混凝土抗開裂技術(shù)

混凝土抗開裂技術(shù)混凝土抗開裂技術(shù)提要：對(duì)于混凝土受外約束產(chǎn)生溫度和收縮裂縫問題，在計(jì)算理論方面，國(guó)內(nèi)已有不少研究。目前，工程界一般根據(jù)下列混凝土裂縫間距計(jì)算公式控制伸縮縫間距混凝土抗開裂技術(shù)提高混凝土抗裂、抗?jié)B、強(qiáng)度，對(duì)保證混凝土工程的施工質(zhì)量至為重要，選擇一種高性能混凝土及與之相應(yīng)配套的施工技術(shù)，以指導(dǎo)施工；解決大體積混凝土施工的散熱、熱脹開裂等施工技術(shù)難題；從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土原材選擇、外加劑、配合比設(shè)計(jì)及施工工藝等方面入手，尋求保證混凝土施工質(zhì)量的最佳方法、措施。根據(jù)我們的研究成果，在混凝土澆搗過程中容易產(chǎn)生較大的水化熱，從而引起附加溫度應(yīng)力，由于混凝土收縮產(chǎn)生收縮應(yīng)力。當(dāng)附加的溫度應(yīng)力或收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。1混凝土裂縫控制計(jì)算理論對(duì)于混凝土受外約束產(chǎn)生溫度和收縮裂縫問題，在計(jì)算理論方面，國(guó)內(nèi)已有不少研究。目前，工程界一般根據(jù)下列混凝土裂縫間距計(jì)算公式控制伸縮縫間距：L=/2arcosh)其中:H-板或墻的計(jì)算厚度或高度8P--混凝土極限拉應(yīng)變E--混凝土的彈性模量cx--地基對(duì)混凝土的約束系數(shù)a--混凝土的線膨脹系數(shù)T--綜合溫差由上式可見，溫差和收縮絕對(duì)值很重要，一般aT大于8P,如果aT趨近于*，則arcosh—+8,混凝土無(wú)需收縮縫。這就需要想辦法降低溫差和混凝土收縮。公式中cx一般為常量，但嚴(yán)格講，cx不是常數(shù)，剪應(yīng)力與位移也并不是線性關(guān)系，我們對(duì)此關(guān)系進(jìn)行了深入研究，提出了新的計(jì)算公式，更能反映事物的本質(zhì)。我們知道，地下結(jié)構(gòu)混凝土板一般受溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力的雙重作用，在工程中一般采用綜合溫差概念，即T=T1+T2，其中T1為混凝土水化熱最高溫度與環(huán)境平均氣溫之差。T2為混凝土收縮當(dāng)量溫差，其計(jì)算公式為：T2=sy/a其中，sy=sy0m1m2???m10)sy0-最終收縮，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下sy0=m1m2???m10-考慮各種非標(biāo)準(zhǔn)條件下的修正系數(shù)。由于混凝土早期(10?15d)的極限拉伸很低，一般印=2?1E-4，加上早期水化熱引起的溫差很大，因而混凝土施工期間很容易出現(xiàn)裂縫。2混凝土裂縫控制為了防止裂縫開展，著重從控制溫升，減少溫度應(yīng)力方面采取一系列技術(shù)措施。這些措施不是孤立的，而是相互聯(lián)系相互制約的，施工中結(jié)合工程實(shí)際考慮，合理采用。配合比設(shè)計(jì)1） 水泥選用原則在混凝土施工中，水化熱引起的溫升較高，降溫幅度大，容易引起溫度裂縫，為此，在施工中選用水化熱較低的水泥及盡量降低單位水泥用量。一般來(lái)說(shuō)水泥用量每增減10kg/m3，溫度也相應(yīng)升降1°c。并充分利用水泥的富余活性及混凝土的后期強(qiáng)度。2） 外加劑加入粉煤灰，改善混凝土工作性能和可泵性，延長(zhǎng)初凝時(shí)間，便于施工澆筑。