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混凝土收口網(wǎng)可有效預(yù)防大體積混凝土裂紋
一、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因
裂縫產(chǎn)生的原因可分為兩類:
一是結(jié)構(gòu)型裂縫,是由外荷載引起的,包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。
二是材料型裂縫,是由非受力變形變化引起的,主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。本文主要探討材料型裂縫。其中具體原因如下。
溫度應(yīng)力引起裂縫(溫度裂縫)
目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種:混凝土收口網(wǎng)澆注初期,產(chǎn)生大量的水化熱,由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體,水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā),常使混凝土內(nèi)部溫度上升,而混凝土收口網(wǎng)表面溫度為室外環(huán)境溫度,這就形成了內(nèi)外溫差,這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí),就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫;另外,在拆模前后,表面溫度降低很快,造成了溫度陡降,也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生;當(dāng)混凝土內(nèi)部達(dá)到高溫度后,熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或低溫度,它們與高溫度的差值就是內(nèi)部溫差;這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在這三種溫差中,較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。
1.2 收縮引起裂縫
收縮有很多種,包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。
1.3 塑性收縮
在水泥活性大、混凝土溫度較高,或在水灰比較低的條件下會(huì)加劇引起開裂。因?yàn)檫@時(shí)混凝土的泌水明顯減少,表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充,這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài),稍微受到一點(diǎn)拉力,混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)分布不均勻的裂縫,出現(xiàn)裂縫以后,混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加大,于是裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。
二、防止裂縫的措施
由以上分析,材料型裂縫主要是由溫差和收縮引起,所以為了防止裂縫的產(chǎn)生,就要大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮,具體措施如下。
優(yōu)選原材料
收口網(wǎng)又名免拆模板網(wǎng)是作為消耗性模板來(lái)固定的。當(dāng)混凝土在模板后面澆注時(shí),網(wǎng)眼上的余角片就嵌在混凝土里,形成一個(gè)與鄰近澆注塊相連的機(jī)械式楔。接縫的質(zhì)量受到嚴(yán)格控制。其粘接及剪切方面的強(qiáng)度可與經(jīng)過(guò)良好處理的粗琢縫合相媲美。二次澆注時(shí)可免去打孔、拉毛等工序可縮短施工周期,同時(shí)增加了澆注體的強(qiáng)度。
水泥:由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的,所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱,為了降低水化熱,要盡量采取早期水化熱低的水泥,或者在保證強(qiáng)度等級(jí)的條件下盡量減少水泥用量。
摻加粉煤灰:為了減少水泥用量,降低水化熱并提高和易性,我們可以把部分水泥用粉煤灰代替,摻入粉煤灰主要有以下作用:
①由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物,其中二氧化硅含量40%~60%,三氧化二鋁含量17%~35%,這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng),是其活性的來(lái)源,可以取代部分水泥,從而減少水泥用量,降低混凝土的熱脹;
②由于粉煤灰顆粒較細(xì),能夠參加二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增加,在混凝土中分散更加均勻;
③同時(shí),粉煤灰的火山灰反應(yīng)進(jìn)一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu),使混凝土中總的孔隙率降低,孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的細(xì)化,分布更加合理,使硬化后的混凝土更加致密,相應(yīng)收縮值也減少。
值得一提的是:由于粉煤灰的比重較水泥小,混凝土振搗時(shí)比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面,使上部混凝土中的摻合料較多,強(qiáng)度較低,表面容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。因此,粉煤灰的摻量不宜過(guò)多,在工程中我們應(yīng)根據(jù)具體情況確定粉煤灰的摻量。
骨料:粗骨料盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑,因?yàn)榇止橇狭皆酱,?jí)配越好,孔隙率越小,總表面積越小,每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小,水化熱就隨之降低,對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有利。
細(xì)骨料:宜采用級(jí)配良好的中砂和中粗砂,好用中粗砂,因?yàn)槠淇紫堵市,總表面積小,這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少,水化熱就低,裂縫就減少,另一方面,要控制砂子的含泥量,含泥量越大,收縮變形就越大,裂縫就越嚴(yán)重,因此細(xì)骨料盡量用干凈的中粗沙。
加入外加劑后能減小混凝土收口網(wǎng)收縮開裂的機(jī)會(huì),外加劑對(duì)混凝土收縮開裂性能有以下影響:
(1)減水劑對(duì)混凝土開裂的影響
減水劑的主要作用改善混凝土的和易性,降低水灰比,提高混凝土收口網(wǎng)強(qiáng)度或在保持混凝土一定強(qiáng)度時(shí)減少水泥用量,而水灰比的降低,水泥用量的減少對(duì)防止開裂是十分有利的。
(2)緩凝劑對(duì)混凝土開裂的影響
緩凝劑的作用一是延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間,由于混凝土的強(qiáng)度會(huì)隨齡期的增長(zhǎng)而增大,所以等放熱峰值出現(xiàn)時(shí),混凝土強(qiáng)度也增大了,從而減小裂縫出現(xiàn)的機(jī)率,二是改善和易性,減少運(yùn)輸過(guò)程中的塌落度損失。
