淺談混凝土裂縫的成因和控制措施
論文關(guān)鍵詞：泵送 混凝土 裂縫 防治
論文摘要：泵送混凝土因本身的工藝特點(diǎn)及施工工藝等因素造成裂縫普遍存在現(xiàn)象，在很大程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B和耐久性能，應(yīng)該引起足夠重視。現(xiàn)根據(jù)工程應(yīng)用實(shí)踐及國(guó)家現(xiàn)行施工規(guī)范要求，對(duì)泵送混凝土裂縫的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施進(jìn)行分析。
0 引言
泵送混凝土指用混凝土泵沿管道輸送和澆筑混凝土拌合物。是隨著現(xiàn)代施工技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)的，我國(guó)泵送混凝土施工技術(shù)始于1979年上海寶山鋼鐵廠工程，它的廣泛使用加快了施工進(jìn)度，提高了工效，占用場(chǎng)地小，也減少了對(duì)環(huán)境的污染。集中攪拌混凝土不僅能改善混凝土的施工性能、施工質(zhì)量和提高文明施工程度，而且也能減少收縮、防止開裂、提高抗?jié)B性、改善耐久性。
1 溫度裂縫的成因及控制
1.1 溫度裂縫產(chǎn)生的原因 水泥水化是一個(gè)放熱的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，其間產(chǎn)生一定的水化熱。每克水泥放出502J的熱量，如果以水泥用量300～550kg/m3來(lái)計(jì)算，每1m3混凝土將放出15500～27500KJ的熱量，且大部分水泥水化熱在3d內(nèi)釋放出來(lái)。混凝土是熱的不良導(dǎo)體，特別是大體積混凝土，產(chǎn)生的大量水化熱不容易散發(fā)，內(nèi)部溫度不斷上升，而混凝土表面散熱快，使混凝土內(nèi)外截面產(chǎn)生溫度梯度，特別是晝夜溫差大時(shí)，內(nèi)外溫度差別更大，內(nèi)部混凝土熱脹變形產(chǎn)生壓力，外部混凝土冷縮變形產(chǎn)生拉力，由于此時(shí)混凝土拉抗強(qiáng)度較低，當(dāng)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土便產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的特點(diǎn)是裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的3～5d，初期出現(xiàn)的裂縫很細(xì)，隨著時(shí)間的發(fā)展而繼續(xù)擴(kuò)大，甚至達(dá)到貫穿的情況。
1.2 溫度裂縫的控制措施 混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、水泥用量有關(guān)。混凝土越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。對(duì)于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。因此防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。此外，可充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。因此，為更好的控制水化熱所造成的溫度升高、減少溫度應(yīng)力，可以根據(jù)工程結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載的情況，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行復(fù)核與驗(yàn)算，并取得設(shè)計(jì)單位的同意后，可用56d或90d抗壓強(qiáng)度代替28d抗壓強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度。由于過(guò)去土木建筑物層數(shù)不多、跨度不大，且多為現(xiàn)場(chǎng)攪拌，施工工期短，混凝土標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)齡期定為28d，但對(duì)于具有大體積鋼筋混凝土基礎(chǔ)的高層建筑，大多數(shù)的施工期限很長(zhǎng)，少則1～2年，多則4～5年，28d不可能向混凝土結(jié)構(gòu)，特別是向大體積鋼筋混凝土基礎(chǔ)施加設(shè)計(jì)荷載，因此將試驗(yàn)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的齡期推遲到56d或90d天是合理的，正是基于這點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外許多專家均提出這樣建議。如果充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，則可使每1m3混凝土的水泥用量減少40～70kg左右，則混凝土溫度相應(yīng)降低4～7℃。另一方面，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度。對(duì)于出機(jī)溫度和澆筑溫度的控制，《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB50164—92)中明確規(guī)定：高溫季節(jié)施工時(shí)，混凝土最高澆筑溫度，不宜超過(guò)35℃.為了降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度，可以采取下面的辦法：①降低原料溫度，每1m3混凝土中集料所占重量最大，所以最有效的辦法是降低集料溫度。在氣溫較高時(shí)，為了防止太陽(yáng)直接照射，可以在砂石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)棚，必要時(shí)可向集料噴淋霧狀水，或者在使用前用冷水沖洗集料;②在攪拌混凝土?xí)r加冰塊冷卻;③生產(chǎn)砼時(shí)避開當(dāng)天高溫時(shí)段;④對(duì)攪拌運(yùn)輸車罐體、泵送管道采取保溫、冷卻措施。
2 干縮裂縫的成因及控制
2.1 干縮裂縫產(chǎn)生的原因 混凝土澆注后仍處于塑料性狀態(tài)時(shí)，由于表面水分蒸發(fā)過(guò)快而產(chǎn)生的裂縫。這類裂縫多在表面出現(xiàn)。形狀不規(guī)則。長(zhǎng)短不一，呈龜裂狀深度一般不超過(guò)50mm，但薄板結(jié)構(gòu)如果混凝土中摻加有含泥量大的粉砂則可能穿透。此類裂縫的主要原因，是混凝土澆注后3～4小時(shí)左右其表面沒有被覆蓋，特別是平板結(jié)構(gòu)在炎熱或大風(fēng)干燥天氣條件下，混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快，或者是被基礎(chǔ)、模板吸水過(guò)快，以及混凝土本身的高水化熱等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，而此時(shí)混凝土強(qiáng)度幾乎為零，不能抵抗這種變形力而導(dǎo)致開裂，從混凝土中蒸發(fā)和被吸收水分的速度越快，干縮裂縫越易產(chǎn)生。而預(yù)拌混凝土公司為了滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的可泵性、流動(dòng)性，其出機(jī)混凝土坍落度和砂率較大，加之夏季高溫中為降低坍落度損失，以及大體積混凝土中均摻緩凝劑，早期強(qiáng)度較低，所以水分特別容易散失，表面容易形成裂縫。
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