另外借助摻加粉煤灰推遲和減少發(fā)熱量、延緩水泥水化熱的釋放時(shí)間、降低溫度升值，減少產(chǎn)生溫度裂縫的趨向。加入木質(zhì)素磺酸鈣，可以減少混凝土拌合用水（10%左右），節(jié)約水泥（6%左右），從而降低水化熱、減緩水化反應(yīng)速度、推遲初凝時(shí)間、減緩澆筑速度和強(qiáng)度，以利散熱。3）粗細(xì)骨料粗骨料級(jí)配要合理，盡量增大骨料粒徑，減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少；施工時(shí)加強(qiáng)振搗作業(yè)，石子要求針片狀少，超規(guī)少，顆粒級(jí)配符合篩分曲線要求。細(xì)骨料采用中、粗砂，避免采用細(xì)砂。中粗砂比細(xì)砂每m3混凝土減少用水量20?25kg，水泥也相應(yīng)減少2?35kg,從而降低混凝土的干縮。砂石料含泥量的控制。砂、石含泥量超過規(guī)定，不僅增加了混凝土收縮，同時(shí)有降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)混凝土的抗裂是十分不利的?？刂苹炷恋某鰴C(jī)溫度及澆灌溫度混凝土的出機(jī)溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂的溫度次之。因而在氣溫較高時(shí)，為防止太陽(yáng)的直接照射，砂石堆場(chǎng)設(shè)置遮陽(yáng)蓬，必要時(shí)噴射水霧?；炷潦┕せ炷潦┕し謱?、分段對(duì)稱連續(xù)澆筑。加強(qiáng)振搗確?；炷恋拿軐?shí)度。養(yǎng)護(hù)注意保溫保濕養(yǎng)護(hù)。澆筑完后，立即澆水養(yǎng)護(hù)，并蓋上塑料布及草簾子。施工縫處理措施1）在縱向施工縫中間設(shè)遇水膨脹縫，解決新、老混凝土收縮等因素造成的開裂；2）在新、老混凝土界面上涂刷粘接材料，增加兩者之間的粘結(jié)力減少結(jié)構(gòu)開裂。3大體積、大面積混凝土施工控制工藝特點(diǎn)1） 大體積、大面積混凝土裂縫是大體量混凝土水泥水化熱所產(chǎn)生的溫度收縮變形導(dǎo)致的裂縫，而必須予以控制。2） 采用”綜合溫控措施”為混凝土抗裂提供了依據(jù)。3） 用高效緩凝劑提高泵送混凝土的可泵性和早期強(qiáng)度，從而提高混凝土早期抗裂強(qiáng)度，改善了混凝土的抗?jié)B性、緩凝性，滿足大體積、大面積混凝土施工和技術(shù)要求。4） 采用商品混凝土泵送技術(shù)，保證混凝土燒搗的連續(xù)性。減少了施工工序之間的交叉。降低了施工難度。加快施工進(jìn)度。工藝原理1）大體積混凝土澆灌過程中，由于散熱條件差，水化熱積聚造成的溫升，內(nèi)外溫差和降溫引起混凝土體積變化，由于約束的存在不能自由變形而出現(xiàn)了溫度應(yīng)力，溫變應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就出現(xiàn)裂縫，溫度裂縫常是貫穿性的，給結(jié)構(gòu)和使用帶來(lái)危害。在大體積混凝土施工中，通常采用控制水化熱溫升、溫差、降溫梯度，減小約束，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抵抗溫度裂縫的能力來(lái)加以解決。2）大面積混凝土澆灌過程中，散熱條件較好，水化熱引起的溫度應(yīng)力影響不大，而硬化過程中混凝土的收縮則在約束條件下形成收縮應(yīng)力（在大體積混凝土施工時(shí)，折算為”當(dāng)量溫差”考慮），也會(huì)導(dǎo)致裂縫。施工時(shí)常采用優(yōu)化配合比或采用”補(bǔ)償收縮”混凝土或使在硬化過程中處于潮濕環(huán)境，減少收縮值，以控制裂縫的發(fā)展。