀混凝土消除混凝土裂缝
首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。
现浇钢筋混凝土结构施工中,采用大流态预拌泵送混凝土,为防止混凝土干缩和温差收缩产生裂缝,在混凝土拌合物中掺入一定量的UEA膨胀剂,拌合后生成膨胀性结晶水化物,使混凝土产生适度膨胀,补偿混凝土收缩,提高混凝土抗裂防渗能力 ,通常称为微膨胀混凝土。我们在施工时,都采用掺UEA膨胀剂的办法来消除混凝土收缩产生的裂缝。要求混凝土在浇筑后,立即在混凝土表面覆盖塑料薄膜,保持混凝土处于潮湿状态下养护14d。使膨胀剂充分发挥膨胀作用。这种方法在大体积混凝土中已经广泛采用,效果十分显著。
3 大体积混凝土裂缝的预防措施
为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
3.1 控制混凝土温度措施
采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;
3.2 合理的安排施工工序
改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2,因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。
3.3 其他措施办法
水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%;水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充;减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形;提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能;混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能;掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩;
3.4 混凝土的养护
混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应当高度重视。
4 结束语
总之,混凝土的施工温度与裂缝的产生关系密切。混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量,在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施,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,使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。
混凝土 裂缝 防治措施
1 提高预拌混凝土质量,减少混凝土自身收缩
1.1抓好混凝土原材料质量和混凝土配合比设计
粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距和混凝土泵送管径要求,粒径增大,可以减少用水量、水泥用量,从而尅较少混凝土自身收缩。粗骨料粒必须是连续级配,控制针片状含量不超标,不仅能提高混凝土可原性,还可以减少砂率及细粉料含量,达到较少混凝土自身收缩的目的。细骨料级配合理,采用中砂比用细砂可降低用水量,从而降低混凝土的收缩值。粗细骨料含泥两必须控制在标准以内,含泥量增大,不仅增加混凝土收缩,还会降低混凝土抗拉强度,对混凝土抗裂十分有害。
水泥使用的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥应符合国家标准。水泥越细,标号越高,其活性与强度随之增高,带来的副作用是混凝土自身收缩越大。混凝土中掺入细的粉煤灰、矿渣粉、沸石粉、硅粉等掺合料,可以改善混凝土的工作性,提高可泵行,降低水化热,增加密实度,提高混凝土强度和耐久性,减少混凝土收缩。
1.2 泵送预拌混凝土配合比设计应符合国家标准
除满足用户提出的强度、耐久性要求外,还要考虑运距、泵送距离、具体施工条件等因素。科学设计配合比,确定适宜的坍落度,适当的砂率、水灰比、水泥用量,选用适合掺合料。总之,在保证强度的前提下,不宜过多增加水泥用量;在保证泵送和浇筑的前提下,坍落度不宜多大。
2 配置微膨胀混凝土消除混凝土裂缝
首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。
现浇钢筋混凝土结构施工中,采用大流态预拌泵送混凝土,为防止混凝土干缩和温差收缩产生裂缝,在混凝土拌合物中掺入一定量的UEA膨胀剂,拌合后生成膨胀性结晶水化物,使混凝土产生适度膨胀,补偿混凝土收缩,提高混凝土抗裂防渗能力 ,通常称为微膨胀混凝土。我们在施工时,都采用掺UEA膨胀剂的办法来消除混凝土收缩产生的裂缝。要求混凝土在浇筑后,立即在混凝土表面覆盖塑料薄膜,保持混凝土处于潮湿状态下养护14d。使膨胀剂充分发挥膨胀作用。这种方法在大体积混凝土中已经广泛采用,效果十分显著。
3 大体积混凝土裂缝的预防措施
为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
3.1 控制混凝土温度措施
采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;
3.2 合理的安排施工工序
改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2,因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。
3.3 其他措施办法
水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%;水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充;减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形;提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能;混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能;掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩;
3.4 混凝土的养护
混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应当高度重视。
4 结束语
总之,混凝土的施工温度与裂缝的产生关系密切。混凝土裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量,在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施,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,使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。