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[摘要]:大体积混凝土主要是根据厚度定义的,国际上一般采用0.8m~1m作为界限。本文主要大体积混凝土阐述了裂缝的成因及其控制方法仅供参考。
[关键词]:成因分析 控制方法
中图分类号:B014 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2012)20- 0191 -01
引言:
大体积混凝土的裂缝成因市多方面引起的,因此大体积混凝土施工是一个综合过程,与设计、混凝土供应、施工有密切的关系,只有各个环节都保证工作质量,才能避免不出现质量缺陷。
大体积混凝土主要是根据厚度定义的,国际上一般采用0.8m~1m作为界限。自80年代以后大体积混凝土的定义有了新的概念:“任意体量的混凝土,其尺寸(厚度和平面)大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝,统称为大体积混凝土”,由此可见,即便是很薄的结构,虽然水化热很低,但是其收缩很大,控制收缩裂缝的要求比过去任何时候都显得非常重要。因此,泵送混凝土的薄壁结构也应当按照大体积混凝土的要求采取措施控制混凝土的收缩裂缝。混凝土收缩主要来自于水和水泥,自由收缩的混凝土不会出现开裂,只有收缩遇到约束,从而产生的约束应力大到超出混凝土的抗拉强度的时候才会开裂。
一、开裂形式一般有:
1.早期塑性开裂;
2硬化后开裂;
3.膨胀开裂;
4.荷载作用开裂。
二、影响混凝土开裂的主要因素
1、原材料:
水泥(细度、矿物成分含量)、掺和料(品种;质量;掺量)、骨料(吸水性、粒形、热膨胀性、比例)、外加剂(相容性、保塑性、缓凝性及技术夸大性)
2、配合比:
水泥用量(胶凝材料总量)、总用水量、砂率、保证强度的同时必须考虑耐久性
3.混凝土和易性:计量准确性、搅拌质量、搅拌时间
4、施工性:克服无所谓的概念、浇筑振捣正确性(分层、段的合理及位置时间)、正确把握初凝时间的面层处理(贯入阻力时间和收水时间)、测温与养护技术的关系(浇水保湿和各阶段温度控制)、施工进度(拆模时间、降温速率)
三、厚度大体积混凝土裂缝控制
初凝前产生的裂缝(可处理)与温度产生的裂缝(不可处理)
1、初凝前产生的裂缝:
(1)表现形式一般为塑性收缩开裂。无论是沉降收缩还是失水干燥收缩裂缝,一般均可通过振捣、滚压、搓面工序可予以避免。一般大体积混凝土的坍落流动度较大,常会因为混凝土和易性问题,使混凝土出现离析泌水,当沉降遇到上层钢筋的阻力时,就会产生沉降开裂,又会因泌水过快,而易使失水开裂增多。
(2)处理形式主要在面层处理工序中。混凝土浇注振捣露出结构上表面后:
①先用铁锨将混凝土摊平并振捣;
②刮杠刮平表面;
③用滚杠滚压表面,并将多余浮水排走;
④再用刮杠或木抹将表面处理;
⑤当混凝土收水时,进行木抹搓抹第一遍,搓抹采用后退式施工方法,边搓抹边覆盖塑料布,以减少表面水分蒸发;
⑥第二遍搓抹時间掌握在人踩在混凝土表面有沉陷脚印,拌合物可操作性强,同时有裂纹出现。此到工序仍然采用,后退式边搓抹边覆盖塑料布的施工方法,对已出现的裂缝,采用来回搓揉的方法将其搓合严;
⑦第三遍搓面时间掌握最重要,一定要在混凝土初凝前(混凝土初凝时间的确定是:时间与力交点的坐标值3.5Mpa,(一般人踏在混凝土表面远远小于此值)进行第三遍搓抹,同时必须将后出现的裂缝全部搓合,并覆盖严塑料布。
2、温度产生的裂缝:
水泥水化产生很多的热量,使混凝土内部温度值很高,形成内部受压外部受拉,规范规定当受压温度与受拉温度超出25℃时,会产生温差应力,其累计值过大就易使混凝土温差层开裂。升温过程也是应力产生的过程,升温速度越快,应力产生越大。如果降温时的速率大于升温时,形成降温温度梯度过大产生应力,也会使混凝土的内部出现开裂。