3） 大體積混凝土通過熱工計(jì)算預(yù)測(cè)其中心溫度、降溫梯度當(dāng)量溫差及其溫度應(yīng)力，制定溫控措施。4） 大體積混凝土、大面積混凝土控制溫度（或收縮--當(dāng)量溫差）裂縫的主要途徑是采取優(yōu)化配合比降低混凝土的水化熱和收縮混凝土抗開裂技術(shù)提要：對(duì)于混凝土受外約束產(chǎn)生溫度和收縮裂縫問題，在計(jì)算理論方面，國(guó)內(nèi)已有不少研究。目前，工程界一般根據(jù)下列混凝土裂縫間距計(jì)算公式控制伸縮縫間距值、改善約束條件、避免應(yīng)力集中的影響和采用保溫蓄熱養(yǎng)護(hù)改善硬化過程的環(huán)境條件等措施。施工要點(diǎn)1） 合理選用原材料，采用”雙摻法”優(yōu)化配置比設(shè)計(jì)，盡可能降低混凝土的水化熱，并有適宜的早期強(qiáng)度和較好的施工性能，（初凝時(shí)間不少于6h，坍落度控制在12?14cm，保證有良好的可泵性、泌水小、流淌斜度相對(duì)較小等）。2） 在設(shè)計(jì)允許條件下，視工程情況留置后澆帶。減少混凝土的體積，使溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力相應(yīng)減少，抗裂強(qiáng)度得到改善。3） 選擇合理的澆灌工藝，在規(guī)定的區(qū)段內(nèi)保證連續(xù)澆灌。選擇合理的澆灌路線，按斜面分層推進(jìn)，確定每層的厚度及在初凝之前能被新澆混凝土覆蓋的單位時(shí)間需要入模的混凝土量，確定混凝土供應(yīng)量及必要的設(shè)備投入，防止”冷縫”。夏季應(yīng)采用降低原材料入機(jī)溫度，混凝土輸送管上加濕草袋覆蓋，噴水降溫等措施，降低混凝土入模溫度。把握兩次振搗時(shí)機(jī)，消除沉縮裂縫；作好初凝之后終凝之前的表面壓抹消除表面裂紋。消除在降溫階段出現(xiàn)應(yīng)力集中的隱患。4） 采用微機(jī)監(jiān)測(cè)，及時(shí)提供水化熱溫升及內(nèi)外溫差和降溫梯度信息，以便確認(rèn)或調(diào)整施工措施，使混凝土在硬化階段得到良好的保溫蓄熱養(yǎng)護(hù)，以利控制溫度裂縫。5） 大面積混凝土主要是控制收縮應(yīng)力注意兩次振搗消除沉縮裂縫，大面積混凝土面作好初凝后終凝前的壓抹消除表面裂縫。墻體澆灌在結(jié)束部位注意抽排浮漿，避免在結(jié)構(gòu)中存在易開裂、低強(qiáng)度、高收縮等薄弱部位。特別要加強(qiáng)保濕養(yǎng)護(hù)。新材料的應(yīng)用水泥基滲透結(jié)品型防水涂料水泥基滲透結(jié)品型防水涂料是一種環(huán)保型高分子化學(xué)材料，能沿著水分穿透及深入混凝土內(nèi)的毛細(xì)管地帶，多種不同的化學(xué)劑混合反應(yīng)形成品體，將毛細(xì)管及裂縫封閉并驅(qū)走水分。當(dāng)沒有水時(shí)，涂料的活性成分會(huì)保持靜止?fàn)顟B(tài)，但當(dāng)再與水分接觸時(shí)，上述的化學(xué)反應(yīng)及封閉過程便會(huì)重復(fù)發(fā)生，而且會(huì)更深入混凝土內(nèi)。涂料施工方便，并在表面受損的情況下，其防水及化學(xué)特性仍能保持，抗靜水壓方面完全有效，并不會(huì)因撕裂、穿刺而析離；能抵受化學(xué)劑入侵，保護(hù)混凝土及鋼筋，是一種理想的新型防水材料?；炷琉B(yǎng)護(hù)液混凝土養(yǎng)護(hù)液是硅酸鹽無(wú)機(jī)高分子親水性新型涂料，噴灑在混凝土表面，很快形成一層致密的薄膜，阻止內(nèi)部自由水過早蒸發(fā)以達(dá)到自養(yǎng)的目的，是現(xiàn)澆混凝土的理想護(hù)液，能提高混凝土表面的抗壓、抗折、抗?jié)B強(qiáng)度及增強(qiáng)表面硬度。和傳統(tǒng)的灑水養(yǎng)護(hù)