第一篇:混凝土温度与裂缝的控制
混凝土温度裂缝控制措施分析
【摘 要】大体积混凝土裂缝是困扰建筑业多年的质量通病。本文对温度裂缝提出了一些有针对性的控制措施,以期对于实际工程施工能产生一定的指导意义。【关键词】 混凝土 裂缝 温度
研究表明,大体积混凝土结构物中的温度裂缝是不可避免的,重要的是采用合理的措施来防治和控制裂缝的发展。防止大体积混凝土出现温度裂缝应从两方面出发:①从控制温度、改善约束,即从减小温度应力着手;②尽可能设法提高混凝土抗裂能力,改善混凝土自身性能。同时大量的工程实践也表明,大体积混凝土结构温度裂缝的控制不能单靠某一项措施,必须结合实际,全面考虑,合理采用。
一、优化大体积混凝土的设计
首先,应根据混凝土浇筑的季节特点进行温度应力和收缩应力的分析,专门设计配合比,大体积混凝土的强度等级宜在C20~C35范围内选用,在保证其有足够强度、满足使用要求的前提下,可以利用混凝土60d或90d的后期强度,减少混凝土中的水泥用量,以降低混凝土浇筑块体的温度升高。其次,通过外加剂调整延长混凝土凝结时间,推迟水化热高峰出现时间;同时掺用微膨胀剂,使混凝土补偿收缩,减少混凝土的温度应力;另外,在混凝土基础内设置必要的温度配筋,在界面突变和转折处、底、顶板与墙转折处、空洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝的出现。
二、合理选择原材料
(1)选择低水化热水泥和严格控制水泥用量
大体积混凝土一般不宜使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,更不宜使用早强型水泥,应尽量选用水化热低和安定性好的水泥,如选用矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,以降低水泥水化热引起的温升。另外,应尽量降低水泥用量,因为水泥水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源.(2)掺加粉煤灰
粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,这些硅、铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应,可以取代部分水泥,从而减少水泥用量,降低混凝土的热胀,粉煤灰颗粒较细,能够参加二次反应的界面相应增加,在混凝土中分散更加均匀;同时,粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构,使混凝土中总的孔隙率降低,使硬化后的混凝土更加致密,相应的收缩值也减少。
(3)掺入适当外加剂
混凝土中掺入适量的减水剂,可以改善混凝土的和易性、降低水灰比、在保持混凝土一定强度时减少水泥用量。泵送混凝土为了延缓凝结时间,要加入一定的缓凝剂,一是延缓混凝土放热峰值出现的时间,由于混凝土的强度会随着龄期的增长而增大,所以等放热峰值出现时,混凝土强度已增大了,从而减小裂缝出现的机率;二是改善和易性,减少运输过程中的坍落度损失。另外,加入适量的引气剂对改善混凝土的和易性、可泵性和提高混凝土耐久性能等十分有利。
三、采取切实可行的施工工艺
(1)混凝土的浇注
1、应采取合理的分层连续浇筑或推移式连续浇筑,以加快混凝土散热速度,并应符合下列规定:①混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。混凝土的摊铺厚度宜不大于400mm;当采用泵送混凝土时,混凝土的摊铺厚度宜不大于600mm;②分层连续浇筑或推移式连续浇筑,其层间的间隔时间应尽量缩短,必须在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕,当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时,层面应按施工缝处理;③对于工程量较大,浇筑面积也大,一次连续浇筑层厚度不大(一般不超过3m),且浇筑能力不足时的混凝土工程宜采用推移式连续浇筑法。
2、振捣方式及要求:在夏季施工时,则避开正午,尽量安排在夜间施工,采用大功率插入式振捣器进行大面振捣,随浇随振,振捣时间以表面泛浆不再下沉为宜,间距要均匀,以振捣范围重叠二分之一为宜,要求水平分层浇筑,振捣密实,并保证上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑完成,表面压实,抹平,防止表面裂缝,要避免纵向施工缝,提高结构整体性和抗剪性能。
3、混凝土浇注前后的表面处理:①在上层混凝土浇筑前应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得有积水;②对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时,应采取接浆措施;③清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子并均匀的露出粗骨料;④要及时进行混凝土表面泌水的清除工作,因为泵送混凝土的水灰比一般比较大,泌水现象也比较严重,不及时清除,将会降低结构混凝土的质量。
(2)严格控制混凝土入模温度
混凝土浇注后,混凝土内部达到的最高温度等于其入模温度与水泥水化热引起的混凝土温升之和,因此要严格控制混凝土出机温度和浇筑温度。首先,大体积混凝土最好能在春秋季施工,当在炎热的夏季施工时,为降低混凝土的出机温度,宜用冷水浇水冷却砂石骨料,应根据工程实际情况综合考虑各项因素的影响,按计算确定较合理的控制取值。
因此,要控制混凝土的入模温度:①降低骨料温度,通过提高骨料堆料高度和在骨料堆顶部用喷雾机喷冷水雾可使骨料温度有效降低,从而降低混凝土拌合温度;②降低水的温度,用低温水拌和,水温降低温度降低,可使混凝土出机口左右。③降低水泥的温度。水泥的温度不宜太高,尤其是夏季施,混凝土温度要上升);工或应用新出厂的散装水泥,要注意水泥本身的温度(夏季施工用袋装水泥要采取存放库内或有遮凉设施,因水泥温度每升高④防止混凝土出搅拌机后温度倒灌。经过运输、平仓、振捣后形成浇筑温度,为防止骨料运输过程中温度升高,应减小运距,所有运输设施均宜有隔热设施。
