水利建設工程中大體積混凝土結構比較多,混凝土重力壩、大型船閘、混凝土擋墻等建筑物,雖然設計時都分成好多塊,但每一塊都仍然有幾百方,甚至上千方混凝土。工程實踐證明,大體積混凝土施工難度較大,混凝土產生裂縫的機率較多,稍有差錯,將會造成無法估量的損失。為了提高工程質量,降低不必要的經濟損失,我們一定要減少和控制裂縫的的出現。

從裂縫的形成過程可以看到,混凝土特別是大體積混凝土之所以開裂,主要是混凝土所承受的拉應力大于混凝土本身的抗拉強度的結果。因此為了控制大體積混凝土裂縫,就必須從提高混凝土本身抗拉強度性能和降低拉應力(特別是溫度應力)這兩方面綜合考慮。抗拉強度主要決定于混凝土的強度等級及組成材料,要保證抗拉強度關鍵在于原材料的優選和配合比的優化(混凝土強度等級設計已經確定),由于混凝土選用地材,從經濟角度來考慮,原材料優化的空間相對較小,所以降低拉應力是控制混凝土裂縫的有效途徑。而降低拉應力主要通過減少溫度應力和沉縮應力來控制溫度裂縫和沉縮裂縫。

一、溫度裂縫

1、溫度裂縫產生的主要原因:一是由于混凝土結構內外溫差較大引起的。在混凝土結構硬化期間,水泥釋放大量的水化熱,如果散熱不及時,內部溫度就會不斷上升,使混凝土表面和內部溫差變大。混凝土內部膨脹高于外部,此時混凝土表面將受到很大的拉應力,而混凝土的早期抗拉強度很低,因而出現溫度裂縫。這種溫度應力一般在表面處較大,離開表面就很快減弱,因此裂縫只在接近表面的范圍內發生,表面層以下結構仍保持完整。二是由于結構溫差較大,受到外界的約束引起的,當大體積混凝土澆筑在約束地基(例如樁基)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,則易發生深度、甚至是貫穿的溫度裂縫。

2、溫度裂縫形成的過程:一般(認為)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,混凝土澆筑后2~3天內溫度急劇上升,內熱外冷引起的“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,當溫度梯度較大時,混凝土產生裂縫。

3、溫度控制:一般的,溫度裂縫的產生是不可避免的,重要的是如何把其控制在規范允許的范圍之內。要進行有效的控制,就必須進行科學預測,以保證控制的準確性。在施工現場,對溫度應力的控制主要是進行溫控。在澆筑混凝土時,采用溫度傳感片和測溫儀,從澆筑一開始就開始測溫(包括入模溫度,環境溫度),并及時抹面壓光和養護(保溫保濕)。混凝土澆筑完后根據溫控指標,及時調整保溫保濕養護條件。

溫度影響系數受多種因素影響,其中溫度、濕度、散熱界面(土、空氣等),初凝時間、風速、溫差等影響較大,特別是風速和溫差較大時,溫度影響系數大大降低,最高溫升將降低,這與我們的實測結果是相吻合的。但為防止降溫過快,形成大的溫度梯度,夏季選用蓄水養護,秋冬季加蓋草袋、海綿如果工地氣候風大、干燥特征拆模后及時采取防風,保溫措施,并及時回填土,結果證明這些方法對溫度影響系數的改變是非常有用的,事實表明控制也是非常成功的。

二、沉縮裂縫

混凝土沉縮裂縫在大體積混凝土(特別是泵送大流態混凝土)施工中也是經常發生的。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,混凝土澆筑后,沒有及時抹光壓實(特別是初凝前的二次拌壓);如果表面覆蓋再不及時,受風吹日曬,表面水份散失快,產生干縮,混凝土早期強度低,不能抵抗干縮變形而導致開裂。

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,適時增加抹壓次數,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,這對消除表面裂縫是有效的。

