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[摘 要] 目前,泵送混凝土技术已得到普及和应用。它不仅能改善混凝土的施工性能,对薄壁密筋结构少振捣或免振捣施工,具有提高抗渗性、改善耐久性等特点。同时,泵送混凝土骨料级配的限制,胶凝材料的大量使用,产生大量的水化热,造成温度裂缝普遍存在。在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,应当给予足够的重视。本文通过工程施工中出现的温度裂缝。介绍温度裂缝产生的机理及有效控制裂缝出现和发展的施工措施。
[关键词] 泵送混凝土温度裂缝防治措施补救措施
目前,泵送混凝土技术已得到普及和应用。它不仅能改善混凝土的施工性能,对薄壁密筋结构少振捣或免振捣施工,具有提高抗渗性、改善耐久性等特点。同时,泵送混凝土骨料级配的限制,胶凝材料的大量使用,产生大量的水化热,造成温度裂缝普遍存在。在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,应当给予足够的重视。
一、温度裂缝产生的原因和特征
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的混凝土工程。混凝土浇筑硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,形成内外较大温差,使混凝土表面产生一定的拉应力,超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。温度裂缝的走向无一定规律,大面积结构裂缝通常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。
混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚,水泥用量越大,水化热越高的水泥,其内部温度越高,形成温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。大体积混凝土形成的温度应力与其结构尺寸有关,混凝土结构尺寸越大,温度应力也越大,引起裂缝的危险性也越大。防止大体积混凝土出现裂缝的根本措施是控制混凝土内部和表面的温度差。
1、混凝土原材料和配合比的选用
(1)水泥品种选择和水泥用量控制
大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期升温和后期降温,产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,在掺加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。同时还可充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。因此,在取得设计单位的同意后,可用56天或90天抗压强度代替28天抗压强度作为设计强度。
(2)掺加掺合料
大量试验研究和工程实践表明,混凝土中掺人一定数量的优质粉煤灰或磨细硅粉、硅灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰或硅粉、硅灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,减少摩擦力,提高可泵性。特别是掺加原状或磨细粉煤灰后,可降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。
2、施工工艺改进
(1)搅拌工艺
采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,可有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大,提高混凝土强度10%或节约水泥5%,减少水化热和裂缝。
(2)振捣工艺
已浇筑的混凝土在终凝前进行二次振动,可排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孑L,提高抗裂性。
(3)养护工艺
混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。一般情况下,在混凝土表面覆盖塑料薄膜,既能减少混凝土表面热的扩散.又能减少混凝土中水分的蒸发。对大体积混凝土,多采用在混凝土表面覆盖草苫,也能起到相同的作用。
二、影響因素和防治措施
混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土结构越厚,水泥用量越大,水化热越高的水泥,其内部温度越高,形成温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。尤其是大体积混凝土结构,其结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大,这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。故防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。
1.混凝土用主要原材料及配合比的选用
(1)水泥:尽量选用低热或中热水泥,减少水泥用量。以降低水泥水化热。粗骨料:应采用连续级配,针片状颗粒含量不宜大于10%。
(2)掺合料:混凝土中常用的掺合料为粉煤灰,混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、黏聚性和保水性,从而改善了可泵性。还可以降低水泥的水化热,有利于控制温度裂缝的产生。
(3)外加剂:在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,能很好地改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。为防止产生收缩裂缝,还可掺入适宜的膨胀剂。
2.施工工艺流程改进
(1)改变搅拌工艺。采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过渡层结构致密、黏结力增大,从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%以上,并进一步减少水化热和裂缝。
(2)严格控制浇筑流程,合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减少约束。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,或对骨料进场覆盖或设置这样装置避免日光直晒。冬季,应采用蓄热法进行混凝土搅拌,泵管要保温,确保混凝土出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。加强对大体积混凝土施工中的温度控制。
(3)注重混凝土养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、塑料薄膜等覆盖、包裹,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。寒冷季节,混凝土表面应设置相应的保温措施,以防寒潮袭击。竖向结构可采用拆模后涂刷养护液进行养护。
三、温度裂缝的补救措施
通常采用的补救方法有:表面修补法、嵌缝法、结构加固法、混凝土置换法等。
1.表面修补法
适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,在裂缝的表面应粘贴玻璃纤维布数道来解决。
2.嵌缝法
本方法是最常用的一种方法,通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏和丁基橡胶等。常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。
3.结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时采用此方法。常用方法措施有:在构件的角部外包型钢,加大混凝土结构的截面面积、采用预应力法加固、粘贴钢板加固增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
4.混凝土置换法
此方法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其它材料。常用置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
四、结语
温度裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象,泵送混凝土施工同样如此。因此,在施工中应采取各种有效的技术措施和合理的方法来预防裂缝的出现和发展,不断提高混凝土浇筑质量,满足建筑结构安全稳定等要求。■
