摘 要:主要闡述泵送混凝土施工中溫度裂縫存在的原因,提出應(yīng)完善工程設(shè)計(jì),并對(duì)使用的水泥、砂石料等加強(qiáng)檢驗(yàn),保證原材料的質(zhì)量,加強(qiáng)施工過(guò)程控制,從而提高泵送混凝土的施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:泵送混凝土,溫度裂縫,控制措施
中圖分類號(hào): TU755. 7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,泵送混凝土在工程施工中得到普及,廣泛使用于現(xiàn)澆梁、板、柱、墻等各種現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件中。但是,泵送混凝土因骨料級(jí)配的限制,膠凝材料的大量使用,以及具有的高坍落度、高流動(dòng)性、高水泥用量的原因,在水泥硬化中易產(chǎn)生泌水現(xiàn)象,并產(chǎn)生大量的水化熱,造成溫度裂縫普遍存在,在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。為此,現(xiàn)對(duì)溫度裂縫產(chǎn)生的原因及如何有效控制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展進(jìn)行探討。
1 泵送混凝土施工中溫度裂縫產(chǎn)生的原因
泵送混凝土澆筑后,在硬化過(guò)程中,水泥因水化而產(chǎn)生大量的水化熱,聚積在混凝土內(nèi)部不易散發(fā),導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差,這些溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí),混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫,在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降而產(chǎn)生收縮,表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。同時(shí),商品混凝土具有較大的收縮性,在共同應(yīng)力的作用下,將會(huì)產(chǎn)生大量的溫度收縮裂縫,雖然這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生,但是如不加控制,將很快發(fā)展,形成貫穿裂縫,會(huì)引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等,嚴(yán)重的將形成質(zhì)量病害,影響建筑的結(jié)構(gòu)安全和合理的使用壽命。
2 影響因素和控制措施
對(duì)使用泵送混凝土的工程,應(yīng)充分考慮溫度裂縫問(wèn)題,在工程設(shè)計(jì)中,應(yīng)對(duì)易產(chǎn)生溫度裂縫的部位采取構(gòu)造加強(qiáng)措施。施工中應(yīng)從拌制混凝土使用的水泥、砂石料、摻合料、水灰比等方面進(jìn)行重點(diǎn)控制,并在施工中加強(qiáng)過(guò)程控制,以保證鋼筋混凝土工程質(zhì)量。主要應(yīng)做好以下幾方面的工作。
2. 1 完善工程設(shè)計(jì)
從設(shè)計(jì)角度看,現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范側(cè)重于按強(qiáng)度考慮,未充分按溫差和泵送混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,配筋量因而達(dá)不到要求。在工程設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,對(duì)易產(chǎn)生溫度裂縫的房屋四周陽(yáng)角、現(xiàn)澆板的中部、地下室及屋面板等配筋薄弱處,應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的構(gòu)造鋼筋進(jìn)行加強(qiáng)。如負(fù)筋不采用分離式切斷,改為沿房間全長(zhǎng)配置,并且適當(dāng)加密加粗。對(duì)于超過(guò)45 m 的現(xiàn)澆梁板宜設(shè)置伸縮縫或后澆帶。對(duì)不宜設(shè)置伸縮縫的建筑,可在混凝土中摻加一定量的混凝土微膨脹劑,以減少溫度變化導(dǎo)致的收縮裂縫,如UEA微膨脹劑系列產(chǎn)品等。如在該市某棟綜合樓施工中,施工方在圖紙會(huì)審中提出,在溫度裂縫常產(chǎn)生的部位應(yīng)進(jìn)行構(gòu)造配筋,并增設(shè)一處后澆帶。設(shè)計(jì)部門采納后,進(jìn)行相應(yīng)變更,施工中基本未發(fā)現(xiàn)溫度產(chǎn)生的病害裂縫,效果顯著。
2. 2 泵送混凝土原材料及配合比的選用
1) 盡量選用低熱或中熱水泥,合理確定水泥用量。引起大體積鋼筋混凝土裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚,使混凝土出現(xiàn)早期升溫和后期降溫,產(chǎn)生內(nèi)部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí),也可選用礦渣硅酸鹽水泥。同時(shí),可充分利用混凝土后期強(qiáng)度,以減少水泥用量;或改善骨料級(jí)配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量,降低水化熱。所使用的水泥應(yīng)符合GB 17521999 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。
2) 摻加優(yōu)質(zhì)摻合料。在泵送混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的高性能混凝土外加劑,可改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。泵送混凝土中摻入一定數(shù)量高效優(yōu)質(zhì)的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且可改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性,從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥水化熱,減少絕熱條件下的溫度升高。泵送混凝土使用的各種摻合料應(yīng)符合GB 8076 混凝土外加劑及GB 50119混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求,優(yōu)先選用高效粉煤灰、高品質(zhì)的外加劑,以保證混凝土的各種性能符合要求。
