大体积砼的裂缝与控制
- 格式:docx
- 大小:12.03 KB
- 文档页数:6
大体积混凝土裂缝成因及控制措施水利建设工程中大体积混凝土结构比较多,混凝土重力坝、大型船闸、混凝土挡墙等建筑物,虽然设计时都分成好多块,但每一块都仍然有几百方,甚至上千方混凝土。
工程实践证明,大体积混凝土施工难度较大,混凝土产生裂缝的机率较多,稍有差错,将会造成无法估量的损失。
为了提高工程质量,降低不必要的经济损失,我们一定要减少和控制裂缝的的出现。
从裂缝的形成过程可以看到,混凝土特别是大体积混凝土之所以开裂,主要是混凝土所承受的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度的结果。
因此为了控制大体积混凝土裂缝,就必须从提高混凝土本身抗拉强度性能和降低拉应力(特别是温度应力)这两方面综合考虑。
抗拉强度主要决定于混凝土的强度等级及组成材料,要保证抗拉强度关键在于原材料的优选和配合比的优化(混凝土强度等级设计已经确定),由于混凝土选用地材,从经济角度来考虑,原材料优化的空间相对较小,所以降低拉应力是控制混凝土裂缝的有效途径。
而降低拉应力主要通过减少温度应力和沉缩应力来控制温度裂缝和沉缩裂缝。
一、温度裂缝1、温度裂缝产生的主要原因:一是由于混凝土结构内外温差较大引起的。
在混凝土结构硬化期间,水泥释放大量的水化热,如果散热不及时,内部温度就会不断上升,使混凝土表面和内部温差变大。
混凝土内部膨胀高于外部,此时混凝土表面将受到很大的拉应力,而混凝土的早期抗拉强度很低,因而出现温度裂缝。
这种温度应力一般在表面处较大,离开表面就很快减弱,因此裂缝只在接近表面的范围内发生,表面层以下结构仍保持完整。
二是由于结构温差较大,受到外界的约束引起的,当大体积混凝土浇筑在约束地基(例如桩基)上时,又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束,或根本无法消除约束,则易发生深度、甚至是贯穿的温度裂缝。
2、温度裂缝形成的过程:一般(认为)分为三个时期:一是初期裂缝—就是在混凝土浇筑的升温期。
由于水化热,混凝土浇筑后2~3天内温度急剧上升,内热外冷引起的“约束力”超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
大体积混凝土裂缝产生原因及控制措施大体积混凝土造粒的裂缝是指混凝土某一部分中的裂缝,该部分的尺寸比一般的钢筋混凝土结构大得多。
这样的混凝土结构由于自重和重载等的压力,受到了较大的拉应力,容易产生裂纹,影响其使用寿命和结构性能。
本文将探讨大体积混凝土裂缝的产生原因及控制措施。
一、产生原因:1. 温度变化:混凝土构造物受季节变化和日夜变化的影响,会发生温度变化。
由于温度的变化会导致混凝土膨胀和收缩,因此在膨胀和收缩的过程中,如果其能力和约束力不匹配,就会产生应力,从而产生裂缝。
2. 湿度变化:混凝土中水的变化也是裂缝的一个重要原因。
如果混凝土湿度变化过大,会导致水的蒸发和吸收。
水分的吸收会造成混凝土的膨胀,而水的蒸发会使混凝土干缩。
如果混凝土不能够吸收或释放水分,就容易产生裂缝。
3. 材料的反应:如果混凝土中的一些化学受潮或自发燃烧,会在混凝土中产生碱性物质的反应,从而导致混凝土的膨胀和收缩,产生裂缝。
4. 应力集中:混凝土制造和施工过程中涉及到的应力分布是不均匀的,某些区域容易出现应力集中。
应力集中区域因受到超负荷应力而破裂成裂缝。
5. 其他原因:混凝土中存在的空气孔隙,坍落度不合适,水灰比偏高或者混凝土受到的外力等都可能导致裂缝的产生。
二、控制措施:1. 选用合适的混凝土比例和材料:首先,为了避免混凝土的裂缝,应该选择合适的混凝土比例和材料,确保混凝土的坍落度、水灰比和密实度达到最佳水平。
2. 加强混凝土的质量控制:加强混凝土的质量控制,确保混凝土的制作和浇筑过程中不出现任何失误。
结实,未受到外力损害的混凝土在日常使用中容易受到外力的损害而破裂。
3. 选择正确的施工方法:为了避免因施工不当而造成混凝土裂缝,应该根据所建造的混凝土结构采用合适的施工方法,在施工过程中控制混凝土软化或者干缩时间,以确保结构体的完整性。
4. 控制场地温度和湿度:为了控制混凝土结构中水分和温度的变化,在施工过程中需要控制场地的温度和湿度。
大体积混凝土施工的裂缝产生的原因及控制本文分析了工程建设施工中存在的大体积混凝土结构裂缝的质量通病,对其产生的原因进行分析,在此基础上提出针对性的防止或改进措施,可有效的防止大体积混凝土裂缝的存在。
从而保证整体工程结构的耐久性和工程寿命,确保工程质量。
1、大体积混凝土裂缝的概述所谓大体积混凝土即混凝土结构实体物最小尺寸不小于1m的大体积量混凝土,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。
