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大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

所屬欄目:建筑設(shè)計論文 發(fā)布日期:2011-04-18 08:17 熱度:

  摘要:簡述大體積砼裂縫產(chǎn)生的原因,并就原因給出裂縫預(yù)防措施
  關(guān)鍵詞:大體積砼;裂縫控制;產(chǎn)生原因及預(yù)防措施
  
  0引言
  隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,工程建設(shè)中大體積砼越來越多,大體積砼裂縫問題也就成了當(dāng)前砼施工的一個普遍問題,裂縫不僅會降低砼的強(qiáng)度,對砼的抗?jié)B性及耐久性影響尤為嚴(yán)重,稍有差錯,將會造成無法估量的損失。
  大體積砼產(chǎn)生裂縫的原因和砼原材料選擇、砼配合比設(shè)計、施工工藝、外部荷載作用等因素有關(guān)。大體積砼之所以產(chǎn)生裂縫,主要是砼所產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過砼本身的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值所造成的,因而為了減少和控制裂縫的出現(xiàn),就必須盡采取措施降低砼的拉應(yīng)力或者盡最大可能提高砼的抗拉強(qiáng)度性能。在工程實踐中,從經(jīng)濟(jì)角度來考慮,提高砼的抗拉強(qiáng)度又比較浪費(而且實踐證明砼等級越高對裂縫控制越不利),因而降低砼的拉應(yīng)力才是控制砼裂縫的有效途徑。
  1裂縫產(chǎn)生的原因
  1.1溫度引起的裂縫
  大體積砼由溫度引起的裂縫有兩種情況:一是由于砼本身在硬化過程中內(nèi)外溫差較大引起的,砼結(jié)構(gòu)在硬化過程中水泥放出大量水化熱,大體積砼內(nèi)部因散熱慢而溫度不斷上升,從而使砼表面和內(nèi)部產(chǎn)生較大溫差,內(nèi)部砼膨脹,而外部砼經(jīng)散熱溫度降低而產(chǎn)生收縮,形成裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大,離開表面就很快減弱,因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生,表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。二是由于環(huán)境溫度的變化引起的,根據(jù)砼熱脹冷縮的性質(zhì),在溫度下降后砼必將產(chǎn)生收縮而產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過砼本身的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值時將產(chǎn)生裂縫。
  1.2干縮引起的裂縫
  砼的干縮裂縫是由于砼中水分蒸發(fā)而引起的。當(dāng)砼在空氣中硬化時,其中的水分會逐漸蒸發(fā),使水泥中的膠凝體逐漸干燥而產(chǎn)生收縮,從而產(chǎn)生干縮裂縫。在砼受到某種約束的情況下,干縮變形會出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力,特別是在初凝階段,由于砼抗拉強(qiáng)度十分低,容易引起砼開裂。
  1.3荷載作用引起的裂縫
  在荷載作用下,當(dāng)構(gòu)件截面產(chǎn)生拉應(yīng)力時,會引起構(gòu)件拉伸變形,當(dāng)拉應(yīng)力超過砼本身的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值時將產(chǎn)生裂縫。此類裂縫由于在設(shè)計規(guī)范里有明確的規(guī)定,因此在設(shè)計時設(shè)計人員都會采取措施進(jìn)行控制。
  2大體積砼裂縫的防治措施
  2.1選擇合適水泥
  在設(shè)計時砼強(qiáng)度等級不宜過高,在滿足承載力和防水要求的條件下,宜在C25-C35的范圍內(nèi)選用,如果砼強(qiáng)度等級過高,水泥用量過多,砼硬化過程中水化熱高,收縮大,就容易引起裂縫。水泥宜優(yōu)先采用水化熱低、水化熱不集中的品種,如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或復(fù)合水泥。
  2.2增加粉煤灰摻量