3) 嚴(yán)格控制水灰比。泵送混凝土為了保證具有相應(yīng)的泵送性,要求有較大的流動(dòng)性。在澆搗完畢后,現(xiàn)澆板面易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象,易產(chǎn)生混凝土表面溫度裂縫。在使用泵送混凝土?xí)r,宜選用低坍落度混凝土,即在保證混凝土的泵送性的前提下,越小越好,以減少混凝土表面的溫度裂縫的產(chǎn)生。
4) 選用高質(zhì)量的砂石料。水洗砂的質(zhì)量應(yīng)符合J GJ 52292 普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),宜選用中砂或粗砂,含泥量應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行抽查,含泥量不得大于3 % ,泥塊含量不得大于1 % ,以保證砂的質(zhì)量。石子的質(zhì)量應(yīng)符合J GJ 53292 普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),選用級(jí)配合理的材料,嚴(yán)格控制含泥量不得大于1 % ,泥塊不得大于0. 5 % ,以保證石子的質(zhì)量。
5) 合理確定泵送混凝土的配合比。泵送混凝土的配合比決定了混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性、和易性、坍落度、水泥用量、水化熱大小、初凝和終凝時(shí)間以及混凝土收縮率等性能指標(biāo)。在施工中根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同部位、不同特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求,結(jié)合氣候條件及施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)管理狀況,提出相應(yīng)的技術(shù)參數(shù),由相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試配,確定詳細(xì)合理的泵送混凝土配合比。在滿足混凝土泵送的前提下,優(yōu)先選用5 mm～40 mm 石子級(jí)配,采用低坍落度,以減少混凝土溫度和收縮產(chǎn)生的裂縫。
2. 3 加強(qiáng)施工過(guò)程控制措施
1) 加強(qiáng)對(duì)鋼筋工程質(zhì)量的管理。在施工中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范施工,加強(qiáng)對(duì)鋼筋工程的質(zhì)量管理,確保鋼筋工程施工質(zhì)量。應(yīng)合理和科學(xué)地安排好各工種交叉作業(yè)時(shí)間,并在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應(yīng)搭設(shè)(或鋪設(shè)) 臨時(shí)的簡(jiǎn)易通道,以供必要的施工人員通行,減少對(duì)鋼筋的踏踩損壞。
2) 加強(qiáng)對(duì)樓面上層鋼筋網(wǎng)的保護(hù)。樓面板的上層鋼筋一般較細(xì)較軟,同時(shí)離樓層模板的高度較大,無(wú)法受到模板的依托保護(hù);受到人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜;在施工中對(duì)樓面上層鋼筋必須設(shè)置鋼筋小撐馬,并安排足夠數(shù)量的鋼筋工,在混凝土澆筑前及澆筑中及時(shí)進(jìn)行整修,以保證上部鋼筋的位置正確。
3) 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)嚴(yán)格檢查泵送混凝土的坍落度,檢查隨車出料單,以保證混凝土熟料的半成品質(zhì)量,不符合要求的混凝土不得使用。
4) 嚴(yán)格控制澆筑流程。合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。對(duì)已澆筑的混凝土,在終凝前進(jìn)行二次振動(dòng),可排除混凝土因泌水,在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度,并減少內(nèi)部裂縫與氣孔,提高抗裂性。二次振動(dòng)完成后,仔細(xì)進(jìn)行板面找平,排除板面多余的水分。若發(fā)現(xiàn)局部有漏振及過(guò)振情況時(shí),及時(shí)返工進(jìn)行處理。
5) 注重澆筑完畢后養(yǎng)護(hù)?；炷琉B(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫?；炷翝仓?及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護(hù),延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,保證混凝土表面緩慢冷卻。在高溫季節(jié)泵送時(shí),宜及時(shí)用濕草袋覆蓋混凝土,尤其在中午陽(yáng)光直射時(shí),宜加強(qiáng)覆蓋養(yǎng)護(hù),以避免表面快速硬化后,產(chǎn)生混凝土表面溫度和收縮裂縫。在寒冷季節(jié),混凝土表面應(yīng)設(shè)草簾覆蓋保溫措施,以防止寒潮襲擊。
3 結(jié)語(yǔ)
溫度裂縫的存在是泵送混凝土施工中不可避免的普遍現(xiàn)象,應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到裂縫的出現(xiàn)對(duì)建筑物的危害性。在工程設(shè)計(jì)中采取構(gòu)造加強(qiáng)措施,并在施工中采取有效的措施和合理的施工過(guò)程控制方法,來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,以保證泵送混凝土澆筑質(zhì)量,滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全、耐久性等要求。
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