(3)加强混凝土的养护
大体积混凝土养护是关键,应根据各种状态、不同施工条件、不同气候条件,采用不同的养护方案:①保温养护措施,应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求;②保温养护的持续时间,应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制确定,但不得少于15d,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;③在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。保温养护是大体积混凝土施工的关键环节,其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力,其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度,充分利用混凝土的抗拉强度,以提高混凝土块体承受外约束力的抗裂能力,达到防止或控制温度裂缝的目的。同时,在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护,施工人员需根据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施;③塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土和模板,在寒冷季节可搭设挡风保温棚④对标高位于±0.00以下的部位,应及时回填土,±0.00以上的部位应及时加以覆盖,不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。在大体积混凝土拆模后,应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧烈干燥等措施;⑤混凝土在实际温度养护的条件下,严格控制混凝土的拆模时间。
(4)改进施工技术
在加强混凝土质量控制的同时,应积极推广新技术、新材料与新工艺的应用,以减少混凝土的开裂:①采用拌合用水中加冰块的方法降低混凝土出机温度和浇注入模温度;②在混凝土中预埋冷却水管,通入循环水降温,进行人工导热;③设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸较大时,可以适当设置后浇缝,以减少外约束力和温度应力,同时也有利于散热,降低混凝土的内部温度;④施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体,易产生大的温度梯度,这是裂缝产生的一个主要环节,同时加强初凝前的抹压,以消除初期裂缝,并加强早期养护,提高混凝土抗拉强度;⑤加适当预埋件。在混凝土易裂缝部位埋设应力应变传感片,直接测试拉应力,以便更直接控制混凝土(调节保温保湿养护条件,保证温度梯度),确保混凝土不出现裂缝。同时可在基础面筋上加设铁丝网或小直径钢筋网,以提高混凝土表面抗裂性。
(5)做好温度监测措施
为有效掌握和控制混凝土的内部温度与表面温度、表面温度与自然界温度之差不超过,对浇筑后的大体积混凝土应采取温度监控手段。在混凝土有代表性的部位适当预埋钢管,以便及时测温,同时有利于降低混凝土内部温度。大体积混凝土的温控施工中,除应进行水泥水化热的测定外,在混凝土浇筑过程中还应进行混凝土浇筑温度的监测,在养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。监测的规模可根据所施工工程的重要性和施工经验确定,测温的方法可采用先进的测温方法,如有经验也可采用简易测温方法。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况,以及所采用的施工技术措施的效果,为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。
四、加强管理
(1)加强组织管理工作:①建立健全质量保证体系,制定各项工作制度,根据工作的内容分工协作,责任到人;②对影响工程质量的人、材料、方法、机械、环境等都要加以控制,施工中所使用的人、财、物应配备就绪,特别是对人员的组织工作,比如连续作业时的人员交接要在现场半小时内完成,就餐时间的控制等;③为防止设备出故障,必须要有备用设备。
(2)加强技术管理工作:①施工中严格按照方案及交底的要求进行施工,对混凝土模板的支撑要认真检查,支撑牢固;②模板接缝要严密,防止漏浆;③对施工方案要进行优化;④加强原材料的检验、试验工作和温度监测工作,定时检查并做好详细记录,认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝,要切实落实施工方案。
成本分配要以完整的、准确的原始记录为依据,不能凭主观臆断乱分配,更不能故意搞乱成本分配秩序,制造虚假成本信息。×××××××××⑤××××××××××××××××××××××××× 论文中的图、表、公式、算式等,一律用阿拉伯数字分别依序连编编排序号。序号分章依序编码,其标注形式应便于互相区别,可分别为:图2.1、表3.2、公式(3.5)等。[参考文献](五号宋体加粗)[1] 陈素雅.体育教育专业改革应注重调整培养目标[J].山西师大体育学院学报,2002.2:26-28(五号宋体)[2] 严元章.中国教育思想源流[M].北京:三联书店出版社,1993.11:137-141.[3] 朱小蔓.关于学校道德教育的思考[A].二十一世纪中国德育改革与创新[C].银川:学苑出版社,2002:121-133 [4] 鲁洁.关系中的人:当代道德教育的一种人学探寻[A].二十一世纪中国德育改革与创新[C].银川:学苑出版社,2002:3-4 [5] 张春兴.教育心理学[M].杭州:浙江教育出版社,1998.5:140 参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业设计(论文)有参考价值的文献。参考文献应具有权威性,要注意引用最新的文献。毕业论文作者应在选题前后阅读大量有关文献,文献阅读量不少于5篇。
