淺談泵送混凝土引起裂縫的主要原因及預(yù)防措施

1、淺談泵送混凝土引起裂縫的主要原因及預(yù)防措施 淺談泵送混凝土引起裂縫的主要原因及預(yù)防措施 摘要：泵送混凝土施工中溫度裂縫存在的問題并進行原因分析，提出控制和防止溫度裂縫的有效措施，以提高混凝土澆筑質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：裂縫成因MgO技術(shù)特點 一、前言 本文擬將就工程中遇到的泵送混凝土水閘寒冬季節(jié)施工的開裂問題，對于混凝土裂縫機理的深入研究，相應(yīng)的提出混凝土的防裂方法，以期能利用此研究成果對實際工程有所幫助。水閘體積較大，也屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，因此有必要回憶一下大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫控防裂研究的進展。 對于大體積混凝土溫控的系統(tǒng)研究，是從上世紀(jì)三十年代初中期美國修剪胡佛高重力拱壩開始的。由于胡佛壩是當(dāng)時世

2、界上最大的混凝土建筑物，故對壩體混凝土溫度狀況進行了較為深入系統(tǒng)的研究，在壩體的分封分塊，通水冷卻等技術(shù)方面應(yīng)用取得了很大的進步，有些做法沿用至今。 我國筑壩工程始于上世紀(jì)五十年代初，當(dāng)時在淮河中游建造了佛子嶺混凝土連拱壩，由于當(dāng)時我國在混凝土壩的設(shè)計和施工方面幾乎一片空白，又因受到西方的封鎖，導(dǎo)致壩上出現(xiàn)很多裂縫。其后我國先后對大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力和溫度控制問題作了很多研究，取得大量的有益成果。 二、泵送混凝土技術(shù)的特點 泵送混凝土就是將預(yù)先攪拌好的混凝土，利用混凝土輸送泵泵壓的作用沿著管道實行垂直及水平方向輸送的混凝土。 泵送混凝土以其顯著的特點，在建筑工程中廣泛推廣應(yīng)用。其主要特點

3、：施工效率高、施工占地較小、施工比擬方便、保護施工現(xiàn)場等。 三、泵送混凝土水閘冬季施工裂縫的成因 大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部和外部矛盾共同開展的結(jié)果。一方面是混凝土由于內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。另一方面是結(jié)構(gòu)的外約束和混凝土質(zhì)點之間的約束阻止了這種應(yīng)變。一旦混凝土應(yīng)力超過混凝土能承受的極限抗拉強度，就會產(chǎn)生不同強度的裂縫。當(dāng)混凝土在寒冬季節(jié)施工時，由于氣溫過低，這些因素的影響就變得更加的敏感。總體歸納總結(jié)出泵送混凝土在冬季施工產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾點： 1、泵送混凝土的冬季施工，為了防止早期混凝土被凍，一般都要求混凝土具有較高的澆筑溫度，但在另一方面，由于冬季氣候寒冷，混

4、凝土的穩(wěn)定溫度一般較低，即使是冬季施工，如果不控制澆筑溫度，混凝土體的根底溫差和內(nèi)外溫差必然加大，往往超過允許溫差，不能滿足防止混凝土裂縫的要求。因此，大體積混凝土冬季施工中往往存在的防凍和防裂的矛盾，集中在混凝土澆筑溫度的選擇上。實踐經(jīng)驗說明，如果單純從防止混凝土早期被凍的角度出發(fā)，選擇過高的澆筑溫度，往往會導(dǎo)致混凝土開裂。 2、泵送混凝土水泥在水化反響中產(chǎn)生大量的熱量，這是大體積混凝土內(nèi)部溫升的主要熱量來源。由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)，引起混凝土內(nèi)部急劇升溫。水泥水化熱引起絕熱溫升，與混凝土結(jié)構(gòu)的厚度、單位體積的水泥用量和水泥品種等有關(guān)?；炷两Y(jié)構(gòu)的厚度越大，

5、水泥早期強度越高，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫升越快。導(dǎo)致內(nèi)外溫差加大，混凝土的導(dǎo)熱性能較差，澆筑初期混凝土的彈性模量和強度都很低，對水泥水化熱急劇溫升所引起的變形約束不大，溫度應(yīng)力自然比擬小，不會產(chǎn)生裂縫，但隨著混凝土齡期的增長，其彈性模量和強度相應(yīng)不斷提高，對混凝土降溫收縮變形也越來越強，即產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力。當(dāng)混凝土的抗拉強度缺乏以抵抗溫度應(yīng)力時，變?nèi)菀桩a(chǎn)生溫度裂縫。 3、內(nèi)外溫差的影響：一、在混凝土澆筑后不久，當(dāng)早期混凝土溫度上升時，在外表散熱的作用下，內(nèi)部溫度上升得快，外表溫度上升的慢，形成內(nèi)外溫差。二、當(dāng)溫度下降時，同樣由于外部散熱快，可能導(dǎo)致更大的溫差；三、當(dāng)遇到寒潮或混凝土遇到大的晝夜溫