在通常情况下,按大体积混凝土形成裂缝的不同深度,可分为表层裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝三种。
其中,贯穿裂缝危害性最严重,深层裂缝次之,前者是结构断面完全切断,后者是结构断面部分切断。
处于基础的约束范围内,危害性较小是表层裂缝,但它是产生其它各种裂缝的充分条件,一般在大体积混凝土裂缝中很难避免,可随时间的久远发展到深层裂缝,甚至贯穿裂缝的程度。
因此,需尽量采取有效措施减少或者预防,也是可以完全避免的。
2、大体积混凝土裂缝的产生原因及防止措施造成大体积混凝土裂缝施工的因素有:如混凝土水化温升裂缝,环境温度,约束条件等,这些都与施工时外界环境、混凝土本身质量、施工过程技术工艺相关。
外界气温变化。
大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。
特别是气温骤降,会大大增加内外层混凝土温差,这对大体积混凝土是极为不利的。
温度应力是由于温差引起温度变形而造成的,温差愈大,温度应力也愈大。
同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60℃-65℃,并且有较长的延续时间。
因此,应采取温度控制措施,防止混凝土内外温差引起的温度应力。
混凝土的收缩。
混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必需的,而约80%的水分要蒸发,多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。
混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。
如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。
谈大体积混凝土裂缝控制措施大体积混凝土结构是指结构体积较大、惯性力较大、变形能力较弱的混凝土结构。
由于大体积混凝土结构具有自重大、应力集中、温度变形大等特点,容易出现裂缝问题,因此需要采取相应的控制措施。
1. 控制热应力和温度变形:大体积混凝土结构在施工和硬化过程中会产生热应力和温度变形,这是裂缝形成的主要原因之一。
为了控制热应力和温度变形,可以采取以下几种措施:- 合理安排浇筑顺序:控制大体积混凝土结构的浇筑顺序,尽量避免大面积浇筑或连续浇筑,减少热应力的积累和温度变形的影响。
- 采取降温措施:在夏季高温或高热量条件下施工时,可以采取降温措施,如喷水、覆盖遮阳网等,降低混凝土的温度,减少温度变形和热应力。
- 控制混凝土温升速率:控制混凝土升温速率,避免过快的升温导致热应力和温度变形。
可以通过调整施工方法、混凝土配合比等来实现。
2. 加强结构连接和约束:大体积混凝土结构在强度和变形能力上相对较弱,容易出现裂缝。
为了加强结构的连接和约束,可以采取以下措施:- 增加连接件和补强构件:在结构的关键部位或易裂缝部位设置连接件和补强构件,增强结构的整体强度和刚度,减少裂缝的形成。
- 采用预应力技术:在大体积混凝土结构中采用预应力技术,增加结构的内部应力,提高结构的整体强度和刚度,减少裂缝的产生和扩展。
- 设置伸缩缝:大体积混凝土结构可能由于温度变形而引起裂缝,可以在结构中设置伸缩缝,减少温度变形的传递和积累,控制裂缝的扩展。
3. 控制混凝土收缩和膨胀:混凝土在硬化过程中会发生收缩和膨胀,也是裂缝形成的原因之一。
为了控制混凝土的收缩和膨胀,可以采取以下措施:- 选用低收缩混凝土:在施工中选用低收缩混凝土,减少混凝土收缩引起的裂缝。
- 使用控制收缩剂:在混凝土中添加控制收缩剂,减缓混凝土收缩速度,降低收缩引起的应力和裂缝。
- 采用膨胀剂:在混凝土中添加膨胀剂,促使混凝土发生膨胀,减轻收缩引起的应力和裂缝。
4. 加强施工质量控制:大体积混凝土结构的裂缝问题与施工质量密切相关。
大体积混凝土裂缝控制及预防措施1 引言随着我国基础建设的快速发展,大体积混凝土施工日益增多,而大体积混凝土施工中普遍会受到裂缝影响工程质量的问题。
大体积混凝土产生裂缝的原因是多方面的,涉及的因素很多,具有综合性。
因为混凝土体积大,聚集了大量的水化热,容易导致混凝土内外散热不均匀,最终为工程结构埋下严重质量隐患.因此,从对原材料、混凝土配合比以及施工过程各环节入手,加强事前控制,事后养护控制,掌握施工过程各环节控制要点,系统地进行大体积混凝土浇筑与养护,才能保证大体积混凝土的施工质量。
2 混凝土裂缝的分类2.1 按成因划分2.1.1 结构性裂缝由各种外荷载引起的裂缝,也称荷载裂缝。
它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。
