大体积混凝土裂缝的施工控制.doc

论文第页大体积混凝土裂缝的施工控制引言随着我国国民经济的快速发展大型基建工程项目越来越多大体积混凝土施工技术得到了广泛的应用但由于水泥水化热引起的内外温差造成的混凝土裂缝问题也日趋突出由于裂缝的产生和日后的发展造成渗水严重影响着建筑物的耐久性研究裂缝产生的机理和如何控制裂缝的产生尤为重要大体积混凝土一般指结构断面最小尺寸在以上水化热引起混凝土内的最高温度与表面温度之差预计超过的混凝土高层民用建筑的箱形或阀式基础及工业建筑的大型设备基础一般均有厚大的底板或深梁其桩基还有厚大的承台这些都属大体积混凝土对于大体积混凝土由于水泥在水化过程中释放出大量的水化热引起混凝土温度变化从而产生温度应力和收缩应力如果控制不好就会使混凝土结构产生温度裂缝给工程带来不同程度的危害控制裂缝的产生是大体积混凝土施工的关键混凝土裂缝产生的原因水泥水化热影响水泥水化热是混凝土内部热量的主要来源由于混凝土体积较大混凝土内部和外部的散热条件相差悬殊导致内外形成温度梯度使混凝土内部产生压应力面层产生拉应力当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时混凝土表面就产生裂缝约束条件的影响应力由对变形的约束产生的改善约束条件提高混凝土的抗裂性能可有效避免裂缝的产生对超长超大的混凝土进行温度应力和整浇长度的计算确定是否设置伸缩缝或后浇带由于混凝土在浇筑初期混凝土处于升温阶段和流塑状态弹性模量很小变形变化所引起的应力可忽略不计在降温阶段由温差引起的变形加上水分蒸发引起的收缩变形逐渐增大受到地基和结构边界条件的约束产生很大的拉应力当拉应力超过混凝土的抗拉强度时混凝土截面就会产生贯穿裂缝减少垫层或旧混凝土对新浇筑混凝土在强度增长阶段收缩变形的约束强度尤其在冬期施工应引起高度重视如果控制不好将会对建筑物结构整体性带来严重危害甚至影响正常使用外界气温变化影响在混凝土施工期间外界气温的变化对混凝土裂缝的产生和发展影响很大混凝土在硬化期间内部温度很高有时可高达以上当外界气温骤降时混凝土内外形成很大的温差导致混凝土裂缝的开展控制混凝土外表温度减小混凝土内外温差对防止大体积混凝土裂缝开展非常必要混凝土收缩变形影响在混凝土拌和水中只有约的水是水泥水化所需要的属结晶水其余论文第页的水是保证混凝土具有良好的和易性及便于施工所需要的这部分水游离于混凝土内部在混凝土强度增长过程中不断被蒸发掉多余水分的蒸发是导致混凝土体积收缩的主要原因当混凝土外界的养护环境较为干燥混凝土外表水分散失过快导致混凝土表面出现数量较多的干缩裂缝防止温度裂缝产生所采取的主要措施混凝土裂缝的防治主要应从产生的原因入手对症下药消除裂缝产生的客观因素同时加强混凝土施工的过程监管和控制确保施工质量消除各种人为因素的影响控制混凝土温升为减少混凝土水化过程中产生的热量主要应采取如下措施选用中低水化热的水泥品种大体积混凝土施工多选号号矿渣硅酸盐水泥号普通硅酸盐水泥水化热为而号矿渣硅酸盐水泥水化热为水化热减少利用混凝土后期强度高层建筑的施工工期较长其基础承受的设计荷载一般在较长时间后才能达到大型动力设备的安装往往也在基础施工完后较长时间才进行只要混凝土在预计的时间或达到设计强度可利用来代替作为混凝土的设计强度这样每立方混凝土的水泥用量可减少左右水化热温升相应减少利用混凝土的后期强度必须根据结构的实际承荷情况对结构的强度和刚度进行验算并取得设计和监理等有关部门的认可掺加混凝土外加剂现在混凝土外加剂的品种很多性能各异在混凝土拌制过程中根据使用要求按比例掺加一定量的缓凝剂减水剂等可减少左右的水泥降低拌合水用量使水灰比控制在左右掺加外加剂可减慢水化热的释放速度推迟放热高峰的到来有效减少温度裂缝产生的可能性添加粉煤灰掺合料由于粉煤灰具有一定活性掺入一定量的粉煤灰不但可以代替部分水泥而且大大改善混凝土的和易性及可泵送性能降低混凝土的水化热粉煤灰对改善混凝土性质的作用混凝土性质掺粉煤灰后混凝土的性质变化抗压强度早期强度较低时可超过基准混凝土的强度徐变徐变比基准混凝土降低干缩性干缩受用水量影响加掺粉煤灰混凝土用水量降低干缩性也降低论文第页热膨胀性粉煤灰混凝土的水化热温升较低热膨胀系数较低可减少开裂危险抗泌水性和离析可显著提高抗渗性可显著提高抗硫酸盐侵蚀可显著提高抑制碱骨料反应有效果抗冻融性明显降低但掺入因气外加剂达到一定含气量与基准混凝土具有同样抗冻融