大体积混凝土结构裂缝控制与防止措施

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摘要:本文主要从选择使用外加剂、混凝土水化热温度监测、混凝土养护以及混凝土温差这四个方面对大体积混凝土结构裂缝控制进行分析。

关键词:大体积;混凝土;裂缝控制

常州云山诗意花园工程总建筑面积115422m2,地下车库建筑面积28500m2,地下室底板厚度1.6m,地下室外墙长底达到280m,超长结构、大体积混凝土的裂缝控制就变得非常重要。

所谓大体积混凝土是指由于现场浇筑的混凝土尺寸已经达到为了对付水泥水化产生的热量以及伴随发生的体积变化而必须采取措施。从而尽量减少温度裂缝。具体规定为:一般为一次浇筑量大于1000m或者混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2m,且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土称为大体积混凝土。

1　选择使用外加剂

随着社会的发展,为改善和调节混凝土的性能、节约水泥而掺加的有机、无机或复合的化合物。混凝土外加剂在工程中的应用越来越受到重视,外加剂的添加对改善混凝土的性能起到一定的作用。但外加剂的选用、添加方法及适应性将严重影响其发展。目前。我国混凝土外加剂已经有100多年的历史了。

对于大体积混凝土而言。其掺加外加剂时,如果选用的外加剂品质和掺量不当,不仅不会改善大体积混凝土的性能,反而会使大体积混凝土的裂缝加剧。因此必须选用的外加剂品质和掺量应该得当,只有这样才能加大大体积混凝土的抗裂性能。在实际应用中,水泥混凝土外加剂的选用应该由实验确定。并且实验结果证明,水泥外加剂选择恰到好处的话对水泥颗粒有着明显的分散效应,并能使水的表面张力降低而引起加气作用,从而有效减少拌合水用量和水泥用量。外加剂一般占水泥用量10%～15%,可大大减少混凝土的水化热。又如,有的微膨胀剂的膨胀率仅为0.06%,而收缩率竟达0.06%～0.1%,而导致结构物产生裂缝的最直接原因正是收缩量的增大。由此可见,不能盲目的、随便的对水泥外加剂进行应用,一定要把好外加剂进场检验关,另外,还有严格科学试验,准确计量,准确选择。

本工程地下室底板、顶板及砼墙板采用掺膨胀剂(掺8%～12%的JM一Ⅲ外加剂]的补偿收缩混凝土,补偿收缩砼及用于后浇带的填充用,膨胀混凝土中还必须同时掺人高强聚丙烯抗裂防渗纤维(要求纤维在砼中的分散性要好,纤维的掺入量为0.6～1.0k,g/ms)。

2　混凝土水化热温度监测

因为大体积混凝土在浇捣和养护过程中会因为水泥水化发出大量的水化热,因其体积厚大、大量的水化热得不到散发,一旦混凝土内部温度高于外层温度,就会产生很大的温差,因此,形成温度收缩应力,会导致混凝土产生裂缝,而造成严重的质量事故,这是首先要解决的重大关键问题。温度裂缝是大体积混凝土结构中最容易产生的,施工规范及验收规范也明确地提出了应在大体积混凝土施工时实施温度监,控制内外温差,控制降温,这一技术受到很多工程技术人员和专家们的关注。自,o世纪90年代以来,随着科学技术的不断发展,大体积混凝土温度监测从原始地通过温度计量测发展到通过热电偶、热电阻量测,从人工逐点测量用手工记录发展到计算机自动巡回监并定时打印报表。目前又逐步实现了温度曲线的实时显示。客观地说,温度监测在大体积混凝土裂缝控制过程中所起的作用是不容置疑的,在振捣及养护期间,先进的温度监测技术迅速、全面、准确地反映出大体积混凝土结构内部各处混凝土的实时温度及发展变化趋势。帮助工程技术人员及时制定并实施合理有效的温度控制措施,防止结构产生温度裂缝。温度监测的实施,很好地体现了信息化的施工优势。

但是,也有人对温度监测的作用存在一定的误解,认为凡是在大体积混凝土工程只要实施了温度监测就好了,众所周知,温度监测是一种辅助手段,要让结构不开裂,关键还要靠正确的控制措施。事实上,温度控制措施应当贯穿于混凝土浇筑前、中、后三个不同的阶段,而每个阶段都有其不同的侧重点。当前,温度监测可以迅速反馈结构的温度实况,施工人员也是通过控制温度来防止结构开裂。但从混凝土结构的开裂机理来看,混凝土之所以开裂,是由于混凝土的应力超过了其抗压强度所致。因此,若能直接检测混凝土结构的应力状况,通过控制结构应力来防止结构开裂。