2.1.2 非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。
它包括温差,干缩湿胀和不均匀沉降等因素引起的裂缝。
这类裂缝是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的。
从国内外的研究资料以及大量的工程实践看,非结构性裂缝在工程中占了绝大多数,约为80% ,其中以收缩裂缝为主导。
2.2 按时间划分2.2.1 施工期间出现的裂缝包括塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、干燥收缩裂缝、自身收缩裂缝、温度裂缝、施工操作不当出现的裂缝、早期冻胀作用引起的裂缝以及一些不规则裂缝。
2.2.2 使用期间出现的裂缝包括钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝、盐碱类介质及酸性侵蚀气液引起的裂缝、冻融循环造成的裂缝、碱骨料反应引起的裂缝以及循环动荷载作用下损伤累积引起的裂缝等。
2.3 按形状划分2.3.1 纵向裂缝平行于构件底面,顺筋分布,主要由钢筋锈蚀作用引起;2.3.2 横向裂缝垂直于构件底面,主要由荷载作用、温差作用引起;2.3.3 剪切裂缝由于竖向荷载或震动位移引起;2.3.4 斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝常见于墙体混凝土梁,主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起;2.3.5 X形裂缝常见于框架梁、柱的端头以及墙面上,由于瞬间的撞击作用或者地震荷载作用引起;2.3.6 各种不规则裂缝如反复冻融或火灾等引起的裂缝。
大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施一、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝、碳化收缩裂缝等。
1.收缩裂缝。
影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。
混凝土中的用水量和水泥用量越高,混凝土收缩就越大。
水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响,一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。
自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。
自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。
塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。
出现裂缝以后,混凝土体内的水分蒸发进一步加快,于是裂缝迅速扩展。
所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。
2.温差裂缝。
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。
温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。
特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
温差的产生主要有三种情况:第一种是在混凝土浇筑初期,这一阶段产生大量的水化热,形成内外温差并导致混凝土开裂,这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。
另一种是在拆模前后,这时混凝土表面温度下降很快,从而导致裂缝产生。
第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后,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。
这三种温差都会产生裂缝,但最严重的是水化热引起的内外温差。
3.安定性裂缝。
安定性裂缝表现为龟裂,主要是由于水泥安定性不合格而引起。
二、裂缝的防治措施1.设计措施。
(1)精心设计混凝土配合比。
在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。
(2)增配构造筋,提高抗裂性能。
应采用小直径、小间距的配筋方式,全截面的配筋率应在0.3%~0.5%。
大体积混凝土裂缝控制措施在建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛,如大型基础、桥梁墩台、大坝等。