  在砼中摻加粉煤灰能有效改善砼的黏塑性,并可代替部分水泥,減少砼的用水量和水泥用量,減少水化熱(當(dāng)摻量為水泥用量的15%時,可降低水化熱約15%),還可減少砼中的孔隙,提高密實度和強(qiáng)度,提高抗裂性。一般情況下,粉煤灰的摻量約為水泥用量的15%-30%。
  2.3摻入適量有微膨脹組分的外加劑
  在砼中摻入適量的膨脹劑,能有效補(bǔ)償一部分砼的收縮從而控制或避免砼的收縮開裂,目前我國生產(chǎn)的膨脹劑品種很多,如UEA、ZY、SY、CAS、HCAS等。以ZY為例,將6~8%(替換水泥用量)的ZY加入到普通砼中,拌水后生成大量的膨脹性結(jié)晶水化物水化硫酸鈣,使砼產(chǎn)生適度膨脹,在鋼筋和鄰位的約束下,改變了砼內(nèi)部的應(yīng)力結(jié)構(gòu),在砼結(jié)構(gòu)中建立0.2~0.7Mpa的預(yù)壓應(yīng)力,這一壓應(yīng)力可大致抵消砼硬化過程中收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而避免或大大減輕砼結(jié)構(gòu)的開裂。
  2.4采取合理的養(yǎng)護(hù)措施
  采取合理的養(yǎng)護(hù)措施是預(yù)防大體積砼澆筑后開裂的重要措施。砼澆筑后,應(yīng)盡快回填土(土是砼最好的養(yǎng)護(hù)材料之一),目前這是砼保溫保濕養(yǎng)護(hù)的最有效方法,對預(yù)防砼裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養(yǎng)護(hù),在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水,以便加快承臺內(nèi)部熱量的散發(fā)。如采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護(hù)措施,可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期,對于超厚大體積砼施工尤其適用。
  2.5設(shè)置后澆帶
  施工后澆帶的設(shè)置是目前大體積砼設(shè)計常用的方法,其主要作用是釋放早期砼硬化過程中的收縮應(yīng)力,減小砼收縮變形。施工后澆帶寬為0.8~1.0米,間距30米左右,后澆帶宜設(shè)在受力較小的部位,一般在跨度的三分之一處,并應(yīng)避免在大跨度處設(shè)置。后澆帶宜在兩個月以后采用強(qiáng)度等級比原設(shè)計砼高一級的補(bǔ)償收縮砼進(jìn)行澆注。澆注時的溫度宜低于主體砼澆筑時的溫度,且宜低于25度。只要條件允許,后澆帶澆注時間應(yīng)盡量延后,后澆帶砼澆注前應(yīng)鑿毛并清理干凈,澆注時振搗密實,保濕保溫養(yǎng)護(hù)。
  2.6設(shè)置增強(qiáng)鋼筋
  在容易開裂的部位配置斜向鋼筋或鋼筋網(wǎng)片,并配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋,可以顯著提高砼的抗裂性能。在孔洞周邊、斷面轉(zhuǎn)角處等宜增配斜向鋼筋或鋼筋網(wǎng)片,避免應(yīng)力集中產(chǎn)生裂縫。
  2.7降低砼澆注溫度
  大體積砼最好選在春秋季施工,以降低澆注溫度,如果在夏季施工最好采取有效措施降低澆注溫度,必要時可采用含有冰塊的水?dāng)嚢桧拧A硗鉂仓艜r還可以采用減少裝卸轉(zhuǎn)運次數(shù)、給砼泵搭遮陽棚、在砼泵管上覆蓋濕麻袋等輔助措施來降低砼澆注溫度,最好不要讓砼在太陽下直接爆曬。
  2.8改進(jìn)施工技術(shù)
  施工時應(yīng)加強(qiáng)插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護(hù)。由于鋼筋是熱的良導(dǎo)體,易產(chǎn)生大的溫度梯度,這是裂縫產(chǎn)生的一個主要環(huán)節(jié)。同時加強(qiáng)初凝前的抹壓,以消除初期裂縫。
  3結(jié)語
  綜上所述,大體積砼產(chǎn)生裂縫的原因是多種多樣的,裂縫控制是個系統(tǒng)工程,涉及設(shè)計、施工、材料、生產(chǎn)、現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)等多方面,為了保證工程的質(zhì)量,必須在設(shè)計、施工等過程中采取相應(yīng)的、可靠的技術(shù)措施才能有效地控制和減少大體積砼裂縫的發(fā)生。

文章標(biāo)題:大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

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