3　混凝土养护

为了确保新浇混凝土有适当的硬化条件,防止在早期由于干缩而产生裂缝,在大体积混凝土浇筑完成后12小时内加以保温及保湿养护,普通硅酸盐水泥养护时间不小于”天,矿渣水泥及火山灰水泥养护时间不小于21天。

混凝土养护对于混凝土防裂来说是非常重要的环节。一般情况下,保温和保湿是大体积混凝土养护的两层涵义,保温是为了提高表层混凝土的温度,减少内表温差,尽量使整个结构的温度趋于均匀,同时减少混凝土降温速度。保湿是尽可能使混凝土处于湿润状态,让水泥充分水化,这可大大增强混凝土的抗裂能力。如在混凝土表面覆盖草袋、岩棉、塑料薄膜等保温材料这些都属于保温措施,因此保温的措施是非常多的。保湿措施有喷刷养护液或直接洒水养护。做到两者同时兼顾,其效果会更好。

混凝土养护时机宜早,即混凝土表面泌水排出后就应及时养护,切不可让混凝土浇筑成型后表面已发白时才养护。养护工作应实行24小时工作制,不允许出现“s小时内积极干,8小时外无人看”的消极态度。

4　混凝土温差

“内外温差”是指“内部混凝土温度与表层混凝土温度的差值”,本文用内表温差来代替。内表温差表示的是同一时间在空间上存在的温差,还有一种内表温差往往被人忽视,其表示的是同一空间在时间上存在的温差。

由裂缝形成机理,可得出,混凝土降温差越大。混凝土就很容易开裂。因此,尽量减少水泥用量和降低混凝土浇筑温度,从而使混凝土内部温度降低,最终减小总降温差。这也是大体积混凝土温度控制的重要内容。

根据季节不同,分别选用降温法和保温法。夏季主要用降温法施工,即在搅拌混凝土时掺人冰水,温度控制在5一10℃。在混凝土浇筑后采用冷水养护降温,但要注意水温和混凝土温度之差不超过20t。冬季采用保温法施工,利用保温材料防止空气侵袭。混凝土的测温采取在混凝土不同部位埋设铜热传感器,通过测温仪测定温度,进行从浇筑到养护期全过程的跟踪和监测,随时了解混凝土内部的温度情况,采取相应的技术措施,确保施工质量。具体的测温方法是在混凝土结构内布置测温点,测温点有代表性和可比性。测温时间,从混凝土浇筑后6小时开始,每隔副、时测1次,4天后每隔4小时测1次,同时要测大气温度,及时将测定到的数据输入电脑进行处理,描绘出混凝土温度变化的温度时间曲线图和温差时间曲线图,及时掌握混凝土强度发展过程中的内部温度变化、内部与表面温差情况等。当发现中心温度与表面温度超过允许温度时。迅速采取加强养护措施,来减少温差,确保质量。

5　浇筑

浇筑时沿短边开始,沿纵向采取“一次浇筑、一个坡度、薄层覆盖、循序推进、一次到顶”的连续浇筑方法。以使混凝土的水化热能尽快散发,并使浇筑后的温度分布均匀,水平厚度可控制在o,6一:om范围内,相邻两浇筑层之间的间歇时间,一般为‘一7天。

6　振捣

优化结构设计,适当设置后浇带、缓浇带,减少因结构变形产生的裂缝。本工程地下室后浇带将地下室底板分成2s块,可有效防止结构变形产生的裂缝。在每个浇筑带的前后布置两道振动器,第一道布置在混凝土的卸料点,主要解决上部振实第二道布置在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。为防止混凝土集中堆积,先振捣卸料处的混凝土,形成自然流淌坡度,然后全面振捣,严格控制振捣的时间、移动间距和插入深度,从而确保混凝土的密实度,提高抗裂能力。

7　总结

大体积混凝土的产生裂缝的原因很多,但是严格按照规范施工,对裂缝的因素采取及时的预防,就会极大地控制好大体积混凝土结构的裂缝产生。