然而,大体积混凝土由于其体积大、水泥水化热高、内外温差大等特点,容易产生裂缝,这不仅影响结构的外观,还可能降低结构的承载能力和耐久性。
因此,采取有效的控制措施来预防和减少大体积混凝土裂缝的产生至关重要。
一、大体积混凝土裂缝产生的原因(一)水泥水化热水泥在水化过程中会释放出大量的热量,由于大体积混凝土结构的断面较厚,表面系数相对较小,这些热量聚集在结构内部不易散发,导致内部温度迅速升高。
而混凝土表面散热较快,形成较大的内外温差,从而产生温度应力。
当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。
(二)混凝土收缩混凝土在硬化过程中会发生体积收缩,包括化学收缩、干燥收缩和自收缩等。
大体积混凝土由于水泥用量较大,水分蒸发较快,收缩变形更为显著。
如果收缩受到约束,就会产生拉应力,从而导致裂缝的产生。
(三)外界气温变化大体积混凝土在施工期间,外界气温的变化对其裂缝的产生有较大影响。
特别是在混凝土浇筑初期,混凝土的抗拉强度很低,如果遇到气温骤降,混凝土表面的温度会迅速下降,产生较大的温度梯度,从而引发裂缝。
(四)约束条件大体积混凝土在浇筑后,由于基础、模板等对其的约束,使其不能自由变形。
当混凝土的收缩变形和温度变形受到约束时,就会产生约束应力。
当约束应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝。
(五)施工工艺施工过程中的浇筑顺序、振捣方法、养护措施等不当,也会导致大体积混凝土裂缝的产生。
例如,浇筑过程中混凝土的分层厚度过大、振捣不密实,会影响混凝土的均匀性和密实性;养护不及时或养护方法不当,会导致混凝土表面水分蒸发过快,从而产生裂缝。
二、大体积混凝土裂缝控制的设计措施(一)合理选择混凝土配合比选用低水化热的水泥品种,如矿渣水泥、粉煤灰水泥等;减少水泥用量,掺入适量的粉煤灰、矿渣粉等掺和料;优化骨料级配,采用连续级配的粗骨料和中砂,降低混凝土的孔隙率;控制水胶比,在满足混凝土强度和工作性能的前提下,尽量减少用水量。
保证大体积混凝土质量及控制裂缝的措施桥梁产生裂缝的原因主要可以归纳为以下三个大的方面:温度裂缝、沉缩裂缝及抗拉裂缝。
在施工中可以通过以下措施控制混凝土结构物裂缝的产生。
(一)保证混凝土的质量。
保证混凝土的质量主要有以下几个措施:1.选择合适水泥和严格控制水泥用量优先采用525R普通水泥,425R普通水泥等高标号水泥,以减少水泥用量。
选用低热水泥,减少水化热,降低混凝土的温升值。
并尽量选用后期强度(90或120天),降低水泥量,并延缓峰值。
在满足设计和混凝土可泵性的前提下,将425R水泥用量控制在450kg/m3,525R水泥用量控制在360kg/m3.以降低砼高温升,降低砼所受的拉应力。
2. 严格控制骨料级配和合泥量选用10.40mm连续级配碎石(其中10.30mm级配含量65%左右),细度模数2.80-3.00的中砂(通过0.315n凹筛孔的砂不少于15%,砂率控制在40%-45%)。
砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,杜绝使用海砂。
3.选择适当外加剂,可根据设计要求,混凝土中掺加一定用量外加剂,如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。
外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性,使用水量减少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝延长到5h左右。
4. 选择优化配合比选用良好级配的骨料,严格控制砂石质量,降低水灰比,并在砼中掺加粉煤灰和外加剂等,以降低水泥用量,减少水化热,以降低砼温升,从而可以降低砼所受的拉应力。
5.采用切实可行的施工工艺根据泵送大体积混凝土的特点,采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的方法。
这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能较好地适应泵送工艺,避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长,从而提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理,保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。
根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况,在每个浇筑带的前后布置两道振动器,第一道布置在混凝土出料口,主要解决上部混凝土的振实;由于底层钢筋间距较密,第二道布置在混凝土坡脚处,以确保下部混凝土密实。
