分析大體積混凝土裂縫原因及溫控措施
發布時間：2014-02-25 共2頁
1 沉縮裂縫
混凝土沉縮裂縫在體積混凝土施工中也是非常多的。主要原因是振搗不密實, 沉實不足, 或者骨料下沉, 表層浮漿過多, 且表面覆蓋不及時, 受風吹日曬, 表面水份散失快, 產生干
縮, 混凝土早期強度又低, 不能抵抗這種變形而導致開裂。在施工中采用緩凝型泵送劑, 延緩混凝土的凝結硬化速度, 充分利用外加劑( 特別是緩凝劑) 的特性, 適時增加抹加次數, 消除表面裂縫( 特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫) , 特別是初凝前的抹壓。
2 溫度裂縫
(1) 原因: 一是由于溫差較引起的, 混凝土結構在硬化期間水泥放出量水化熱, 內部溫度不斷上升, 使混凝土表面和內部溫差較, 混凝土內部膨脹高于外部, 此時混凝土表面將受到很的拉應力, 而混凝土的早期抗拉強度很低, 因而出現裂縫。這種溫差一般僅在表面處較, 離開表面就很快減弱, 因此裂縫只在接近表面的范圍內發生, 表面層以下結構仍保持完整。二是由結構溫差較, 受到外界的約束引起的, 當體積混凝土澆筑在約束地基上時, 又沒有采取特殊措施降低, 放松或取消約束, 或根本無法消除約束, 易發生深進, 直至貫穿的溫度裂縫。
(2) 過程: 一般( 人為) 分為三個時期: 一是初期裂縫———就是在混凝土澆筑的升溫期, 由于水化熱使混凝土澆筑后2- 3 天溫度急劇上升, 內熱外冷引起“ 約束力”, 超過混凝土抗拉強度引起裂縫。二是中期裂縫———就是水化熱降溫期, 當水化熱溫升到達峰值后逐漸下降, 水化熱散盡時結構物的溫度接近環境溫度, 此間結構物溫度引起“ 外約束力”, 超過混凝土抗拉強度引起裂縫。三是后期裂縫, 當混凝土接近周圍環境條件之后保持相對穩定, 而當環境條件下劇變時, 由于混凝土為不良導體,形成溫度梯度, 當溫度梯度較時, 混凝土產生裂縫。
3 控溫措施和改善約束
3.1 溫控措施
(1) 降低混凝土內部的水化熱, 采用中低熱的礦渣水泥, 控制水泥的使用溫度, 添加一定量的優質粉煤灰, 以降低混凝土的水化熱, 同時選用高效外加劑。
(2) 優化配合比, 降低水化熱。進行配合比試驗時, 盡量降低水泥用量, 選擇性能優良的外加劑, 在確保混凝土質量的前提下, 初始混凝土坍落度控制在16～18cm。
(3) 減少地基約束力。巖石基礎與新澆混凝土之間, 存在著彈性模量、溫度的差別, 新澆筑混凝土隨著強度逐漸上升, 其溫度也發生變化, 必有一個徐變過程, 而原巖石地基對其便產生一個約束力, 當達到一定程度, 便會導致裂縫產生。
(4) 控制混凝土的澆筑間歇期和分層厚度。
(5) 控制混凝土澆筑人倉溫度。
3.2 改善約束條件的措施是
(1) 合理地分縫分塊;
(2) 避免基礎過起伏;
(3) 合理的安排施工工序, 避免過的高差和側面長期暴露。
此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 加強養護, 防止表面干縮, 特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要,應特別注意避免產生貫穿裂縫, 出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的, 因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。在混凝土的施工中, 為了提高模板的周轉率, 往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間, 以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很的拉應力, 出現“ 溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期, 由于水化熱的散發, 表面引起相當的拉應力, 此時表面溫度亦較氣溫為高, 此時拆除模板, 表面溫度驟降, 必然引起溫度梯度, 從而在表面附加一拉應力, 與水化熱應力迭加, 再加上混凝土千縮, 表面的拉應力達到很的數值, 就有導致裂縫的危險, 但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料, 如泡沫海棉等, 對于防止混凝土表面產生過的拉應力, 具有顯著的效果。加筋對體積混凝土的溫度應力影響很小, 因為體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下, 鋼的各項性能是穩定的, 而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線脹系數與混凝土線脹系數相差很小, 在溫度變化時兩者間只發生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15 倍, 當混凝土應力達到抗拉強度而開裂時, 鋼筋的應力將不超過100～200k2/cm2。因此, 在混凝上中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結溝內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而肋口果鋼筋的直徑細而間距密時, 對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結構的表面常常會發生細而淺的裂縫, 其中多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺, 但它對結構的強度和耐