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著作:[序号]作者.译者.书名.版本.出版地.出版社.出版时间。期刊:[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数).会议论文集:[序号]作者.译者.文章名.文集名.会址.开会年.出版地.出版者.出版时间
第二篇:混凝土的施工温度与裂缝
混凝土的施工温度与裂缝
一、裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因,细分可分为:水泥干缩产生的裂缝。温差变化,由热胀冷缩效应引起的裂缝。应力集中引起的裂缝。使用不当造成过载,变形过大引起的裂缝。张拉力引起的裂缝。不均匀沉降引起的裂缝。施工中,在混凝土初凝阶段因模板振动、变形或移位会使结构产生裂缝。加荷过早产生的裂缝。施工缝处理不好则可能在施工缝部位出现裂缝。混凝土预制构件,在脱模、运输、堆放、起吊过程中因各种原因使构件受压区处于受拉状态,都可能使构件产生裂缝。
二、温度应力的分析
在大体积混凝土中,混凝土产生裂缝的主要原因是由于温度应力的作用。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
根据温度应力的形成过程可分为以下3个阶段:
早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征.一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化.这一时期在混凝土内形成残余应力。
中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中.温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形-成的残余应力相叠加.在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
晚期:混凝土完垒冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。
根据温度应力引起的原因可分为两类:
自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
约束应力:结构的垒部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱粱顶板混凝土和护栏混凝土。
这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。
要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。
三、温度的控制和防止裂缝的措施
由于温差的作用,裂缝的产生是不可避免的。根据计算可以看出,可以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。因而,在施工中采取适宜的措施,能够避免有害裂缝的出现。
降低水泥水化热。包括: 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。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。
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。加强施工中的温度控制。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。
提高混凝土的抗拉强度。包括: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置,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。
四、混凝土的早期养护
实践证明.混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
从温度应力观点出发,保温应达到下述要求;防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。防止老混凝土过冷.以减少新老混凝土间的约束。
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件.以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。
适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。
从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化.表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。
混凝土现浇板裂缝的防治,从设计、施工方面来剖析楼板裂缝的成因与防治措施。监督与监理是重要保证。现就如何防治住宅现浇混凝土楼板裂缝,提出如下措施。
裂缝产生的设计原因与防治措施在住宅建筑设计中,设计单位必须认真执行《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)等规范的有关规定,采取以下设计技术措施,防治现浇混凝土楼板裂缝。