三、減少大體積混凝土裂縫的措施

1、選擇合適水泥和嚴格控制水泥用量

為減少水泥用量,優先采用52.5R、42.5R普通硅酸鹽水泥等高標號水泥。選用低熱水泥,減少水化熱,降低混凝土的溫升值。并盡量選用后期強度(90或120天)進行配合比設計,降低水泥用量,并延緩峰值。在滿足設計強度和混凝土可泵性的前提下,將42.5R水泥用量控制在450kg/m3,52.5R水泥用量控制在360kg/m3,以降低混凝土最高溫升,降低混凝土所受的拉應力。

2、嚴格控制骨料級配和含泥量

選用5~40mm連續級配碎石(其中5~20mm級配含量55%左右),細度模數2.80-3.00的中砂(通過0.315n凹篩孔的砂不少于15%),砂率控制在40%-45%。砂、石含泥量控制在1%以內,并不得混有有機質等雜物,杜絕使用海砂。

3、選擇適當外加劑

根據設計要求,混凝土中摻加一定用量外加劑,如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等。適當摻加外加劑能提高混凝土的和易性,使用水量減少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝延長到5h左右。

4、選擇優化配合比

優化混凝土配合比,選用良好級配的骨料,嚴格控制砂石質量,降低水灰比,并在混凝土中摻加粉煤灰和外加劑等,以降低水泥用量,減少水化熱,以降低混凝土溫升,從而可以降低混凝土所受的拉應力。

5、采用切實可行的施工工藝

根據泵送大體積混凝土的特點,采用“分段定點,一個坡度,薄層澆筑,循序推進,一次到頂”的施工方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能較好地適應泵送工藝,避免混凝土輸送管道經常拆除、沖洗和接長,從而提高泵送效率,保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。根據混凝土泵送時自然形成一個坡度的實際情況,在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器,第一道布置在混凝土出料口,主要解決上部混凝土的振實;由于底層鋼筋間距較密,第二道布置在混凝土坡腳處,以確保下部混凝土密實。隨著澆筑的推進,振動器也相應跟上,以確保整個高度上混凝土的質量。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚,故澆筑結束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數遍,打磨壓實,以閉合混凝土的收水裂縫。

6、嚴格控制混凝土入模溫度

大體積混凝土最好選在春秋季施工,以降低混凝土入倉溫度。如果確需在夏季施工,最好采取有效措施降低混凝土入倉溫度。澆筑混凝土時最好不要讓混凝土在太陽下直接爆曬。混凝土拌制前應保證水泥庫通風良好,并對碎石灑水降溫,自來水預先放入地下蓄水池中降溫。

7、適當增加預埋件

在混凝土容易發生裂縫的部位埋設應力應變傳感片,直接測試拉應力,以便更直接控制混凝土養護(調節保溫保濕養護條件,保證溫度梯度),確保混凝土不裂縫。在基礎面上加設鐵絲網或小直徑鋼筋網,以提高混凝土表面抗裂性(中間溫度筋可去掉)。采用“水平分層間隙”施工方法,分兩層進行澆筑,間隙時間7d以上,分層厚度各1.5m,抗縮鋼筋網設置在下層1.5m的上表面。在工期允許的情況下,這種施工方法可降低內部最高溫升,減少人力、材料及機械設備的投入。

8、改進施工技術

施工時加強插筋附近混凝土的振搗、抹壓、養護。由于鋼筋是熱的良導體,易產生大的溫度梯度,這是容易產生裂縫的一個主要部位。加強初凝前的抹壓,以消除初期裂縫,并加強早期養護,提高混凝土抗拉強度。

9、加強混凝土澆筑后的養護

混凝土澆筑后,應盡快回填土。土是混凝土最好的養護材料之一。目前這是混凝土保溫保濕養護的最有效方法,對預防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養護,在混凝土施工期間可通入冷卻循環水,以便加快承臺內部熱量的散發。如采用內散外蓄綜合養護措施,可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養護周期,對于超厚大體積混凝土施工尤其適用。

10、加強技術管理

加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照施工方案及技術交底的要求指導施工,明確分工,責任到人。加強計量監測工作,定時檢查并做好詳細記錄。認真對待混凝土澆筑過程中可能出現的冷縫,并采取措施加以杜絕。在變截面施工前,一定要加強預測,并保證預測的科學性。同時在實施過程中,要切實落實施工方案。