(3)引氣劑對(duì)混凝土開裂的影響
引氣劑在混凝土的應(yīng)用對(duì)改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在這里值得注意的是:外加劑不能摻量過(guò)大,否則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響,在GB8076~1977中規(guī)定,摻有外加劑的混凝土,28d的收縮比不得大于135%,即摻有外加劑的混凝土收縮比基準(zhǔn)混凝土的收縮不得大于35%。
采用合理的施工方法
混凝土的拌制
(1)在混凝土拌制過(guò)程中,要嚴(yán)格控制原材料計(jì)量準(zhǔn)確,同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)塌落度。
(2)要盡量降低混凝土拌合物出機(jī)口溫度,拌合物可采取以下兩種降溫措施:一是送冷風(fēng)對(duì)拌和物進(jìn)行冷卻,二是加冰拌合,一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。
混凝土澆注、拆模
(1)混凝土澆注過(guò)程質(zhì)量控制
澆注過(guò)程中要進(jìn)行振搗方可密實(shí),振搗時(shí)間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜,間距要均勻,以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜,澆注完畢后,表面要壓實(shí)、抹平,以防止表面裂縫。另外,-澆注混凝土要求分層澆注,分層流水振搗,同時(shí)要保證上層混凝土收口網(wǎng)在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。
(2)澆注時(shí)間控制
盡量避開在太陽(yáng)輻射較高的時(shí)間澆注,若由于工程需要在夏季施工,則盡量避開正午高溫時(shí)段,澆注盡量安排在夜間進(jìn)行。
(3)混凝土拆模時(shí)間控制
混凝土在實(shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下,強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上,混凝土中心與表面低溫度控制在25℃以內(nèi),預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過(guò)9℃以上允許拆模。
2.3.3 做好表面隔熱保護(hù)
大體積混凝土的溫度裂縫,主要是由內(nèi)外溫差過(guò)大引起的。混凝土澆注后,由于內(nèi)部較表面散熱快,會(huì)形成內(nèi)外溫差,表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,但是這種拉應(yīng)力通常很小,不至于超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。但是如果此時(shí)受到冷空氣的襲擊,或者過(guò)分通風(fēng)散熱,使表面溫度降溫過(guò)大就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生,所以在混凝土在拆模后,特別是低溫季節(jié),在拆模后立即采取表面保護(hù)。防止表面降溫過(guò)大 ,引起裂縫。另外,當(dāng)日平均氣溫在2~3d內(nèi)連續(xù)下降不小于6~8℃時(shí),28d齡期內(nèi)混凝土表面必須進(jìn)行表面保護(hù)。
養(yǎng)護(hù)
混凝土澆注完畢后,應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤(rùn),這樣既減少外界高溫倒罐,又防止干縮裂縫的發(fā)生,促進(jìn)混凝土收口網(wǎng)強(qiáng)度的穩(wěn)定增長(zhǎng)。一般在澆注完畢后12~18h內(nèi)立即開始養(yǎng)護(hù),連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d或設(shè)計(jì)齡期。2.3.5 通水冷卻
若是在高溫季節(jié)施工,則要在初期采用通制冷水來(lái)降低混凝土高溫度峰值,但注意,通水時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng),因?yàn)闀r(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成降溫幅度過(guò)大而引起較大的溫度應(yīng)力。為了削減內(nèi)外溫差,還應(yīng)在夏末秋初進(jìn)行中期通水冷卻,中期通水一般采用河水,通水歷時(shí)兩個(gè)月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達(dá)到接縫灌漿的必要措施,一般采用通河水和通制冷水相結(jié)合的方案。
三、主要管理措施
3.1拌制混凝土的原材料均需進(jìn)行檢驗(yàn),合格后方可使用。同時(shí)要注意各項(xiàng)原材料的溫度,以保證混凝土的入模溫度與理論計(jì)算基本相近。
3.2在混凝土攪拌站設(shè)專人摻入外加劑,摻量要準(zhǔn)確。
3.3施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)商品混凝土要逐車進(jìn)行檢查,測(cè)定混凝土的坍落度和溫度,檢查混凝土量是否相符。同時(shí)嚴(yán)禁混凝土攪拌車在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)加水。
3.4混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,間歇時(shí)間不得超過(guò)3~5h。
3.5試驗(yàn)部門設(shè)專人負(fù)責(zé)測(cè)溫及保養(yǎng)的管理工作,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)向項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人匯報(bào)。
3.6澆筑混凝土前應(yīng)將基槽內(nèi)的雜物清理干凈。
3.8加強(qiáng)混凝土試塊制作及養(yǎng)護(hù)的管理,試塊拆模后及時(shí)編號(hào)并送入標(biāo)養(yǎng)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
綜上所述,大體積混凝土裂紋是質(zhì)量通病,是頑癥,但不是不可避免的;炷亮鸭y的防治應(yīng)從材料、施工管理及房屋構(gòu)造等環(huán)節(jié)進(jìn)行處理來(lái)消除裂紋隱患。在施工過(guò)程中只要嚴(yán)格切實(shí)按規(guī)范、規(guī)定執(zhí)行,同時(shí)積極學(xué)習(xí)、應(yīng)用新技術(shù)和混凝土收口網(wǎng),就能有效地控制裂紋現(xiàn)象的發(fā)生,為用戶提供更好的產(chǎn)品。只要采取全過(guò)程控制的方法,從設(shè)計(jì)到選材和施工都加強(qiáng)管理,嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范和操作規(guī)程,就能大大減少混凝土裂紋產(chǎn)生的可能性,確保工程施工質(zhì)量。
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