[关键词] 泵送混凝土温度裂缝防治措施补救措施
目前,泵送混凝土技术已得到普及和应用。它不仅能改善混凝土的施工性能,对薄壁密筋结构少振捣或免振捣施工,具有提高抗渗性、改善耐久性等特点。同时,泵送混凝土骨料级配的限制,胶凝材料的大量使用,产生大量的水化热,造成温度裂缝普遍存在。在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,应当给予足够的重视。
一、温度裂缝产生的原因和特征
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大的混凝土工程。混凝土浇筑硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,形成内外较大温差,使混凝土表面产生一定的拉应力,超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。温度裂缝的走向无一定规律,大面积结构裂缝通常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多平行于短边。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。
混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚,水泥用量越大,水化热越高的水泥,其内部温度越高,形成温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。大体积混凝土形成的温度应力与其结构尺寸有关,混凝土结构尺寸越大,温度应力也越大,引起裂缝的危险性也越大。防止大体积混凝土出现裂缝的根本措施是控制混凝土内部和表面的温度差。
1、混凝土原材料和配合比的选用
(1)水泥品种选择和水泥用量控制
大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期升温和后期降温,产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,在掺加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。同时还可充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。因此,在取得设计单位的同意后,可用56天或90天抗压强度代替28天抗压强度作为设计强度。
(2)掺加掺合料
大量试验研究和工程实践表明,混凝土中掺人一定数量的优质粉煤灰或磨细硅粉、硅灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰或硅粉、硅灰颗粒呈球状具有滚珠效应,起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,减少摩擦力,提高可泵性。特别是掺加原状或磨细粉煤灰后,可降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。
2、施工工艺改进
(1)搅拌工艺
采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,可有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大,提高混凝土强度10%或节约水泥5%,减少水化热和裂缝。
(2)振捣工艺
已浇筑的混凝土在终凝前进行二次振动,可排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孑L,提高抗裂性。
(3)养护工艺
混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。一般情况下,在混凝土表面覆盖塑料薄膜,既能减少混凝土表面热的扩散.又能减少混凝土中水分的蒸发。对大体积混凝土,多采用在混凝土表面覆盖草苫,也能起到相同的作用。
二、影響因素和防治措施
混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土结构越厚,水泥用量越大,水化热越高的水泥,其内部温度越高,形成温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。尤其是大体积混凝土结构,其结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大,这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。故防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。
1.混凝土用主要原材料及配合比的选用
(1)水泥:尽量选用低热或中热水泥,减少水泥用量。以降低水泥水化热。粗骨料:应采用连续级配,针片状颗粒含量不宜大于10%。
(2)掺合料:混凝土中常用的掺合料为粉煤灰,混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且起到润滑作用,可改善混凝土拌合物的流动性、黏聚性和保水性,从而改善了可泵性。还可以降低水泥的水化热,有利于控制温度裂缝的产生。
(3)外加剂:在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂,能很好地改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。为防止产生收缩裂缝,还可掺入适宜的膨胀剂。
2.施工工艺流程改进
(1)改变搅拌工艺。采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺,可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上,使硬化后界面过渡层结构致密、黏结力增大,从而提高混凝土强度10%或节约水泥5%以上,并进一步减少水化热和裂缝。
(2)严格控制浇筑流程,合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减少约束。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,或对骨料进场覆盖或设置这样装置避免日光直晒。冬季,应采用蓄热法进行混凝土搅拌,泵管要保温,确保混凝土出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。加强对大体积混凝土施工中的温度控制。
(3)注重混凝土养护。养护主要是保持适当的温度和湿度条件。混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、塑料薄膜等覆盖、包裹,并注意洒水养护,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。寒冷季节,混凝土表面应设置相应的保温措施,以防寒潮袭击。竖向结构可采用拆模后涂刷养护液进行养护。
三、温度裂缝的补救措施
通常采用的补救方法有:表面修补法、嵌缝法、结构加固法、混凝土置换法等。
1.表面修补法
适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,在裂缝的表面应粘贴玻璃纤维布数道来解决。
2.嵌缝法
本方法是最常用的一种方法,通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏和丁基橡胶等。常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。
3.结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时采用此方法。常用方法措施有:在构件的角部外包型钢,加大混凝土结构的截面面积、采用预应力法加固、粘贴钢板加固增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
4.混凝土置换法
此方法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其它材料。常用置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
四、结语
温度裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象,泵送混凝土施工同样如此。因此,在施工中应采取各种有效的技术措施和合理的方法来预防裂缝的出现和发展,不断提高混凝土浇筑质量,满足建筑结构安全稳定等要求。■