11、加強混凝土的測溫工作

為及時掌握混凝土內部溫升與表面溫度的變化值,在大體積混凝土內埋設若干個測溫點,采用L形布置,每個測溫點埋設2根測溫管,1根管底埋置于混凝土的中心位置,測量混凝土中心的最高溫升,另一根管底距混凝土上表面100mm,測量混凝土的表面溫度,測溫管均露出混凝土表面100mm。用100℃的紅色水銀溫度計測溫,以方便讀數。第l~5d每2h測溫1次,第6d后每4h測溫1次,測至溫度穩定為止。從已有施工經驗的測溫情況看,混凝土內部溫升的高峰值一般在3.5d內產生,3d內溫度可上升到或接近最大溫升,內外溫差值在20℃左右,控制在規范規定范圍內,未發現異常現象。

12、其它意見

如果大體積混凝土采用泵送工藝,泵送過程中,常會發生輸送管堵塞故障。所以提高混凝土的可泵性十分重要。須合理選擇泵送壓力,泵管直徑,輸送管線布置應合理。泵管上須遮蓋濕麻袋,并經常淋水散熱。混凝土中的砂石要有良好的級配,碎石最大粒徑與輸送管徑之比宜為1:3,砂率宜在40%~45%之間,水灰比宜在0.5-0.55之間,坍落度宜在15-18cm之間。

大體積混凝土施工過程中,還應經常與氣象臺聯系,掌握天氣情況。預備好防曬及防雨設施,并在基坑四周,設置盲溝和集水井,防止雨水倒灌進倉號內,造成不必要的經濟損失。

通過上述控制措施,一定能將大體積混凝土的各種裂縫減到最少,達到比較滿意的混凝土外觀質量。

篇2:某鋼筋混凝土核芯筒裂縫控制措施

鋼筋混凝土核芯筒裂縫控制措施

核芯筒鋼筋混凝土有害裂縫可能產生的原因是多方面的。其控制的方法與我方在基礎工程裂縫控制中所采取的控制方法一樣,即采用綜合控制的方法來處理。主要分為材料控制、施工控制、結構構造控制、外部環境控制四個方面。

1材料控制

1.1原材料選用

為了控制或減少混凝土結構的有害裂縫,應妥善選定組成材料和配合比,以

使所配制的混凝土除符合設計和施工所要求的性能外,還具有抵抗開裂所需要的功能。

1)水泥:采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥;對大體積混凝土,采用中低熱硅酸鹽水泥。所用水泥的鋁酸三鈣(C3A)的含量小于8%。水泥質量符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175、《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》GB1344的規定。

2)骨料:選用潔凈、級配良好的中砂和級配良好、空隙率較小的粗骨料。骨料質量分別符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》JGJ52、《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢驗方法》JGJ53的規定。同時要加強對骨料中的含泥量、泥塊含量和其他有害物質檢查。

3)礦物摻合料:為改善混凝土性能適量摻入礦物摻合料,所用摻合料分別符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596、《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》GB/T18046的規定。

4)外加劑:所用外加劑符合《混凝土外加劑》GB7086、《混凝土泵送劑》JC473的規定,并按《混凝土外加劑應用技術規程》GB50119的規定進行施工;選用外加劑時,必須根據工程具體情況做好水泥適應性及實際效果試驗。

5)水:符合《混凝土拌合用水標準》JGJ63規定。當使用混凝土攪拌站中的回收水時,應經過沉淀,去除砂石、泥漿,澄清后的水方可使用,并注意回收水中所含外加劑和其他有害物質對混凝土質量的影響。

6)鋼筋:所用鋼筋應分別符合《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》GB1499、《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB13778、《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》GB13014、《冷軋帶肋鋼筋》GB13778的規定。

1.2配合比設計

1)混凝土配合比按《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55的規定外,根據要求的強度等級、抗滲等級、耐久性及工作性等要求進行配合比設計,同時要考慮以下參數。