必须严格执行《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)关于砌体房屋伸缩缝最大间距的规定,在未采取切实可靠的技术措施作保障时,伸缩缝问距不得超越伸缩缝最大间距的规定。住宅建筑平面较为复杂或因工程需要建筑物长度超过规范规定的伸缩缝问距时,宜选用相应的结构计算软件进行混凝土楼板的温度应力分析,确定温度应力集中的部位,从而采取相应的技术措施。
设计中要采取缩小现浇板长度的措施,减少混凝土收缩应力和温度收缩应力影响。要求按照住宅单元设计混凝土现浇板,即相邻住宅单元的混凝土现浇板是不连续板,单元之间隔墙的混凝土圈梁为板底圈梁,并对单元之问隔墙两侧的纵向混凝土圈梁采取局部后浇措施,避免混凝土现浇板由于设计长度过长而产生裂缝。
现浇板厚度必须符合《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)关于现浇钢筋混凝土板最小厚度的要求;跨度较大现浇楼板厚度的确定,应考虑到板在正常使用极限状态下挠度的计算值应符合规范要求;也可适当增加板厚,以提高其刚度,增强混凝土现浇板的抗裂能力。住宅现浇混凝土楼板应按不出现裂缝设计。
外墙设计必须符合节能要求,可按《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)的要求,在外墙内侧设置混凝土圈梁,减少温度对混凝土圈梁及混凝土现浇板的影响,从而避免由于温度影响导致混凝土现浇板产生裂缝。
混凝土现浇板宜采用直径小而间距密的配筋方式,尽量使用变形钢筋,提高钢筋的握裹力,增强混凝土现浇板的抗裂能力。楼板配筋时,应同时考虑荷载应力和温度应力的影响因素。靠近山墙部位的板块宜配置双层双向钢筋网片。墙阳角处应增设放射性钢筋。在温度、收缩应力较大的现浇板区域内,应配置双层双向钢筋网片。屋面板筋宜采用双层双向钢筋。
与楼梯问相对应的两个房间或一个房间的混凝土现浇板,沿房屋长度方向要有1/2的支座负筋全跨贯通,与此房间相对应的纵向混凝土圈梁,需增加2P12纵向钢筋楼层处混凝土楼梯梁的配筋要适当增强,要求梁上部配筋与下部配筋相同,并在两侧增加212附加纵向钢筋。楼层处的混凝土楼梯平台板,沿房屋长度方向的支座负筋需全跨贯通。
各类预留管线应尽量在圈梁及墙体内敷设。必须在楼板内敷设的管线,应尽量平行于楼板受力方向(或双向板的短边方向)布设。现浇板中预埋管线应避免集中布置,预埋管径较粗时,管线必须设置在板厚中心位置;管线应尽量避免立体交叉穿越,确需交叉时应采用布置线盒的方法处理,预埋管线处应采取增设钢筋网等加强措施。(9)住宅的建筑平面设计宜规则,免平面形状突变;特殊条件下应采取在不规则处设置双层双向钢筋网片或暗梁的方法进行处理。
屋面板应设置保温、隔热层,保温层厚度应根据材料的参数进行热工计算,然后确定其厚度。刚性屋面防水层应按规范要求及屋面节点设计详图设置分格缝,分格缝内应嵌填密封防水材料。
裂缝产生的施工原因与防治措施在住宅建筑施工中,施工单位必须认真执行《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T 50315-2011)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)的有关规定,并严格按照施工图设计的要求进行施工。
施工单位要采取以下措施,防治现浇混凝:楼板裂缝。
由于目前住宅建筑施工进度过快,楼板混凝土疏于养护,致使在现浇板内形成较大收缩应力,是造成混凝土楼板裂缝的主要原因之一。因此,科学组织施工,是控制现浇混凝土楼板裂缝产生的主要措施。要求不论在任何情况下,现浇混凝土楼板在浇筑后五日(120小时内,除进行正常的养护工作外,不允许进行上? 楼层的砌筑工程,且不允许在楼板上堆放硬物等施工活动。
现浇混凝土楼板在施工前,应采集现场的砂、石子、水泥等材料进行配合比设计,做好调整试配工作。严格控制水灰比和坍落度。浇筑混凝土时,要保证振捣密实,且不得漏振。
现浇板钢筋的保护层及板厚应严格控制,板的负弯矩钢筋应设置通长钢筋马凳支撑,马凳间距不得小于。浇筑混凝土时应设跳板以免踩乱钢筋。
现浇混凝土楼板在浇筑完毕后,必须按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)的规定覆盖并浇水养护,确保养护标准,减少混凝土的收缩。
主体工程竣工前,不得进行预留纵向混凝土圈梁后浇带的钢筋焊接。待主体工程竣工后,自下而上逐层进行纵向混凝土圈梁后浇带的施工。顶层纵向混凝土圈梁后浇带的施工,必须在混凝土浇筑完毕十日后进行。
在混凝土强度未达到1.2MPa前,不得有踩踏行为,严禁在楼板上倾倒施工材料的行为。
严格控制施工荷载不超过设计荷载,当施工荷载较大时,楼板下应根据计算加设支撑。
现浇混凝土楼板的模板支撑位置,要经过计算来确定。底层模板支撑在回填土上时,要做到回填土夯打密实,避免由于回填土压缩变形或遇水沉降影响现浇混凝土楼板的质量。上下楼层的模板支撑要对应设置,并设置足够的垫板,避免上层施工荷载对下层楼板产生不利影响。现浇板底模拆除时的混凝土强度应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)的规定。拆除现浇混凝土楼板的模板时,要充分考虑该楼层现浇混凝土板承受上层楼板及其它堆放物的影响。若该层楼板承受上层现浇混凝土楼板及其它堆放物的重量时,在该层楼板的混凝土强度未达到100%时,严禁拆除模板支撑。
监督与监理对裂缝产生防治措施质鼍监督部门及工程监理单位,必须认真执行国家规范。规程的有关规定,增强质量意识,强化监督管理,监督和督促各项技术措施的落实,保证现浇混凝土楼板裂缝能得到有效防治质量监督部门必须将防治现浇混凝土楼板裂缝作为质量监督的工作重点,实施重点监督管理。负责监督施工单位落实防治现浇混凝土楼板裂缝的技术措施,对施工单位违反规范、规程有关规定的施工行为,必须责令其限期整改。加强对现浇板施工质量的抽查,并严格检测钢筋混凝士保护层厚度、混凝土强度、楼板厚度等质量技术指标,对不能满足规范和设计要求的工程不准主体验收和装饰工程施工。做到监督超前,尽量消除质量隐患,确保施工质量。