性碳化与钢筋锈蚀只要有一定的密实保护层碳化深度不大对钢筋锈蚀达不到有害程度对于防渗抗裂要求较高的混凝土粉煤灰的掺入量应少一些防止混凝土表面出现微裂缝造成钢筋的过早腐蚀降低建筑物的耐久性或影响建筑物正常使用粗细骨料选择大体积钢筋混凝土优先选用自然连续级配的粗骨料配制的混凝土因为连续级配粗骨料配制的混凝土具有较好的和易性较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度粗骨料的规格应与结构配筋结构形式及浇筑工艺相适应为防止骨料增大后引起混凝土离析应优化级配设计加强施工过程的搅拌和振捣细骨料以采用中粗砂为宜严格控制混凝土粗细骨料的含泥量实践证明砂石料中的含泥量超过规定后混凝土的收缩增加抗拉强度降低对混凝土抗裂非常不利大体积混凝土的施工应将砂石料的含泥量分别控制在之内控制混凝土的出机温度和浇注温度对混凝土出机温度影响最大的是石子和水为降低混凝土的出机温度有效办法是采取冷水搅拌降低石子温度在气温较高的夏季在砂石料场搭设凉棚避免阳光的直接照射必要时向骨料喷雾或洒水降低混凝土内部温度在混凝土内部敷设循环冷却水管以降低混凝土内部温度减少内外温差可受到较好效果循环冷却水施工的基本程序在大体积混凝土底板平面内以垂直于浇捣方向分组均匀布置水管网每组负责各自区域的降温每个区域的降温同步进行水管布置应按底板厚度不同设置层数管距可采取左右均匀布置水平方向跳格布置深坑部位水管随标高同步上升和下降论文第页水池中的水温与混凝土内部温度差值控制在以内温差相差过大会引起水管附近混凝土因温差和温度应力急剧增加而产生裂缝延缓混凝土的降温速率大体积混凝土浇筑完后内对混凝土进行保温保湿养护能够减少混凝土表面水分和热量的过快散失减少混凝土升温阶段的内外温差防止产生表面裂缝新浇筑混凝土处于凝固硬化阶段水化速度较快潮湿的养护环境可防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝并有助于水泥水化提高混凝土的抗拉强度养护材料一般采用草袋砂锯末以及塑料薄膜和蓄水等为防止气温骤降还应准备蒸汽碘钨灯等应急加热设备保温材料应尽量就地取材采用质优价廉的保温材料以便于施工降低成本减少混凝土收缩提高混凝土极限拉伸值掺入适量微膨胀剂大体积混凝土掺入适量微膨胀剂可补偿混凝土的收缩抵销由于多余水分蒸发导致混凝土收缩而产生的拉应力从而提高了混凝土的抗裂性进行混凝土试配科学选择配合比混凝土使用前反复进行试配以使混凝土具有良好的和易性坍落度符合泵送混凝土的要求商品混凝土必须考虑运输过程中的坍落度损失最大限度地降低水灰比初凝时间以外界气温和混凝土的浇注速度加以确定改进施工工艺提高混凝土的施工质量加强混凝土的振捣提高混凝土的密实性及与钢筋的握裹力防止混凝土沉落而出现裂缝同时提高混凝土的抗压强度对于混凝土表面在振捣过程中出现的浮浆和泌水应及时排除同时增撒粘裹水泥净浆的细石以减少混凝土面层的干缩提高其抗拉强度改善界面得约束条件和构造设计设置活动层当厚大的钢筋混凝土底板遇有外约束强的岩石类地基或较厚的混凝土垫层时可在接触面设置活动层很大程度上减少外约束降低混凝土在降温收缩阶段产生裂缝的可能性滑动层的一般做法有涂刷两遍热沥青加铺油毡层铺设厚度的沥青砂铺设厚砂或石屑层合理配筋大体积混凝土增设构造配筋和温度筋能有效提高混凝土的抗裂性能结构配筋应尽量采用小直径和小间距增强抵抗贯穿性开裂的能力截面的最小含筋率控制在之间论文第页避免应力集中在孔洞周围和转角处为防止由于温差和混凝土收缩而产生应力集中导致裂缝可在孔洞四周增配斜向钢筋在变截面处可使断面逐渐过渡并配置抗裂钢筋合理分段施工当大体积混凝土结构尺寸过大通过计算整体一次性浇筑能够产生温度裂缝时应设置后浇带分段进行浇筑后浇带的设置应与设计部门共同研究后采用后浇带的间距应通过最大整浇长度计算确定一般情况下为后浇带为施工期间留设的临时性温度和收缩变形缝其保留时间不宜小于后浇混凝土应掺加微膨胀剂强度等级比原结构提高温湿养护不小于后浇混凝土施工前将接缝处凿毛将浮浆和杂物清理干净提前浇水湿润施工监测采用电子测温仪对混凝土的养护过程进行监控沿底板高度和长度方向均匀布置测温点测温点不得与底板钢筋接触混凝土初凝后即进行测温工作混凝土温升阶段每测温一次后期每测温一次记录必须如实准确以便查询和分析测温过程中如发现温度变化异常或内外温差超过应及时向有关单位汇报采取保温等应急措施