谈大体积混凝土裂缝控制措施大体积混凝土指的是在建筑或基础工程中使用的混凝土,这些混凝土的体积通常非常大,以满足建筑和基础工程的要求。
但是,由于大体积混凝土的体积较大,施工过程中容易出现裂缝,这会严重影响混凝土的使用寿命和强度,因此需要针对性的控制措施。
下面我们来探讨一下大体积混凝土裂缝控制措施。
一、设计措施在大体积混凝土的设计阶段,需要对其进行充分的考虑和规划,从而从根本上控制混凝土的裂缝。
具体包括以下几个方面:1.控制混凝土的温度和收缩:这是导致混凝土开裂的主要原因。
因此,在混凝土的设计阶段中,需要对混凝土的温度和收缩进行充分考虑,以减少其对混凝土的影响。
3.采用合适的增塑剂和骨料:增塑剂和骨料的选用也会对混凝土的裂缝控制产生影响。
需要选择合适的增塑剂和骨料,以改善混凝土的性能,减少其对混凝土裂缝的影响。
二、施工措施在混凝土的施工过程中,也需要采取一些措施,以减少混凝土的开裂。
具体包括以下几个方面:1.混凝土浇筑的均匀性:混凝土的浇筑需要均匀,以减少混凝土收缩不均匀而导致的裂缝。
2.高效的养护措施:混凝土的养护非常重要,因为养护不当会导致混凝土过早出现裂缝。
因此,在混凝土养护方面需要采用高效的措施,以尽量减少混凝土的裂缝。
例如,在混凝土养护期间需要保持适当的湿度和温度,以减少混凝土的干燥速度。
三、维护措施1.定期检查混凝土的裂缝情况:定期检查混凝土的裂缝情况是非常重要的,因为这可以及时发现混凝土的问题,采取相应的维护措施,避免混凝土的加剧。
2.采取维护措施:如果发现混凝土出现问题,需要采取相应的维护措施,以尽快修复混凝土的问题,并避免问题的扩大。
总的来说,大体积混凝土裂缝的控制需要从设计、施工和维护三个方面综合考虑,采取一系列的控制措施以尽量减少混凝土的裂缝,延长其使用寿命和保持其强度。
大体积砼裂缝的具体控制措施.docx大体积砼的裂缝在性能和原状砼性能相比较而言,有着很大的不同,最为明显的就是耐久性的影响,这对施工对象的整体结构和使用周期以及安全性等各方面都会有着影响。
而对其进行控制又是一项相对复杂的工作,在实际的控制裂缝过程中,常常在实践和理论方面存在着一定偏差。
故此,在这一背景下对大体积砼裂缝的有效控制策略进行研究就有着实际性意义。
1大体积砼裂缝的主要类型及形成因素分析11大体积砼裂缝的主要类型分析基础设施的建设过程中,对大体积砼的应用比较广泛,但由于技术以及管理的问题使得裂缝现象层出不穷,这一问题也成了当下需要解决的重要技术问题。
大体积砼的裂缝类型比较多样,其中最为主要的就是温差裂缝以及收缩裂缝和材料裂缝这几种。
其中的材料裂缝类型主要就是以龟裂的形式表现出来的,它主要是混凝土的纯净度不合格。
里面混杂了其它的一些材料,使其在构成的整体性方面不完整,从而就出现了裂缝1。
还有就是收缩裂缝,这一类型的裂缝主要就是混凝土中的水泥和水的用量配合比例失衡,用量过高就会使得收缩愈大,再者就是根据所使用的水泥品牌的不同在收缩量方面也会有不同的变化。
另外就是大体积砼的温差裂缝类型,这一类型的裂缝主要就是温差过大所致,水泥水化热会引起混凝土内部以及表面额温度差过大,尤其是大体积混凝土来说,这样在裂缝的发生率上就更容易增大。
针对大体积混凝土而言,通常均是一次性整体浇筑,所以在水泥水化的作用下不易散发,这样内部的温度就会持续走高。
但在混凝土的表面散热效率比较快,所以就形成了很大的温差,这样表面的拉应力和内部的应力作用就使得大体积砼的裂缝产生。
12大体积砼裂缝的形成因素分析造成大体积砼的裂缝因素是多样的,其中的施工工艺质量是一个重要方面。
主要就是在施工的过程中,由于对混凝土的振捣没有达到密实和不均匀等,这样就会形成麻面以及空洞,进而也会产生裂缝。
另外就是实际施工过程中拆模比较早,这对混凝土的凝固强度有着重要影响,就会在负荷作用下有裂缝产生2。
大体积砼的裂缝与控制
: The construction of mass concrete, the hydration heat release of large amounts of cement hydration process, the temperature gradient of concrete structure is too large, resulting in concrete structure temperature crack. Therefore, calculation and control of concrete hardening process temperature, and then take appropriate measures, is an important measure to ensure the quality of mass concrete structure.