工程监理单位对于现浇混凝土楼板工程,必须采取旁站监理,参与施工的全过程。必须做好原材料进场验收。见证取样送检、混凝土开盘鉴定、计量控制、坍落度检查、钢筋位置控制、板厚度控制!浇水养护、拆模时间等各主要环节的质量监理,并做好相应技术文件。负责落实防治现浇混凝土楼板裂缝的技术措施,协助施工单位制定切实可行的防治裂缝施工方案,并督促施工单位全面落实施工质量目标责任制,确保施工质量。
结束语
以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对干具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝 是完全可以避免的。
第三篇:浅谈混凝土的施工温度与裂缝
浅谈混凝土的施工温度与裂缝
中铁二十三局一公司滕州项目部 王金山
内容提要 通过多年的施工现场观察和借鉴有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因,现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施等进行阐述。
关 键 词 混凝土 温度应力 裂缝 控制
混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。尤其在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。
借鉴有关混凝土内部应力的资料和现场施工实践,主要应从以下几个方面进行分析。温度裂缝产生的原因
1.1水泥水化热
水泥在水化过程中放出大量的热,且主要集中在浇筑后的7d左右,大量的水泥水化热使混凝土内部温度升高,在表面引起拉应力;后期在降温过程中,由于受到基础或表面已经凝固的混凝土的约束,因降温收缩的砼又会在混凝土内部引起拉应力,尤其对于大体积混凝土来讲,混凝土内部和表面的散热条件不同,内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,这种内外温差巨大的现象更加严重,当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,就会在混凝土表面就会产生裂缝。1.2混凝土的收缩
混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下这种自发变形不会产生应力,但在受到外部约束时(支承条件、钢筋等),变形受限,在混凝土中产生拉应力,使得混凝土开裂。混凝土的裂缝主要由塑性收缩、干燥收缩和温度收缩这三种情况引起的。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。1.3外界气温湿度变化的影响
浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的浇筑温度也就会愈高;如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快,会造成很大的温度应力,极其容易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响,外界的湿度降低会加速混凝土的干缩,也会导致混凝土裂缝的产生。温度应力的分析 2.1根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
2.1.1早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。
2.1.2中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
2.1.3晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相叠加。2.2根据温度应力引起的原因可分为两类:
2.2.1自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。
2.2.2约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。2.3 温度的控制和防止裂缝的措施
2.3.1从设计方面,对大体积混凝土进行设计优化
2.3.1.1改善约束条件,减少由于砼自身原因引起的裂缝,在工程结构设计中要特别注意降低大体积结构的约束度。改善约束条件的措施是:
2.3.1.1.1合理地分缝分块; 2.3.1.1.2避免基础过大起伏;
2.3.1.1.3合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;
2.3.1.2裂缝易发生部位加强构造措施:如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋,从而让钢筋代替混凝土承担拉应力,这样可以有效的控制裂缝的发展。
2.3.1.3对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值,因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。
2.3.2从材料方面,合理的选用热量低、放热慢的材料,并结合外加剂的使用,是控制裂缝的重要措施
2.3.2.1合理的选用水泥,减少水泥用量
减少水泥水化过程中释放的热量,降低砼内温度梯度,是控制温度裂缝的重要措施,因此,对于大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种,而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同,水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙(C3A),其他成分依次为硅酸三钙(C3S)、铝铁酸四钙(C4AF)和硅酸二钙(C2S);另外,水泥越细发热速率越快,但是不影响最终发热量。因此我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥等低热水泥。