2)干縮率:混凝土90天的干縮率宜小于0.05%。

3)坍落度:在滿足施工要求的條件下,盡量采用較小的混凝土坍落度;采用泵送混凝土時,建筑物底部的混凝土坍落度宜控制在150±30mm,建筑物上部的混凝土坍落度宜控制在180±30mm。

4)擴展度:鋼管中的自流平混凝土的擴展度宜控制在550±75mm。

5)用水量:不宜大于180kg/m3。

6)水泥用量:根據不同設計強度等級,確定不同的水泥用量。高強混凝土不宜大于550kg/m3(含替代水泥的礦物摻合料)。

7)水膠比:應盡量采用較小的水膠比。混凝土水膠比不宜大于0.55。

8)砂率:在滿足混凝土工作性的前提下,應采用較小砂率。

9)泌水量:宜小于0.3ml/m3。

10)宜采用萘系、聚羧酸外加劑。

11)在箱基工程中建議采用混凝土的后期強度,降低混凝土的水泥用量以控制箱基的開裂。

2施工控制

鋼筋混凝土工程有害裂縫的產生,與施工技術措施是否合理有相當影響因素。在各道工序各個環節配置相應技能的熟練人員,按施工組織設計技術方案進行施工。

2.1模板的安裝和拆除

1)模板及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性,能可靠地承受澆注混凝土的自重、側壓力、施工過程中產生的荷載,以及上層結構施工時產生的荷載。

2)安裝的模板必須構造緊密、不漏漿、不滲水,并能保證構件形狀正確規整。

3)安裝模板時,為確保鋼筋保護層厚度,應準確配置混凝土墊塊或鋼筋定位器等。

4)拆除模板前,應對混凝土進行充分的澆水養護,拆除模板后,應馬上涂刷養護液。

5)底模及其支架拆除時的混凝土強度應符合設計的要求。

6)已拆除模板及其支架的結構,在混凝土強度達到設計要求的強度后,方可承受全部使用荷載;當施工荷載所產生的效應比使用荷載的效應更為不利時,必須經過核算并加設臨時支撐。

2.2混凝土的制備和運輸

1)采用預拌混凝土。其質量符合《預拌混凝土》GB/T14902的規定。

2)對品質、種類相同的混凝土,原則上要在同一預拌混凝土廠訂貨,如在兩家或兩家以上的廠家訂貨時,應保證各預拌混凝土廠所用主要材料及配合比相同,制備工藝條件基本相同。

3)混凝土運輸時,應能保持混凝土拌合物的均勻性,不應產生分層離析現象,運送容器應不漏漿,內壁光滑平整,并宜快速運輸。運送頻率,應保證混凝土施工的連續性。

4)運輸車在裝料前應將車內殘余混凝土及積水排盡。當需在卸料前補摻外加劑調整混凝土拌合物的工作性時,外加劑摻入后運輸車應進行快速攪拌。攪拌時間應由試驗確定。

5)運至澆注地點混凝土的坍落度和擴展度應符合要求。

6)由攪拌、運輸到澆搗入模,當氣溫不高于25℃,持續時間不宜大于90min,當氣溫高于25℃,持續時間不宜大于60min。當在混凝土中摻加外加劑時,持續時間據試驗另行確定。

2.3混凝土的澆搗

1)搗前檢查模板及其支架、鋼筋及其保護層厚度、預埋件等的位置、尺寸,確認正確無誤后,方可進行澆搗。

2)混凝土的一次澆搗量要適應各環節的施工能力,以保證混凝土的連續澆搗。

3)對現場澆搗的混凝土要進行監控,運至現場的混凝土坍落度不能滿足施工要求時,采用經試驗確認的可靠方法調整坍落度,嚴禁隨意加水。

4)澆搗剪力墻時,一次澆搗高度以混凝土不離析為準,一般每層不超過500mm,搗平后再澆搗上層,澆搗時要注意振搗到位,使混凝土填充至每個角落。

5)要注意混凝土澆搗的程序。澆搗時要防止鋼筋、模板、定位鋼筋等的移動和變形。

6)混凝土采用快插慢拔,梅花狀布點的方法震搗。每點震搗的時間在10~15秒。振搗要密實,不得漏振,也不得過振,更不得用振搗器拖趕混凝土。

7)分層澆搗混凝土時,注意使上下層混凝土一體化。應在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆搗完成。在澆搗上層混凝土時,須將振搗器插入下層混凝土50mm左右以便

