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大体积混凝土施工裂缝防治技术
2011-09-17    来源:    作者:佚名
通过对大体积混凝土施工过程中出现的裂缝进行成因分析研究,解决建筑工程中大体积混凝土浇筑后温度裂缝的问题及并相应的防治措施。
关键词:大体积混凝土  成因分析  裂缝控制  裂缝处理
        1 成因分析
        大体积混凝土由于混凝土浇筑初期,水泥与水发生化学反应过程中释放大量的水化热,使其内部温度急剧上升,导致混凝土内部和表面的温差过大,从而产生温度拉应力;另外,后期混凝土温度下降,收缩被约束时,产生收缩拉应力。当拉应力大于混凝土本身的抗拉强度时,就会在混凝土表面或内部产生裂缝,影响混凝土的质量。
        2 施工过程裂缝控制
        为有效控制温度裂缝,首先进行温度的控制。主要有两种情况:一是在升温阶段的表面裂缝,主要控制混凝土内部与外部的温差;二是在降温阶段的收缩裂缝,主要控制混凝土水化热的总热量并控制内部温差。
        2.1 降低水泥水化热
        2.1.1 混凝土内部最高温升的主要因素是单位混凝土中的水泥用量及单位水泥的水化热。所以,要降低混凝土内部的最高温升,就要在满足混凝土强度等技术指标的前提下降低混凝土的水泥用量及选用水化热较低的水泥。可选用低水化热或中水化热的水泥,如大坝水泥或矿渣水泥等。
        2.1.2 合理的骨料级配 粗骨料:应选择自然连续级配的粗骨料配置,结合结构物截面最小尺寸、钢筋最小净距和施工工艺,应尽量选择粒径较大、级配良好的石子,根据有关实践,宜选择5~31.5mm连续级配的石子作为大体积混凝土的粗骨料。粗骨料各项指标必须经试验检测且满足有关规范和标准,严格控制粗骨料的含泥量不得大于1%。细骨料:应选用优质的中、粗砂,细度模数宜在2.6~2.9范围内,细骨料各项指标必须经试验检测且满足有关规范和标准,严格控制细骨料的含泥量不得大于2%。
        2.1.3 在施工的技术方案中,应充分利用混凝土的后期强度,以减少混凝土中水泥的用量。掺加适量的粉煤灰可以降低水泥用量,提高混凝土的密实性和强度,有利于降低混凝土的水化热。掺用的粉煤灰不应低于Ⅱ级,以球状颗粒为佳,掺量经试验确定。 =n%?o同时加入适量减水剂和缓凝剂,以改善混凝土的性质,延长散热时间,从而降低水化热。
        2.2 降低混凝土的内外温差
        2.2.1 为降低混凝土在内部温升阶段的表面裂缝最有效最现实的措施是,减小内外温差。要减小混凝土的内外温差,一是减小混凝土温升后的最高温度,二是提高混凝土的表面温度,为此要进行混凝土表面保温。通过保温,严格控制混凝土结构的内外温差。混凝土浇筑后,可先在其表面覆盖一层塑料薄膜,防止水分蒸发,再在薄膜表面覆盖保温材料,如草袋等。其间,若测得温差大于设定值时,采取用碘钨灯照和在保温材料之上再搭塑料保温棚,将内外温差控制在预定值之内。
        2.2.2 降低混凝土的入模温度。混凝土的入模温度与拌和料的温度有关。影响混凝土入模温度的主要因素是石子和水的温度。故要获得较低的混凝土的入模温度,最有效的措施就是降低石子和水的温度。例如,在高温季节可采用冷水加碎冰拌和混凝土,在泵车和浇筑地点采取遮阳措施等。
        2.2.3 为了降低混凝土内部温度,混凝土浇筑前预埋冷却水管,冷却水管一般采用直径为30~50mm的钢管,冷却水管的按混凝土结构物尺寸分层错开布置,冷却水管固定在结构物钢筋上,进出水口设在结构物顶面,冷却水管形成的预留孔可进行压浆处理。
        2.3 加强构造设计和改善约束条件等措施
        2.3.1 在混凝土结构的孔洞周围、变断面处、转角处等,由于温度变化和混凝土收缩会产生应力集中而导致裂缝的产生。为此,可在孔洞四周增配斜向钢筋或网片;在变断面处避免突变;如果混凝土中间配筋较少,从加强结构整体性和减少温度应力出发,应适当增加一些温度配筋。
        2.3.2 大体积混凝土浇筑,根据工程的实际情况,可采用逐层分块浇筑法施工。结合混凝土泵送施工的特点,按一定厚度和范围分层浇筑。分层分块浇筑,在减轻约束作用的同时,也缩小了约束的范围,同时利用浇筑块的层面进行散热,降低混凝土内部的温度。施工时要注意浇筑的时间间隔。
        2.3.3 在大体积混凝土浇筑前,根据施工拟采用的防止温度裂缝的措旌和现有的旌工条件,进行必要的混凝土温度裂缝的理论计算。计算的结果要求混凝土的最大温度应力不得超过混凝土的抗拉强度。如果不能满足要求,应调整混凝土的入模温度,降低水化热温升值,降低混凝土的内外温差,改善施工操作工艺和混凝土拌和料性能或改善约束条件等技术措施,重新进行计算,直至计算结果满足要求。
        3 裂缝处理技术
        裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理,以保证建筑物的安全使用。必威体育在线客服的修补措施主要有以下一些方法:表面修补法,灌浆、嵌逢封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。
        3.1 表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
        3.2 灌浆、嵌逢封堵法 灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的必威体育在线客服的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
        3.3 结构加固法 当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法:加大混凝土结构的截面面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
        3.4 混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
        3.5 电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适用钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。
        3.6 仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊),在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
        4 结语
        对于高层建筑地下室大体积混凝土施工,控制温度裂缝的产生,是保证地下室混凝土结构自防水质量的关键点。而裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,预防大体积混凝土的温度裂缝就要对必威体育在线客服进行认真研究、区别对待,采用合理的方法进行处理,从控制混凝土的入模温度、控制温升、减少温差、改进施工工艺、改善约束条件、增强结构构造要求等方面,采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
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