2.3.2.2掺加外加料和外加剂
粉煤灰作为一种常见的外加料,可以增加混凝土的密实度,减少水泥用量,提高抗渗能力,改善混凝土的工作度,降低最终收缩值,能大幅降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升,防止结构出现温度裂缝,是防治混凝土温度裂缝的最有效的方法之一。
2.3.2.3骨料控制
科学设计配合比,在保证强度的前提下,选取粒径大、强度高、级配好的骨料,确定合适的水灰比、水泥用量、砂率,不宜过多增加水泥用量,坍落度不宜过大,这样可以获得较小的空隙率及表面积,从而减少水泥的用量,降低水化热,减少干缩,减小了混凝土裂缝的开展。
2.3.3制定合理的施工方案,加强施工管理
2.3.3.1合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露,调整施工进度,避免在夏季或冬季的极端气候时段进行混凝土施工;夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;
2.3.3.2严格按照实验室签发的配料单进行配料,水、水泥、砂、石子均应以重量计,不得以车、锨数计量。称量偏差控制在允许偏差范围内。拌和程序和拌和时间应通过试验决定,并严格控制;
2.3.3.3夏季施工应注意降低混凝土浇筑温度。降低混凝土浇筑温度应从降低混凝土出机口温度、减少运输和仓面的温度回升两方面入手。
2.3.3.4冬季施工应注意混凝土保温,规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,也需采取保温措施,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;
2.3.3.5浇筑仓面控制。混凝土裂缝最先出现在混凝土的薄弱部位,所以应最大限度地减少薄弱部位出现。
2.3.3.6二次抹压。混凝土浇筑完毕,抹压成型。在混凝土初凝前进行二次抹压,消除因混凝土干缩、塑性收缩产生的表面裂缝,以增加表面混凝土密实度。二次抹压对消除以上原因产生的混凝土表面裂缝效果显著。
2.3.4控制温度措施:
2.3.4.1采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;
2.3.4.2拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度; 2.3.4.3热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热; 2.3.4.4在混凝土中埋设冷却水管,通入冷水降温;
2.3.4.5规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;
2.3.4.6施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施; 此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要的,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑砼早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。
加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
为保证混凝土施工质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。使用减水剂在实践中总结出其主要作用为:
(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。
(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。
(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。
(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土的抗裂性能。
(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能。2.4 混凝土的表面保护和养护
2.4.1表面保护
混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成,寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:
2.4.1.1防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。
2.4.1.2防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
2.4.1.3防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。2.4.2早期养护
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。另一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。结束语 以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。
参考文献 :
【1】陈雅福主编《土木工程材料》--华南理工大学出版社, 2001 【2】张爱勤主编《道路建筑材料》--山东大学出版社,2005 【3】《混凝土设计规范》中华人民共和国行业标准.JGJ 55-2000.普通混凝土配合比设计规程.北京.中国建筑工业出版社.2001
