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文檔簡介
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,要加強施工現(xiàn)場的管理。【關(guān)鍵詞】大體積砼;施工裂縫;成因;控制 對于大體積砼,不同國家定義不同。美國定義: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。我國定義:砼結(jié)構(gòu)物實體最小尺寸大于或等于1m或預(yù)計會因水泥水化熱引起內(nèi)
2、外溫差過大而導(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)鍵問題,必須認(rèn)真對待。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,此時砼表面將受到很大的拉應(yīng)力,而砼的早期抗拉強度很低,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,又沒有采取特殊措施降低,放松或取消約束,或根本無法消除約束,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,沒有及時地進(jìn)行表面履蓋,表面水份散失過快,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,沉實不足,
4、或者骨料下沉,表層浮漿過多,砼澆筑后,沒有及時抹壓實(特別是初凝前的二次拌壓),且表面覆蓋不及時,受風(fēng)吹日曬,表面水份散失快,產(chǎn)生干縮,砼早期強度又低,不能抵抗這種變形而導(dǎo)致開裂。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,適時增加抹加次數(shù),消除表面裂縫,特別是初凝前的抹壓,這對消除表有效的。二、大體積砼施工裂縫的控制針對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)定運行和計量的精確應(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,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,而不要采用早強型水泥。2摻入粉煤灰,選擇減水劑,保證泵送流動度。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度分析,粉煤灰的摻量提高,砼的強度稍有降低。粉煤灰在砼中主要起物理填充作用,加強了粉末效應(yīng),增加了砼的密實度,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,砂率過高意味著細(xì)骨料多,粗骨料少,增加了收縮,對抗裂不利。碎石應(yīng)采用連續(xù)級配、良好粒級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。應(yīng)根據(jù)施工單位的經(jīng)驗數(shù)據(jù),優(yōu)化合理地選擇砼的強度和強度標(biāo)準(zhǔn)差。結(jié)合現(xiàn)場的實際要求,合理利用砼的后期強度,如60天、90天或更長時間的強
7、度。待添加的隱藏文字內(nèi)容3(二)優(yōu)化砼的施工過程砼的抗拉強度遠(yuǎn)小于抗壓強度,這是砼容易開裂的內(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。砼坍落度各車不要有大的差異,澆筑基礎(chǔ)時坍落度可控制在100140mm,坍落度大時會使表面鋼筋下部產(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措施。砼澆灌時,攪拌車在卸料前,要求高速運轉(zhuǎn)一分鐘,確保進(jìn)入泵車受料斗的砼質(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,間歇時間不能過長,在前層砼初凝前必須把后層砼澆上。澆筑應(yīng)在室外氣溫較低時進(jìn)行,砼澆筑
8、氣溫不宜超過28,在炎熱的氣候條件下應(yīng)采取降溫措施。在澆筑砼過程中,應(yīng)嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計的施工線路實施澆筑。禁止閑散人員在鋼筋上部停留。澆筑施工人員不應(yīng)在鋼筋上部無序走動。采用雙層鋼筋網(wǎng)時,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,以減少對鋼筋網(wǎng)的踩踏次數(shù)。臨時腳手板隨澆筑區(qū)域的轉(zhuǎn)移而移動。(三)加強砼的養(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)是一項關(guān)鍵工作,必須切實做好。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,一是減小砼表面的熱擴散,減小砼表面的溫度梯度,防止產(chǎn)生表面裂縫;二是延長散熱時間,充分發(fā)揮砼強度的潛力和材料松馳特性,使平均總溫差對砼產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于砼的抗拉強度,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度,使早期抗拉能力增長很快。在施工過程中正確規(guī)定拆模時間對防止裂縫的開展關(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,這對于早期強度低,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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