Keywords: big volume concrete; crack; control measures
一、前言随着时代的进步和各项基础设施建设的加快,各种建筑物的规模都在大幅度提升,大体积砼在土木工程中得到了广泛的应用。
大体积混凝土在硬化期间, 一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热, 使结构件具有“热涨”的特性;另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性, 两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构, 导致结构出现裂缝。
因此,对大体积砼裂缝进行有效地预防,成为我们共同关注的课题。
二、大体积砼的定义
大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m 以上的混凝土结构。
与普通钢筋混凝土相比, 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。
三、大体积砼裂缝的形成大体积砼开裂的主要原因是砼内外较大的温度差造成的。
大体积砼浇筑初期,水泥的水化热很大,由于砼体积庞大,聚积在内部的水化热不易散发,导致砼的内部温度上升很快;而砼表面则因散热较快,温度低于内部,因此,内外形成温度梯度。
砼内部体积膨胀受表面约束处于受压状态,产生压应力,砼表面体积收缩受内部约束,产生拉应力。
当该拉应力超过砼的抗拉强度时,砼表面产生裂缝。
这种因表面与内部温差引起的裂缝,称内约束裂缝。
此种裂缝一般产生很早,多呈不规则状态,深度较浅,属表面性质,易产生应力集中,能促使裂缝进一步发展。
砼浇筑数日后,水泥水化热基本已释放,砼从最高温度逐渐降温,引起砼收缩,再加上砼中多余水分蒸发引起的体积收缩变形,受到地基和结构边界条件的约束(外约束),不能自由变形,而产生温度应力(拉应力)。
当该温度应力超过砼抗拉强度时,约束面开始开裂形成裂缝,称为外约束裂缝。
如果该温度应力足够大,严重的可能产生贯穿垂直裂缝,破坏结构的防水性、耐久性和整体性,影响正常使用,危害严重。
四、大体积砼裂缝的分类大体积砼裂缝按时间分为早期裂缝和后期裂缝;按空间尺度分为表面裂缝和深层裂缝;按危害分为表面裂缝和贯穿裂缝;按成因分为收缩裂缝、温度裂缝及安定性裂缝。
五、大体积砼裂缝控制措施
温差的作用下, 裂缝的产生是不可避免的。
但是通过混凝土集成材料的选择、混凝土制作过程、混凝土施工工艺与施工技术、混凝土养护以及施工管理等各个方面进行控制达到减少普通裂缝的出现,避免有害裂缝的出现。
(一)材料选择与控制方面混凝土的热量主要来自水泥水化热, 因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好;精心设计混凝土配合比, 采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术, 减少每立方米混凝土中的水泥用量, 以达到降低水化热的目的;选用适宜的骨料, 施工中根据现场条件尽量选用粒径较大, 级配良好的粗骨料;选用中粗砂, 改善混凝土的和易性, 并充分利用混凝土的后期强度, 减少用水量;严格控制混凝土的塌落度。
还可以根据计算采用掺加粉煤灰等有效方法, 以降低混凝土硬化过程中混凝土内表的温差。
在现场设专人进行塌落度的测量, 将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内,一般以7〜9cm为最佳;夏季施工时, 在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水, 强制降低混凝土水化热温度。
冬季施工时, 采用保温措施进行养护;如技术条件允许, 可在混凝土结构中掺加10%~15%的大石块, 减少混凝土的用量, 以达到节省水泥和降低水化热的目的。
(二)混凝土制作过程方面
控制集料含泥量。
砂、石含泥量过大, 不仅增加混凝土的收缩, 而且降低混凝土的抗拉强度, 对混凝土的抗裂十分不利。
因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量, 将石子含泥量控制在1%以下, 中砂含泥量控制在2%以下, 减少因砂、石含泥量过大对混凝土
抗裂的不利影响;改善混凝土施工工艺。