久性仍有一定的影響。
混凝土沉縮裂縫在體積混凝土施工中也是非常多的。主要原因是振搗不密實, 沉實不足, 或者骨料下沉, 表層浮漿過多, 且表面覆蓋不及時, 受風吹日曬, 表面水份散失快, 產生干
縮, 混凝土早期強度又低, 不能抵抗這種變形而導致開裂。在施工中采用緩凝型泵送劑, 延緩混凝土的凝結硬化速度, 充分利用外加劑( 特別是緩凝劑) 的特性, 適時增加抹加次數, 消除表面裂縫( 特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫) , 特別是初凝前的抹壓。
2 溫度裂縫
(1) 原因: 一是由于溫差較引起的, 混凝土結構在硬化期間水泥放出量水化熱, 內部溫度不斷上升, 使混凝土表面和內部溫差較, 混凝土內部膨脹高于外部, 此時混凝土表面將受到很的拉應力, 而混凝土的早期抗拉強度很低, 因而出現裂縫。這種溫差一般僅在表面處較, 離開表面就很快減弱, 因此裂縫只在接近表面的范圍內發生, 表面層以下結構仍保持完整。二是由結構溫差較, 受到外界的約束引起的, 當體積混凝土澆筑在約束地基上時, 又沒有采取特殊措施降低, 放松或取消約束, 或根本無法消除約束, 易發生深進, 直至貫穿的溫度裂縫。
(2) 過程: 一般( 人為) 分為三個時期: 一是初期裂縫———就是在混凝土澆筑的升溫期, 由于水化熱使混凝土澆筑后2- 3 天溫度急劇上升, 內熱外冷引起“ 約束力”, 超過混凝土抗拉強度引起裂縫。二是中期裂縫———就是水化熱降溫期, 當水化熱溫升到達峰值后逐漸下降, 水化熱散盡時結構物的溫度接近環境溫度, 此間結構物溫度引起“ 外約束力”, 超過混凝土抗拉強度引起裂縫。三是后期裂縫, 當混凝土接近周圍環境條件之后保持相對穩定, 而當環境條件下劇變時, 由于混凝土為不良導體,形成溫度梯度, 當溫度梯度較時, 混凝土產生裂縫。
3 控溫措施和改善約束
3.1 溫控措施
(1) 降低混凝土內部的水化熱, 采用中低熱的礦渣水泥, 控制水泥的使用溫度, 添加一定量的優質粉煤灰, 以降低混凝土的水化熱, 同時選用高效外加劑。
(2) 優化配合比, 降低水化熱。進行配合比試驗時, 盡量降低水泥用量, 選擇性能優良的外加劑, 在確保混凝土質量的前提下, 初始混凝土坍落度控制在16～18cm。
(3) 減少地基約束力。巖石基礎與新澆混凝土之間, 存在著彈性模量、溫度的差別, 新澆筑混凝土隨著強度逐漸上升, 其溫度也發生變化, 必有一個徐變過程, 而原巖石地基對其便產生一個約束力, 當達到一定程度, 便會導致裂縫產生。
(4) 控制混凝土的澆筑間歇期和分層厚度。
(5) 控制混凝土澆筑人倉溫度。
3.2 改善約束條件的措施是
(1) 合理地分縫分塊;
(2) 避免基礎過起伏;
(3) 合理的安排施工工序, 避免過的高差和側面長期暴露。
此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 加強養護, 防止表面干縮, 特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要,應特別注意避免產生貫穿裂縫, 出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的, 因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。在混凝土的施工中, 為了提高模板的周轉率, 往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間, 以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很的拉應力, 出現“ 溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期, 由于水化熱的散發, 表面引起相當的拉應力, 此時表面溫度亦較氣溫為高, 此時拆除模板, 表面溫度驟降, 必然引起溫度梯度, 從而在表面附加一拉應力, 與水化熱應力迭加, 再加上混凝土千縮, 表面的拉應力達到很的數值, 就有導致裂縫的危險, 但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料, 如泡沫海棉等, 對于防止混凝土表面產生過的拉應力, 具有顯著的效果。加筋對體積混凝土的溫度應力影響很小, 因為體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下, 鋼的各項性能是穩定的, 而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線脹系數與混凝土線脹系數相差很小, 在溫度變化時兩者間只發生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15 倍, 當混凝土應力達到抗拉強度而開裂時, 鋼筋的應力將不超過100～200k2/cm2。因此, 在混凝上中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結溝內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而肋口果鋼筋的直徑細而間距密時, 對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結構的表面常常會發生細而淺的裂縫, 其中多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺, 但它對結構的強度和耐
久性仍有一定的影響。