【4】中华人民共和国交通部发布.JTJ 041-2000.公路桥涵施工技术规范.北京.人民交通出版社.2000
第四篇:控制混凝土温度裂缝的施工技术措施
口口葛华辉(福建联美建设集团有限公司,福建福州350
摘要:从控制混凝土温升、提高混凝土极限拉伸值、改善边 界约束和构造设计等方面,对建筑工程混凝土施工过程中控 制温度裂缝的施工技术措施进行了探讨。关键词:温度裂缝;施工;温差;收缩 中图分类号:TU 528.07 文献标识码: 引言 在建筑工程混凝土施工过程中,温度裂缝控制 是施工质量控制的一项重要内容,尤其是对体积较 大的混凝土,如较大规模的地下室底板、大截面的转 换梁等,由于水泥水化热引起混凝土内部温度和温 度应力的剧烈变化,是导致混凝土发生裂缝的主要 原因。因此,在施工过程中应采取有效的技术措施,减少和防止混凝土温度裂缝的产生。本文结合笔者 从事工程施工管理的实践经验,从控制混凝土温升、提高混凝土极限拉伸值、改善边界约束和构造设计 等方面,对建筑工程混凝土施工过程中控制温度裂 缝的施工技术措施进行探讨。1控制混凝土温升 混凝土结构在降温阶段产生温度应力的原因在 于降温和水分蒸发等导致的收缩,而外在约束使其 不能自由变形。因此,对水泥水化热导致的温升进 行控制,可以减小降温温差,从而降低温度应力,防 止温度裂缝。控制水泥水化热产生的温升可以采取 下列措施:(1)选用中低热的水泥品种。混凝土升温的热 源是水泥水化热,在施工中应选用水化热较低的水 泥,并尽量降低单位水泥用量。为此,施工大体积混 凝土结构多使用P・S 32.5和P・S 42.5水泥。(2)利用混凝土的后期强度。试验结果表明,每m 的混凝土中水泥用量每增加或减少10 kg,混 凝土温度会相应地升高或降低1℃。因此,为控制 混凝土温升,减小温度应力,降低温度裂缝产生的可 能性,可根据结构实际的荷载状况,用 √'酏或 替 代,28作为混凝土设计强度。这样可使混凝土中水泥用量减少40—70 kg/m,混凝土的水化热温升也 相应减少4—7℃。但利用混凝土后期强度时,要专 门进行混凝土配合比设计,并通过试验证明28 d之 后混凝土强度能继续增长。(3)掺加外加剂。为了满足送到现场的混凝土 具有一定的坍落度,若单纯增加单位水泥用量,不仅 多用水泥,加剧混凝土收缩,而且会使水化热增大,容易引起开裂。因此,应掺用适当的外加剂。木质 素磺酸钙属阴离子表面活性剂,对水泥颗粒有明显 的分散作用,并能使水的表面张力降低而引起加气 作用。在混凝土中按水泥质量的0.25%掺人木质 素磺酸钙减水剂,不仅能使混凝土的和易性明显改 善,同时减少10%左右的拌和水,节约10%左右的 水泥,降低了水化热。近年来出现了许多新型外加 剂(如UEA、AEA等),掺用后可使混凝土空隙中水 分表面张力下降,从而减少收缩40%一60%。但 能否有效地控制收缩裂缝,还应注重其应用条件和 后期收缩。(4)掺加粉煤灰外掺料。粉煤灰具有一定的活 性,不但可以替代部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球 形,具有“滚珠效应”,可起到润滑作用,能改善混凝 土的粘塑性,并可使泵送混凝土要求的0.315 mm 以下细粒含量增加,改善混凝土的可泵性,降低混凝 土的水化热。大体积混凝土的初期强度增长较快,而到后期则增长缓慢,其原因是混凝土在初期处于 高温条件下,水化作用迅速,随着混凝土龄期的增 长,水化作用慢慢停止。掺加粉煤灰可改善混凝土 的后期强度,但会使其早期抗拉强度和早期极限拉 伸值少量降低。因此,对早期抗裂要求较高的工程,粉煤灰掺入量应少一些,否则表面易出现细微裂缝。(5)控制混凝土的出机温度和浇注温度。混凝 土原材料中石子的比热较小,但其在每m 混凝土 中所占的比例较大;水的比热最大,但在每m 混凝 土中只占小部分。因此,对混凝土出机温度影响最 大的是石子及水的温度,砂的温度次之,水泥的温度 影响很小。为了降低混凝土的出机温度,最有效的
第五篇:大体积混凝土温度裂缝浅析及控制方法
大体积混凝土温度裂缝浅析及控制方法
【摘 要】随着我国经济的发展,工程建设规模越来越大型化、复杂化,这使得工程建设中的大体积混凝土温度裂缝问题日益突出并成为具有相当普遍性的问题。文中通过分析大体积混凝土温度裂缝产生的原因,从中找到控制裂缝的措施及解决的方法,从而为保证建筑物和构件的安全奠定了基础。大体积混凝土温度裂缝的类型混凝土结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝主要有三种,一是骨料和水泥石粘合面上的裂缝,称为粘着裂缝;第二是水泥石自身的裂缝,称为水泥石裂缝;三是骨料本身裂缝,称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则,不贯通的,并且肉眼看不见。宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的。温度,作为一种变形作用,在混凝土结构中引起的裂缝有表面裂缝和贯穿裂缝两种。这两种裂缝在不同程度上都属于有害裂缝。由于高层建筑、高耸结构物和大型设备基础大量的出现,大体积混凝土也被广泛采用,大体积混凝土结构的温度裂缝日益成为建筑工程技术人员面临的技术难题。
大体积混凝土温度裂缝的成因
2.1 概述
当混凝土结构产生变形时,在结构的内部、结构与结之间,都会受到约束。当混凝土结构截面较厚时,其内部温度分布不均匀,引起内部不同部位的变形相互约束,称之为内约束,当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍时称之为外约束。建筑工程中的大体积混凝土结构所承受的变形,主要是由温差和收缩产生,其约束既有外约束又有内约束。大体积钢筋混凝土结构中,由于结构截面大,体积大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩膨胀作用,由此引起的温度应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝的起因是温度变化引起的变形,当变形得不到满足时才会引起应力,而且应力与结构的刚度大小有关,只有当应力超过一定数值才引起裂缝。