以上两种开裂的表现形式是很难见的,一般只有依靠测温记录的数值来判断。所以测温的重要性就在于此。
针对测温出现的问题,主要处理形式:
降低最高温度
(1)降低温升值;(2)降低浇筑温度值;(3)掺加缓凝剂延缓峰值时间;(4)基础混凝土内掺加大块石料(吸收部分热量);(5)放慢浇筑速度:根据环境条件充分利用混凝土的初凝时间,使热量逐步释放达到降低最高温度值的目的。
升温阶段
混凝土终凝后开始硬化并产生热,中心温度不断上升并往四面扩散,建议此时仅覆盖塑料布即可,不要进行保温处理,以免造成温度积蓄过多,会延长降温阶段的时间。
降温阶段
混凝土温度达到峰值并持续一段时间后开始降温,这个阶段是大体积混凝土关键阶段。
(1)温度差
表层点值与混凝土表面(塑料布与混凝土间)的温度差不大于25℃,是控制混凝土表层与表面不出现开裂。由于降温是一个缓慢的阶段,随时观察测温结果对混凝土块体进行适宜的保温养护是非常重要的,从经验中总结出,当温度差连续12小时(4h*3)超标时就应考虑加强保温处理。当温度差连续24小时小于15℃时,可采取白天掀开部分保温层降温,这样有利于整体施工进度。
(2)降温速率
如前所说,控制降温速率是很重要的工序,过快的降温速度会使混凝土应力松弛过快出现开裂。有关规范要求降温速率在1.5℃/d,从经验中总结降温速率可控制在2.0-3.0℃/d,因为这个速率对于膨胀剂的7天潮湿养护是可以达到的,同时施工一般也能满足。
对于施工放线要视温度及温差的具体情况来定,一般可采取:不撤保温,定主要基准点和白天气温好逐步掀开保温层放线(10:00-16:00)。
3、养护:
混凝土养护是必须的。大体积混凝土的养护应该达到两种目的:保持充分潮湿和控制温差。一般讲夏季施工常采用降温养护的方法,冬季施工宜采用保温养护的方法;混凝土内部最高温升值大,大气温度值低尽量采用保温养护的方法,反之采用降温方式;一次浇筑厚度厚、强度等级高的应采用保温养护的方法,较薄的、强度等级低的可以采用降温的方法;施工工期较长的、工期不紧的,采用保温养护要比降温养护控制温差更有好处。总之无论是保温养护还是降温养护,保湿(足够的潮湿)都是必须的、最重要的、缺不了的。所以塑料布覆盖混凝土表面既是最基本的要求也是最重要的工序。
四、配合比:
大体积混凝土配合比设计不能仅以强度来考虑,要以耐久性和控制温差来综合设计。
1、水泥应优先选用低水化热、低强度等级,不能使用早强型;
2、必须掺加掺合料,粉煤灰具有抑制收缩的作用应优先选用,但不要过多;
3、膨胀剂或防水剂,理论上这两种外加剂对混凝土早期硬化时,可产生微膨胀,以抵消部分后期的收缩。但使用条件是严格的,是必须要满足的,否则适得其反,即:充分潮湿养护不得少于7天。
4、减水剂是泵送混凝土必须的组分,不但要考虑减水效果保证强度,同时要考虑与水泥的相容性和凝结时间以及早期强度增长。长的凝结时间对混凝土水化峰值延缓有好处,不要过快的强度增长,能减少约束应力的破坏。
5、用水量影响强度和收缩,总用水量越多水泥水化越充分,温升值也越大,同时自由水也多,蒸发后的收缩就越大。所以控制总水量很重要。
6、骨料
(1)大体积混凝土使用粗骨料尽量选用粒径大的、压碎值小的、低活性石子,严格控制含泥(块)量;
(2)细骨料的砂率以保证和易性为原则。因为过大的砂率虽然对泵送性有好处,但会增大收缩,同时含泥对早期开裂影响也很大。现在人工砂已有验收标准,由于人工砂粒形不好,需水大,石粉也多,容易加大混凝土的收缩,对控制裂缝不利,尤其是高强度等级的混凝土。
7、纤维:
随着有机合成纤维在混凝土工程中的不断应用,其作用也日益显著。以乱向分布掺入一定量在混凝土中的有机合成纤维,能将混凝土内部的有害裂缝,分解成多向、细小的无害裂纹,达到降低渗水高度,提高抗渗等级的作用(氯离子环境下使用慎重),其优点是可满足抗渗等级要求,无须过严的潮湿养护。使用工艺简单仅需适量延长搅拌时间。