6、差時，混凝土外表溫度驟降，內(nèi)外溫差變大；四、混凝土養(yǎng)護或冬季施工時混凝土施工措施不當(dāng)，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易造成裂縫。 4、內(nèi)外溫差應(yīng)力大多是短期溫度變化所致，混凝土的徐變來不及發(fā)揮作用，與長期的溫度緩慢變化所致相比擬，拉應(yīng)力會大些，更容易出現(xiàn)裂縫。 5、外界氣溫變化也會對防止大體積混凝土開裂有著重大的影響。 6、大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起著很大的影響。混凝土內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低那么又會

7、增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。 7、建筑物根底的不均勻沉降也會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫會隨著根底沉降而不斷的增大，待地基下沉穩(wěn)定后，將不會變化。 8、混凝土配合比不良會也會造成混凝土塑性沉降裂縫，一般是混凝土配合比中，粗骨料級配不連續(xù)、數(shù)量不夠或砂率及水灰比不當(dāng)所造成的裂縫。水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學(xué)反響也會使混凝土產(chǎn)生裂縫。施工材料質(zhì)量引起的裂縫混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌合水及外加劑組成。砂石粒徑、級配、雜質(zhì)含量、砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大將導(dǎo)致水泥和拌合水用量加大，影響混凝土強度，使混凝土收縮加大，

8、如果使用超出規(guī)定的特細砂，后果更嚴重。 9、施工工藝不合理、質(zhì)量底下也會引起的裂縫出現(xiàn)。 四、泵送混凝土水閘冬季施工期防裂措施 1、混凝土拌合澆筑時，在水泥孰料中摻入適量的MgO，其水化過程中產(chǎn)生氫氧化鎂會產(chǎn)生延遲性的混凝土體積膨脹，利用其后期膨脹來補償混凝土降溫時的收縮變形，可以防止出于降溫產(chǎn)生的裂縫，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)預(yù)冷、加冰、埋設(shè)冷卻水管及設(shè)置后澆筑帶的溫控措施。在水閘大體積混凝土澆筑拌合時摻入適量的MgO是利用MgO后期的膨脹變形來補償混凝土降溫引起的溫度收縮，減小底板對閘墩以及墩墻以及地基對底板的約束，以實現(xiàn)超長水閘混凝土結(jié)構(gòu)不設(shè)置后澆帶的一次性整體澆筑，簡化溫控措施，降低工程造價，有效地

9、防止混凝土裂縫，而且由于不設(shè)置后澆帶，可以簡化施工，加快工程建設(shè)進度。 2、降低水泥水化熱：選用適宜的水泥，選用適宜的骨料級配、摻混合料、摻外加劑 3、合理組織施工：施工間歇時間的合理選擇、適時拆模。 4、控制混凝土內(nèi)外溫差：澆筑溫度的選擇，埋設(shè)水管。 5、混凝土外表養(yǎng)護：覆蓋保溫材料、根底及冷壁的預(yù)熱、倉面流水和養(yǎng)護。 6、改善約束條件：底板和一定高度的墩墻連續(xù)澆筑、設(shè)置后澆帶、底板和地基之間設(shè)置過濾層、設(shè)置膨脹加強帶。 五、結(jié)束語 溫度裂縫的存在是混凝土施工中不可防止的普遍現(xiàn)象，泵送混凝土施工也是如此，但是，我們應(yīng)該明白裂縫的出現(xiàn)不僅會影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的強度，降低了建筑物的使用年限。因此，我們在施工中，應(yīng)該充分認識到混凝土裂縫對建筑物的危害性，采用各種有效措施防止與合理應(yīng)對裂縫的出現(xiàn)，不斷提高混凝土澆筑質(zhì)量，滿足建筑物結(jié)構(gòu)的平安穩(wěn)定等要求。 由于混凝土結(jié)構(gòu)溫控防裂問題的復(fù)雜性，及時間等局限性，在本文的工作還有許多缺乏之處，有些問題沒有涉及到或者作進一步的深入探