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混凝土裂縫的原因及控制措施

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烏魯木齊市位于天山北麓、準葛爾盆地南面,三面環山、東臨天山主峰博格達峰,西南卡拉勒山,南依天山支脈喀拉烏咸山,西北有準葛爾盆地,形成了市區南高北低的地形狀態,海拔從東南端1100m至北端700m,有著近400米的落差,市區南北長25km,東西長2-6km,是一狹長帶形城市。烏魯木齊市經過多年建設,高樓大廈此起彼伏,如今成了繁華的大都市,小時候烏市最高樓-八樓也被她們淹沒了。在建設過程中,商品砼被廣泛運用。筆者多次參與了砼的澆筑施工,對施工中的砼溫度裂縫的成因進行了分析,并在材料使用、施工等方面提出了一些裂縫控制的方法,以供參考。
  1混凝土裂縫原因
  1)混凝土本身的影響
  在大體積砼澆筑時,因水泥水化熱過高,混凝土在澆筑振搗以后,水泥水化過程中產生一定的熱量,水化熱聚在結構內部不易散失,引起急劇升溫。由于結構物在一個自然散熱條件中,實際混凝土內部的最高溫度多數發生在混凝土澆筑的最初3~5 d。隨著混凝土齡期的增長,砼彈性模量的增高,對混凝土內部降溫收縮的約束也就愈來愈大,以致產生很大的拉應力,當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種應力時,開始出現溫度裂縫[1-2]。
  2)混凝土的收縮變形
  混凝土的收縮,也是產生裂縫的重要原因。實際所需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有約20%的水是水泥水化所必需的,其余的都要被蒸發掉。水分蒸發之后,引起混凝土收縮,當收縮受到約束時,則產生收縮應力,當收縮應力大于當時混凝上的抗拉應力時,則裂縫隨之產生。
  3)施工方面的因素
  一是在施工過程中,出現違章施工、不當施工造成混凝土裂縫。如夏季施工時由于運輸車交通不暢耽擱時間,混凝土的和易性和流動性較差,現場人為加水,造成混凝土強度的降低,加水部分的混凝土水灰比和強度與原配合比的混凝土不同,造成不同配比混凝土的凝縮裂縫和干縮裂縫。二是振搗方式不當引起裂縫。不正確的振搗方式會造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂,或造成混凝土砂漿大量向低處流淌,致使混凝土產生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交界處出現裂縫。三是現場養護不當造成混凝土收縮開裂。在施工現場澆筑混凝土時不能做到及時覆蓋保溫養護,一般總要等到最后一遍抹光結束后才覆蓋,有的甚至不覆蓋,結果導致混凝上表面開裂。
  4)環境氣候的因素
  混凝土澆筑施工期間,外界氣溫的變化情況對防止混凝土開裂亦有影響。外界氣溫越高,混凝土的澆筑溫度也越高。如果外界溫度下降,會增加混凝土的降溫幅度,特別是在外界溫度驟降時,會增加外層混凝土與內部混凝土的溫差,這時對混凝土抗裂極為不利[3-4]。
  2控制措施
  1)重視材料的選用
  使用低熱水泥如礦渣水泥等,能明顯降低混凝土的最高溫度。伴隨減小混凝土內表溫差,起到減小溫度應力的作用,從而減少裂縫的產生。水泥水化熱測定按現行國家標準《水泥水化熱實驗方法(直接法)》測定,要求配制混凝土所用水泥7 d的水化熱不大于25 kJ/kg。為降低水化絕熱溫升、減小體積變形,混凝土一般不宜使用水化熱高水泥,應使用水化熱較低的中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥,更不宜使用早強型水泥。因此,在滿足混凝土設計要求的前提下,盡量采用低水化熱水泥。其次是優化混凝土的配合比,以便在保證混凝土強度及流動度條件下,盡量節省水泥、降低混凝土絕熱溫升。按照基于絕熱溫升控制的高性能混凝土配合比優化設計功能準則對配合比進行優化。
 2.2施工階段的裂縫控制措施
  一是控制澆灌溫度。要降低混凝土的最高溫度和溫差,比較直接的措施是降低澆筑溫度。為了降低混凝土從攪拌機出料到卸料、運輸和澆灌振搗后的溫度,減少結構的內外溫差,一般應根據季節采取措施。如夏季施工時,則應以減少水量損失,在澆灌混凝土時,采用一個坡度、薄層澆灌、循序推進、一次到頂等措施來縮小混凝土暴露面積及加快澆灌速度,縮短澆灌時間。在冬季施工時,對結構厚度在1.0 m以上的混凝土可繼續施工,但應保證保溫澆灌、保溫養護,一般可利用混凝土本身散發的水化熱養護自己,并要求在混凝土沒有達到允許臨界強度以前防止凍害。根據有關試驗資料,混凝土的早期強度達到臨界強度后,在零下溫度作用下不會遭到凍害,小于該“臨界”強度時則會遭到凍害。二是合理安排施工進度。對混凝土澆筑,應遵循“同時澆搗,分層堆累,一次到頂,循序漸進”的成熟工藝。在每次澆筑中,又分幾層,其層間的間隔時間應盡量縮短,必須在上層混凝土初凝之前,開始澆筑下層混凝土。層間最長的時間間隔不大于混凝土的初凝時間。當層間間隔時間超過混凝上的初凝時間。層面應按施工縫處理:消除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝上層及松動的石子,并均勻露出粗骨料;在上層混凝土澆筑前,應用壓力水沖洗混凝土表面的污物,充分濕潤,但不得有水;澆筑前在接合面鋪墊高比例砼素漿。三是改進攪拌工藝和振搗工藝。在攪拌混凝土時,改變以往的投料程序,采取先把水、水泥和砂拌合后,再投放石子進行攪拌的新方法。這種攪拌工藝被為“裹砂法”,也可稱為二次投料法。這種攪拌工藝的主要優點是無泌水現象,混凝土上下層強度差減少,可有效地防止水分向石子與水泥砂漿面的集中,從而使硬化后的界面過渡層的結構致密、粘結加強。
  2.3混凝土的養護
  為了保證混凝土有適宜的硬化條件,混凝土終凝后,對不易被塑料薄膜完全覆蓋部位,可采用澆水保濕[5]?;炷辽郎仉A段如果因表面未能完全覆蓋而出現局部干燥時,可澆熱水(40~50 ℃)濕潤表面,防止出現干燥裂縫。降溫階段可澆自來水養護,保溫保濕養護時間為14 d。施工前再準備好1層養護用塑料薄膜和1層再生棉氈,以便根據環境氣溫變化情況對保溫保濕質量作以調整。
  3參考文獻
  [1] 張志春.混凝土裂縫產生原因及其防治[J].魅力中國,2008(27):82.
  [2] 吳文鋒.淺談商品混凝土裂縫原因及控制措施[J].福建建筑,2008(11):122-123.
  [3] 郭巍.淺談混凝土溫度裂縫產生原因及防裂措施[J].中國新技術新產品,2008(18):66.
  [4] 王麗媛,王明飛.混凝土裂縫原因分析及處理[J].中國科技博覽,2010(4):96.
  [5] 趙錢槐.淺談大體積混凝土裂縫控制[J].科技經濟市場,2008(7):34-35.

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