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1、大體積砼施工裂縫的成因分析及控制措施【摘要】文章分析了大體積砼施工裂縫產(chǎn)生的原因,并針對(duì)成因提出了控制措施。文章認(rèn)為,目前大體砼施工要做到優(yōu)化配合比,選用良好級(jí)配的骨料,嚴(yán)格控制砂石質(zhì)量,降低水灰比,以降低砼最高溫升,降低砼所受的拉應(yīng)力。同時(shí),要加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理?!娟P(guān)鍵詞】大體積砼;施工裂縫;成因;控制 對(duì)于大體積砼,不同國(guó)家定義不同。美國(guó)定義:任何就地澆筑砼,若尺寸大,必須采取措施解決體積膨脹和水化熱,以便減小開(kāi)裂為大體積砼。日本定義:結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上,水化熱引起的砼最高溫度與外界氣溫差大于25為大體積砼。我國(guó)定義:砼結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸大于或等于1m或預(yù)計(jì)會(huì)因水泥水化熱引起內(nèi)
2、外溫差過(guò)大而導(dǎo)致裂縫的砼。在工業(yè)與民用建筑的設(shè)備基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、筏基底板、立墻及地下隧道等大體積砼施工中,由于水泥水化熱引起砼澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化,而導(dǎo)致砼發(fā)生裂縫現(xiàn)象。因此,控制砼澆筑塊體因水泥水化熱引起的升溫、砼澆筑塊體的里外溫差及降溫速度,防止砼出現(xiàn)溫度裂縫是施工技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題,必須認(rèn)真對(duì)待。一、大體積砼施工裂縫產(chǎn)生的原因造成大體積砼施工裂縫的原因是復(fù)雜的,而且是綜合性的,主要有以下幾種:(一)溫度原因1由于溫差較大引起的,砼結(jié)構(gòu)在硬化期間水泥放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,使砼表面和內(nèi)部溫差較大,砼內(nèi)部膨脹高于外部,此時(shí)砼表面將受到很大的拉應(yīng)力,而砼的早期抗拉強(qiáng)度很低,因而
3、出現(xiàn)裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大,離開(kāi)表面就很快減弱,因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生,表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。2由結(jié)構(gòu)溫差較大,受到外界的約束引起的,當(dāng)大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時(shí),又沒(méi)有采取特殊措施降低,放松或取消約束,或根本無(wú)法消除約束,易發(fā)生深進(jìn),直至貫穿的溫度裂縫。(二)沉縮裂縫當(dāng)然砼沉縮裂縫在大體積砼(特別是泵送大流態(tài)砼)施工中也是非常多的。砼澆筑成型后,養(yǎng)護(hù)工作不到位,沒(méi)有及時(shí)地進(jìn)行表面履蓋,表面水份散失過(guò)快,導(dǎo)致砼內(nèi)部與外部不均勻收縮。其表面干收縮大于其內(nèi)部干收縮值。由于此干縮快慢差而形成的砼表面拉應(yīng)力,也是砼產(chǎn)生裂縫的重要原因。主要表現(xiàn)在振搗不密實(shí),沉實(shí)不足,
4、或者骨料下沉,表層浮漿過(guò)多,砼澆筑后,沒(méi)有及時(shí)抹壓實(shí)(特別是初凝前的二次拌壓),且表面覆蓋不及時(shí),受風(fēng)吹日曬,表面水份散失快,產(chǎn)生干縮,砼早期強(qiáng)度又低,不能抵抗這種變形而導(dǎo)致開(kāi)裂。在施工中采用緩凝型泵送劑,延緩砼的凝結(jié)硬化速度,充分利用外加劑(特別是緩凝劑)的特性,適時(shí)增加抹加次數(shù),消除表面裂縫,特別是初凝前的抹壓,這對(duì)消除表有效的。二、大體積砼施工裂縫的控制針對(duì)以上所分析的裂縫形成原因,我們可以采用以下措施加以控制:(一)嚴(yán)格控制砼的組成材料大體積砼一般都是采用商品砼和泵送工藝澆筑,泵送商品砼對(duì)原材料的技術(shù)指標(biāo)要求很高。因此,首先砼的生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和計(jì)量的精確應(yīng)得到有效保障,組成砼的所有
5、材料應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求,以確保砼的質(zhì)量。1水泥品種的選擇。應(yīng)根據(jù)大體積砼的特點(diǎn),既要注意水泥的水化熱,又要注意水泥的收縮作用,選用低水化熱、低收縮的水泥,如抗硫酸鹽水泥、粉煤灰水泥、礦渣水泥,而不要采用早強(qiáng)型水泥。2摻入粉煤灰,選擇減水劑,保證泵送流動(dòng)度。在盡量少用水泥的基礎(chǔ)上,摻入一定量的粉煤灰,以保證膠凝材料的總量。摻入適量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰可以代替和節(jié)約水泥,一般摻量為水泥重量的15%20%,在加拿大標(biāo)準(zhǔn)中,此摻量值已達(dá)到25%。從反應(yīng)堆廠房底板砼的試塊強(qiáng)度分析,粉煤灰的摻量提高,砼的強(qiáng)度稍有降低。粉煤灰在砼中主要起物理填充作用,加強(qiáng)了粉末效應(yīng),增加了砼的密實(shí)度,可以改善砼的工作度,改善施工
