摘 要:主要闡述泵送混凝土施工中溫度裂縫存在的原因,提出應完善工程設計,并對使用的水泥、砂石料等加強檢驗,保證原材料的質量,加強施工過程控制,從而提高泵送混凝土的施工質量。
關鍵詞:泵送混凝土,溫度裂縫,控制措施
中圖分類號: TU755. 7 文獻標識碼:A
隨著建筑技術的不斷發(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)澆混凝土構件中。但是,泵送混凝土因骨料級配的限制,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構的抗?jié)B性和耐久性,應當引起足夠的重視。為此,現(xiàn)對溫度裂縫產(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,使得混凝土結構內(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)生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫,在混凝土的施工中當溫差變化較大或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導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)生很大的拉應力而產(chǎn)生裂縫。同時,商品混凝土具有較大的收縮性,在共同應力的作用下,將會產(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,嚴重的將形成質量病害,影響建筑的結構安全和合理的使用壽命。
2 影響因素和控制措施
對使用泵送混凝土的工程,應充分考慮溫度裂縫問題,在工程設計中,應對易產(chǎn)生溫度裂縫的部位采取構造加強措施。施工中應從拌制混凝土使用的水泥、砂石料、摻合料、水灰比等方面進行重點控制,并在施工中加強過程控制,以保證鋼筋混凝土工程質量。主要應做好以下幾方面的工作。
2. 1 完善工程設計
從設計角度看,現(xiàn)行設計規(guī)范側重于按強度考慮,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,配筋量因而達不到要求。在工程設計中,應充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,對易產(chǎn)生溫度裂縫的房屋四周陽角、現(xiàn)澆板的中部、地下室及屋面板等配筋薄弱處,應設置一定數(shù)量的構造鋼筋進行加強。如負筋不采用分離式切斷,改為沿房間全長配置,并且適當加密加粗。對于超過45 m 的現(xiàn)澆梁板宜設置伸縮縫或后澆帶。對不宜設置伸縮縫的建筑,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,施工方在圖紙會審中提出,在溫度裂縫常產(chǎn)生的部位應進行構造配筋,并增設一處后澆帶。設計部門采納后,進行相應變更,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,也可選用礦渣硅酸鹽水泥。同時,可充分利用混凝土后期強度,以減少水泥用量;或改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。所使用的水泥應符合GB 17521999 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥質量標準的有關規(guī)定。
2) 摻加優(yōu)質摻合料。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性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現(xiàn)時間。泵送混凝土中摻入一定數(shù)量高效優(yōu)質的粉煤灰后,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符合GB 8076 混凝土外加劑及GB 50119混凝土外加劑應用技術規(guī)范的相應質量標準的要求,優(yōu)先選用高效粉煤灰、高品質的外加劑,以保證混凝土的各種性能符合要求。
3) 嚴格控制水灰比。泵送混凝土為了保證具有相應的泵送性,要求有較大的流動性。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。在使用泵送混凝土時,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) 選用高質量的砂石料。水洗砂的質量應符合J GJ 52292 普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法的相應標準,宜選用中砂或粗砂,含泥量應嚴格進行抽查,含泥量不得大于3 % ,泥塊含量不得大于1 % ,以保證砂的質量。石子的質量應符合J GJ 53292 普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法的相應標準,選用級配合理的材料,嚴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、初凝和終凝時間以及混凝土收縮率等性能指標。在施工中根據(jù)結構的不同部位、不同特點和設計要求,結合氣候條件及施工現(xiàn)場的生產(chǎn)管理狀況,提出相應的技術參數(shù),由相關實驗室進行試配,確定詳細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 加強施工過程控制措施
1) 加強對鋼筋工程質量的管理。在施工中應嚴格按照設計及有關規(guī)范施工,加強對鋼筋工程的質量管理,確保鋼筋工程施工質量。應合理和科學地安排好各工種交叉作業(yè)時間,并在樓梯、通道等頻繁和必須的通行處應搭設(或鋪設) 臨時的簡易通道,以供必要的施工人員通行,減少對鋼筋的踏踩損壞。
2) 加強對樓面上層鋼筋網(wǎng)的保護。樓面板的上層鋼筋一般較細較軟,同時離樓層模板的高度較大,無法受到模板的依托保護;受到人員踩踏后就立即彎曲、變形、下墜;在施工中對樓面上層鋼筋必須設置鋼筋小撐馬,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進行整修,以保證上部鋼筋的位置正確。
3) 施工現(xiàn)場應嚴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量,不符合要求的混凝土不得使用。
4) 嚴格控制澆筑流程。合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。對已澆筑的混凝土,在終凝前進行二次振動,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,提高粘結力和抗拉強度,并減少內(nèi)部裂縫與氣孔,提高抗裂性。二次振動完成后,仔細進行板面找平,排除板面多余的水分。若發(fā)現(xiàn)局部有漏振及過振情況時,及時返工進行處理。
5) 注重澆筑完畢后養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護主要是保持適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫。混凝土澆筑后,及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護,延長養(yǎng)護時間,保證混凝土表面緩慢冷卻。在高溫季節(jié)泵送時,宜及時用濕草袋覆蓋混凝土,尤其在中午陽光直射時,宜加強覆蓋養(yǎng)護,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),混凝土表面應設草簾覆蓋保溫措施,以防止寒潮襲擊。
3 結語
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,應充分認識到裂縫的出現(xiàn)對建筑物的危害性。在工程設計中采取構造加強措施,并在施工中采取有效的措施和合理的施工過程控制方法,來預防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,以保證泵送混凝土澆筑質量,滿足建筑結構的安全、耐久性等要求。
參考文獻:
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