可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法;加强早期养护, 提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量;在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋, 以改善应力分布, 防止裂缝的出现。
(三)施工工艺与施工技术方面
1.降低混凝土入模温度。
包括: 浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温, 尽量避开炎热天气浇筑。
夏季可采用温度较低的地下水搅拌混凝土, 或在混凝土拌和水中加入冰块, 同时对骨料进行遮阳、洒水降温, 在运输及浇筑过程中也采用遮阳保护、洒水降温等措施, 以降低混凝土拌和物的入模温度;掺加相应的缓凝型减水剂;在混凝土入模时, 还可以采取强制通风措施, 加速模内热量的散发。
2.加强施工中的温度控制。
包括: 在混凝土浇筑之后, 做好混凝土的保温保湿养护, 以使混凝土缓缓降温, 充分发挥其徐变特性, 减低温度应力。
夏季应坚决避免曝晒, 注意保湿;冬季应采取措施保温覆盖, 以免发生急剧的温度梯度变化;采取长时间的养护, 确定合理的拆模时间, 以延缓降温速度, 延长降温时间, 充分发挥混凝土的“应力松弛效应”;加强测温和温度监
测。
可采用热敏温度计监测或专人多点监测, 以随时掌握与控制混凝土内的温度变化。
混凝土内外温差应控制在25 C以内,基
面温差和基底面温差均控制在20C以内,并及时调整保温及养护措施, 使混凝土的温度梯度和湿度不致过大, 以有效控制有害裂缝的出现;
合理安排施工程序, 混凝土在浇筑过程中应均匀上升, 避免混凝土堆积高差过大。
在结构完成后及时回填土, 避免其侧面长期暴露。
3.施工工艺控制。
施工单位应根据现场的浇捣工艺、操作水平以及构件截面等情况,在监理单位的认可下,合理选用砼浇筑方法,遵循“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的施工工艺。
大体积砼的浇筑方式可分为:全面分层、分段分层、和斜面分层,其推铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及其和易性决定,层间的时间间隔应尽量缩短,必须在前层砼初凝之前,将其次层砼浇筑完毕。
砼浇筑到标高后及时进行抹面,随抹面随在其表面覆盖塑料薄膜。
终凝后定时浇水,保证砼表面的湿度、温度。
养护时要防止温度骤变,避免暴晒、风吹和暴雨浇淋,在气温变化较大的夜晚,最好用保温材料加以保温。
停止养护时也要逐渐干燥,以避免裂缝的发生。
对于大体积墙体等不易保水的结构,在砼有一定强度松动模板后,宜从顶部设置水管喷淋,拆模后用湿麻袋紧贴墙体覆盖,并浇水养护,保持砼表面湿润。
保湿、保温养护的作用,一是降低砼表面的热扩散,提高砼表面温度,降低砼内部与表面温差,减少表面裂缝;二是延长散热时间,充
分发挥砼的水化反应,最大限度增长砼的抗拉强度和抗压强度。
4.改善约束条件, 削减温度应力。
在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层, 如技术条件许可, 施工时宜采用刷热沥青作为滑动层, 以消除嵌固作用, 释放约束应力。
(四)环境要求方面
注意施工的季节,环境的温、湿度及气象条件对砼变形性能的影
响,应当尽可能在适宜的温度环境中开始浇灌砼,中间特别注意急剧降温、急剧干燥对砼的不利影响,注意暴雨中不能浇灌砼。
夏季施工,砼浇筑前应采取措施对施工场地及模板、钢筋进行降温,用湿麻袋覆盖泵管,浇筑过程中应经常喷洒冷水进行降温。
建议开始浇筑时间尽量定在晚上,这样有利于降低砼入模温度,减少白天浇筑的时间。
冬施期间,砼摊铺面不宜过大,浇筑后应立即用塑料薄膜和保温材料覆盖,防止砼内外温差过大和表面受冻,覆盖厚度应根据热工计算确定,养护期不少于14 天。
(五)管理方面管理人员必须提高对砼养护重要性的认识,确定科学的控制裂缝措施,合理的选择施工进度,避免在砼施工中过分抢工期,监督砼施工中制定的各项技术措施,必须严格执行,降低裂缝出现的概率。
六、结束语
只有充分认识大体积砼裂缝的影响因素,事先制定严密的技术方案及施工组织方案并在施工中采取切实到位的预防和综合
控制措施,大体积砼裂缝问题才会得到有效控制, 筑行
才能把这一建业通病彻底根治。