总之,大体积混凝土施工是一个综合过程,与设计、混凝土供应、施工有密切的关系,只有各个环节都保证工作质量,才能避免不出现质量缺陷。
[关键词]:成因分析 控制方法
中图分类号:B014 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2012)20- 0191 -01
引言:
大体积混凝土的裂缝成因市多方面引起的,因此大体积混凝土施工是一个综合过程,与设计、混凝土供应、施工有密切的关系,只有各个环节都保证工作质量,才能避免不出现质量缺陷。
大体积混凝土主要是根据厚度定义的,国际上一般采用0.8m~1m作为界限。自80年代以后大体积混凝土的定义有了新的概念:“任意体量的混凝土,其尺寸(厚度和平面)大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝,统称为大体积混凝土”,由此可见,即便是很薄的结构,虽然水化热很低,但是其收缩很大,控制收缩裂缝的要求比过去任何时候都显得非常重要。因此,泵送混凝土的薄壁结构也应当按照大体积混凝土的要求采取措施控制混凝土的收缩裂缝。混凝土收缩主要来自于水和水泥,自由收缩的混凝土不会出现开裂,只有收缩遇到约束,从而产生的约束应力大到超出混凝土的抗拉强度的时候才会开裂。
一、开裂形式一般有:
1.早期塑性开裂;
2硬化后开裂;
3.膨胀开裂;
4.荷载作用开裂。
二、影响混凝土开裂的主要因素
1、原材料:
水泥(细度、矿物成分含量)、掺和料(品种;质量;掺量)、骨料(吸水性、粒形、热膨胀性、比例)、外加剂(相容性、保塑性、缓凝性及技术夸大性)
2、配合比:
水泥用量(胶凝材料总量)、总用水量、砂率、保证强度的同时必须考虑耐久性
3.混凝土和易性:计量准确性、搅拌质量、搅拌时间
4、施工性:克服无所谓的概念、浇筑振捣正确性(分层、段的合理及位置时间)、正确把握初凝时间的面层处理(贯入阻力时间和收水时间)、测温与养护技术的关系(浇水保湿和各阶段温度控制)、施工进度(拆模时间、降温速率)
三、厚度大体积混凝土裂缝控制
初凝前产生的裂缝(可处理)与温度产生的裂缝(不可处理)
1、初凝前产生的裂缝:
(1)表现形式一般为塑性收缩开裂。无论是沉降收缩还是失水干燥收缩裂缝,一般均可通过振捣、滚压、搓面工序可予以避免。一般大体积混凝土的坍落流动度较大,常会因为混凝土和易性问题,使混凝土出现离析泌水,当沉降遇到上层钢筋的阻力时,就会产生沉降开裂,又会因泌水过快,而易使失水开裂增多。
(2)处理形式主要在面层处理工序中。混凝土浇注振捣露出结构上表面后:
①先用铁锨将混凝土摊平并振捣;
②刮杠刮平表面;
③用滚杠滚压表面,并将多余浮水排走;
④再用刮杠或木抹将表面处理;
⑤当混凝土收水时,进行木抹搓抹第一遍,搓抹采用后退式施工方法,边搓抹边覆盖塑料布,以减少表面水分蒸发;
⑥第二遍搓抹時间掌握在人踩在混凝土表面有沉陷脚印,拌合物可操作性强,同时有裂纹出现。此到工序仍然采用,后退式边搓抹边覆盖塑料布的施工方法,对已出现的裂缝,采用来回搓揉的方法将其搓合严;
⑦第三遍搓面时间掌握最重要,一定要在混凝土初凝前(混凝土初凝时间的确定是:时间与力交点的坐标值3.5Mpa,(一般人踏在混凝土表面远远小于此值)进行第三遍搓抹,同时必须将后出现的裂缝全部搓合,并覆盖严塑料布。
2、温度产生的裂缝:
水泥水化产生很多的热量,使混凝土内部温度值很高,形成内部受压外部受拉,规范规定当受压温度与受拉温度超出25℃时,会产生温差应力,其累计值过大就易使混凝土温差层开裂。升温过程也是应力产生的过程,升温速度越快,应力产生越大。如果降温时的速率大于升温时,形成降温温度梯度过大产生应力,也会使混凝土的内部出现开裂。
以上两种开裂的表现形式是很难见的,一般只有依靠测温记录的数值来判断。所以测温的重要性就在于此。
针对测温出现的问题,主要处理形式:
降低最高温度
(1)降低温升值;(2)降低浇筑温度值;(3)掺加缓凝剂延缓峰值时间;(4)基础混凝土内掺加大块石料(吸收部分热量);(5)放慢浇筑速度:根据环境条件充分利用混凝土的初凝时间,使热量逐步释放达到降低最高温度值的目的。
升温阶段
混凝土终凝后开始硬化并产生热,中心温度不断上升并往四面扩散,建议此时仅覆盖塑料布即可,不要进行保温处理,以免造成温度积蓄过多,会延长降温阶段的时间。
降温阶段
混凝土温度达到峰值并持续一段时间后开始降温,这个阶段是大体积混凝土关键阶段。
(1)温度差
表层点值与混凝土表面(塑料布与混凝土间)的温度差不大于25℃,是控制混凝土表层与表面不出现开裂。由于降温是一个缓慢的阶段,随时观察测温结果对混凝土块体进行适宜的保温养护是非常重要的,从经验中总结出,当温度差连续12小时(4h*3)超标时就应考虑加强保温处理。当温度差连续24小时小于15℃时,可采取白天掀开部分保温层降温,这样有利于整体施工进度。
(2)降温速率
如前所说,控制降温速率是很重要的工序,过快的降温速度会使混凝土应力松弛过快出现开裂。有关规范要求降温速率在1.5℃/d,从经验中总结降温速率可控制在2.0-3.0℃/d,因为这个速率对于膨胀剂的7天潮湿养护是可以达到的,同时施工一般也能满足。
对于施工放线要视温度及温差的具体情况来定,一般可采取:不撤保温,定主要基准点和白天气温好逐步掀开保温层放线(10:00-16:00)。
3、养护:
混凝土养护是必须的。大体积混凝土的养护应该达到两种目的:保持充分潮湿和控制温差。一般讲夏季施工常采用降温养护的方法,冬季施工宜采用保温养护的方法;混凝土内部最高温升值大,大气温度值低尽量采用保温养护的方法,反之采用降温方式;一次浇筑厚度厚、强度等级高的应采用保温养护的方法,较薄的、强度等级低的可以采用降温的方法;施工工期较长的、工期不紧的,采用保温养护要比降温养护控制温差更有好处。总之无论是保温养护还是降温养护,保湿(足够的潮湿)都是必须的、最重要的、缺不了的。所以塑料布覆盖混凝土表面既是最基本的要求也是最重要的工序。
四、配合比:
大体积混凝土配合比设计不能仅以强度来考虑,要以耐久性和控制温差来综合设计。
1、水泥应优先选用低水化热、低强度等级,不能使用早强型;
2、必须掺加掺合料,粉煤灰具有抑制收缩的作用应优先选用,但不要过多;
3、膨胀剂或防水剂,理论上这两种外加剂对混凝土早期硬化时,可产生微膨胀,以抵消部分后期的收缩。但使用条件是严格的,是必须要满足的,否则适得其反,即:充分潮湿养护不得少于7天。
4、减水剂是泵送混凝土必须的组分,不但要考虑减水效果保证强度,同时要考虑与水泥的相容性和凝结时间以及早期强度增长。长的凝结时间对混凝土水化峰值延缓有好处,不要过快的强度增长,能减少约束应力的破坏。
5、用水量影响强度和收缩,总用水量越多水泥水化越充分,温升值也越大,同时自由水也多,蒸发后的收缩就越大。所以控制总水量很重要。
6、骨料
(1)大体积混凝土使用粗骨料尽量选用粒径大的、压碎值小的、低活性石子,严格控制含泥(块)量;
(2)细骨料的砂率以保证和易性为原则。因为过大的砂率虽然对泵送性有好处,但会增大收缩,同时含泥对早期开裂影响也很大。现在人工砂已有验收标准,由于人工砂粒形不好,需水大,石粉也多,容易加大混凝土的收缩,对控制裂缝不利,尤其是高强度等级的混凝土。
7、纤维:
随着有机合成纤维在混凝土工程中的不断应用,其作用也日益显著。以乱向分布掺入一定量在混凝土中的有机合成纤维,能将混凝土内部的有害裂缝,分解成多向、细小的无害裂纹,达到降低渗水高度,提高抗渗等级的作用(氯离子环境下使用慎重),其优点是可满足抗渗等级要求,无须过严的潮湿养护。使用工艺简单仅需适量延长搅拌时间。
总之,大体积混凝土施工是一个综合过程,与设计、混凝土供应、施工有密切的关系,只有各个环节都保证工作质量,才能避免不出现质量缺陷。