2.2 温度变化引起变形在大体积混凝土工程施工中,由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化。实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3 到5 天,随着混凝土龄期的增长,温度逐渐下降,而弹性模量增高,因此混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大,以致产生很大的拉应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时,开始出现温度裂缝。
2.3 变形受到约束,引起应力当大体积混凝土浇筑在基岩或老混凝土上时,由于基岩(或老混凝土)的压缩模量(或弹性模量)较高,混凝土温度变化所产生的变形受到基岩(或老混凝土)的约束,而在新浇混凝土内部形成温度应力,在升温阶段,约束阻止新浇混凝土的温度膨胀变形,在混凝土内形成压应力。而在降温阶段,新浇混凝土收缩(降温收缩与干缩)因存在较强大的地基或基础的约束而不能自由收缩,在新浇混凝土内形成拉应力。2.4 应力超过了混凝土的抗拉强度,导致裂缝的产生混凝土早期抗拉强度是很低的。值得注意的是随着水泥标号的提高,水泥用量的不断增加,抗拉强度也会相应增加。另外,由于水化热的影响,1 天龄期的小试件强度可比实际大尺寸构件中的强度低 50%,也就是说导致混凝土构件的早期强度降低;而28 天龄期的小试件强度则可比实际构件强度高30%;也就是说对设计而言不安全。因此这也是要限制最高温度的一个原因。
2.5 外界气温变化的影响大体积混凝土在施工期间,外界气温变化的影响也很大。混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和,外界气温愈高,混凝土的结构温度也愈高,如外界温度下降,会增加混凝土的降温幅度,特别是在外界气温骤降时,会增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度。温度应力是由温差引起的变形造成的,温差愈大,温度应力也愈大。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可达60ºC,并且有较大的延续时间。在这种情况下研究合理的温度控制措施,防止混凝土内外温差引起的过大温度应力显得更为重要。
2.6 混凝土的收缩变形混凝土收缩变形引起的温度应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生裂缝,因此混凝土的收缩也是引起裂缝不可忽视的因素。大体积混凝土温度裂缝控制及措施
在大体积混凝土工程施工中,由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化,从而导致混凝土发生裂缝。因此,控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度,是防止混凝土出现有害的温度裂缝的关键问题。我们将大体积混凝土温度裂缝的基本控制措施分为设计措施、施工措施和监测措施。随着材料科学的发展和施工技术的完善,现场大体积混凝土的施工积累了不少经验,如留永久性变形缝或伸缩缝、用蛇形冷却水管来降低大体积混凝土内部温度、采用液态氮降低混凝土入模温度以及使用微膨胀混凝土减缓干缩等等。总上所述,为防止裂缝、减轻温度应力,我们主要是从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
3.1 控制温度的措施
①采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;
②拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;
③热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;
④在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;
⑤规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发急剧的温度梯度;
⑥施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保护措施;
⑦使用低热或中热水泥。水泥的主要发热成分是铝酸三钙(C3A)和硅酸三钙(C3S),制造时适当降低这两种成分的含量即可降低其水化热。
3.2 改善约束条件的措施
①合理地分缝分块;
②避免基础过大起伏;
③合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
根据以上述分析,大体积混凝土在三个阶段产生的温度应力均与内外部的温差有关,因此,有效的控制混凝土内外温差,就成为了有效控制温度应力的关键。对此,《混凝土结构工程施工及验收规范》曾作了如下要求“大体积混凝上表面和内部温差应控制在设计要求的范围内,当设计无具体要求时,温差不宜超过25ºC”,并对浇筑温度也作了“不宜超过28ºC”的规定。对于大体积混凝土的温差控制一般从三方面着手:第一是控制混凝土的绝对发热量;第二是采取有效措施降低混凝土内外温差;第三是改善周围的约束条件,改进配筋状况,减小裂缝宽度。所以,要真正实现大体积混凝土的质量控制,则应从原材料、设计、施工等各个环节抓起。
结束语
总之,大体积混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格,模板变形,基础不均匀沉降等。为了保证建筑物和构件的安全,我们一方面要从控制温度、改变约束、降低温度着手,另一方面应可能设法提高混凝土的抗裂性能。只有在施工中采取以上行之有效的措施,才能控制裂缝的出现或延伸,进而保证建筑物安全、稳定的工作。