6、性能,減少砼的泌水和離析現(xiàn)象,減少收縮。粉煤灰還能夠延緩水化熱峰值的出現(xiàn),降低溫度峰值。粉煤灰和減水劑同時(shí)摻入砼中,可以降低水灰比,減少水泥漿量,提高砼的可泵性。3粗細(xì)骨料的選擇。配制大體積砼,應(yīng)選用細(xì)度模數(shù)在2.73.1之間的含泥量最低的中粗砂,砂率最佳值為0.33,以合理粗細(xì)骨料的比例,砂率過(guò)高意味著細(xì)骨料多,粗骨料少,增加了收縮,對(duì)抗裂不利。碎石應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配、良好粒級(jí)的彈性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率應(yīng)盡可能小一些,以利于降低收縮。4砼的配合比設(shè)計(jì)。應(yīng)根據(jù)施工單位的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),優(yōu)化合理地選擇砼的強(qiáng)度和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際要求,合理利用砼的后期強(qiáng)度,如60天、90天或更長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)
7、度。待添加的隱藏文字內(nèi)容3(二)優(yōu)化砼的施工過(guò)程砼的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度,這是砼容易開(kāi)裂的內(nèi)在因素。普通砼極限拉伸離散性很大,因此在施工中必須創(chuàng)造條件,確保砼均勻密實(shí)。砼坍落度各車(chē)不要有大的差異,澆筑基礎(chǔ)時(shí)坍落度可控制在100140mm,坍落度大時(shí)會(huì)使表面鋼筋下部產(chǎn)生水分,或表層鋼筋上部的砼產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為防止這種裂縫,在砼初凝前和砼預(yù)沉后采取二次抹面壓實(shí)措施。砼澆灌時(shí),攪拌車(chē)在卸料前,要求高速運(yùn)轉(zhuǎn)一分鐘,確保進(jìn)入泵車(chē)受料斗的砼質(zhì)量均勻。大體積砼的澆筑應(yīng)合理分段,分層進(jìn)行,使砼高度均勻上升,砼澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,間歇時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng),在前層砼初凝前必須把后層砼澆上。澆筑應(yīng)在室外氣溫較低時(shí)進(jìn)行,砼澆筑
8、氣溫不宜超過(guò)28,在炎熱的氣候條件下應(yīng)采取降溫措施。在澆筑砼過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)的施工線路實(shí)施澆筑。禁止閑散人員在鋼筋上部停留。澆筑施工人員不應(yīng)在鋼筋上部無(wú)序走動(dòng)。采用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí),在上下層鋼筋網(wǎng)片之間應(yīng)設(shè)置足夠的支撐用鋼筋撐腳,以保證鋼筋位置正確。在澆筑線路上,鋪設(shè)臨時(shí)操作腳手板。所有澆筑人員的工作原則上均應(yīng)在腳手板上完成,以減少對(duì)鋼筋網(wǎng)的踩踏次數(shù)。臨時(shí)腳手板隨澆筑區(qū)域的轉(zhuǎn)移而移動(dòng)。(三)加強(qiáng)砼的養(yǎng)護(hù)在盡量減小砼內(nèi)部溫升的前提下,大體積砼的養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)關(guān)鍵工作,必須切實(shí)做好。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度條件,保溫的目的有兩個(gè),一是減小砼表面的熱擴(kuò)散,減小砼表面的溫度梯度,防止產(chǎn)生表面裂縫;二是延長(zhǎng)散熱時(shí)間,充分發(fā)揮砼強(qiáng)度的潛力和材料松馳特性,使平均總溫差對(duì)砼產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于砼的抗拉強(qiáng)度,防止產(chǎn)生貫穿性裂縫。潮濕養(yǎng)護(hù)的作用:一是剛澆筑不久的砼,尚處在凝固硬化階段,水化的速度較快,適宜的潮濕條件可防止砼表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫;二是砼在保溫(2540)及潮濕條件下可使水泥的水化作用順利進(jìn)行,提高砼的極限拉伸和抗拉強(qiáng)度,使早期抗拉能力增長(zhǎng)很快。在施工過(guò)程中正確規(guī)定拆模時(shí)間對(duì)防止裂縫的開(kāi)展關(guān)系較大,早期因水泥水化熱使砼內(nèi)部濕度很高,如過(guò)早拆模,砼表面溫度較低,形成很陡的溫度梯度,產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,這對(duì)于早期強(qiáng)度低,極限拉伸小的砼處于不利的溫度條件下,就極易形成
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