形成整體。

8)由于混凝土的泌水、骨料下沉,易產生塑性收縮裂縫,此時應對混凝土表面進行壓實抹光;在澆搗混凝土時,如高溫、太陽暴曬、大風天氣,澆搗后立即用塑料膜覆蓋,避免發生混凝土表面硬結。

9)對大體積混凝土,控制澆搗后的混凝土內外溫差、混凝土表面與環境溫差不超過25℃。

10)板類(含底板)混凝土面層澆搗完畢后,在初凝后終凝前進行二次抹壓。

11)按設計要求合理設置后澆帶,后澆帶混凝土的澆搗時間應符合設計要求。

12)施工縫處澆搗混凝土前,將接茬處剔鑿干凈,澆水濕潤,并在接茬處鋪水泥砂漿或涂混凝土界面劑,保證施工縫處結合良好。

2.4混凝土的養護

1)養護是防止混凝土產生裂縫的重要措施,必須充分重視,并制定養護方案,派專人負責養護工作。

2)混凝土澆搗完畢,在混凝土凝結后即須進行妥善的保溫、保濕養護,盡量避免急劇干燥、溫度急劇變化、振動以及外力的擾動。

3)澆搗后采用覆蓋、灑水、噴霧或用薄膜保濕等養護措施;保溫、保濕養護時間,對硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土,不少于7天;對摻用緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土,不少于14天。

4)底板和樓面等水平結構:混凝土澆搗收漿和抹壓后,用塑料薄膜覆蓋,防止表面水分蒸發,混凝土硬化至可上人時,揭去塑料薄膜,鋪上麻袋或草簾,用水澆透或蓄水養護。

5)在本核芯筒剪力墻等豎向結構中:混凝土澆搗完畢,達到一定強度(1~2天)后,必要時及時松動兩側模板,離縫約3~5mm,在墻體頂部架設淋水管,噴淋養護。拆模后,在墻兩側涂刷養護液,沿外墻周邊包裹聚乙烯彩條布等覆蓋物,避免陽光直照墻面,并連續噴水養護。

3結構構造控制

結構上的構造措施是控制混凝土有害裂縫產生的最有效措施。

在本工程核芯筒施工中,建議采取以下幾條措施對有害裂縫進行控制:

3.1在-18.00標高墊層處附加一層柔性隔離層

由于箱基底板直接支承于-18.00標高的中風化巖上,巖層對2m厚的箱基底板大體積砼有很強的約束力。在大體積混凝土冷卻收縮,徐變過程中,產生強大的摩阻力將導致底板開裂。

為此在墊層和基礎底板之間附加一層柔性隔離層,可以大大減少其約束力。從而減少有害裂縫產生的機率。柔性隔離層可以采用二氈三油或三元一丙,也可以采取瀝青砂的方法。

3.2在核芯筒外壁剪力墻中增加抗裂鋼筋網片,洞口處增加放射抗裂鋼筋

在結構設計時,設計師所關心的是豎向的結構受力鋼筋,對于環向鋼筋,大都僅作構造配筋處理。根據以往的施工實踐中發現環狀結構的有害裂縫主要是豎向裂縫。而混凝土的環向收縮是導致豎向裂縫發生的主要原因,為此在本工程橢圓形結構施工事中在筒體外壁鋼筋保護層內,布置Φ6mm的弧狀鋼筋網片;在洞口處增加抗裂放射細鋼筋的方法,來預控制高聳核芯筒結構豎向有害裂縫的產生。

篇3:鋼筋混凝土現澆樓板裂縫防治技術措施(2)

鋼筋混凝土現澆樓板裂縫防治的技術措施(二)

a、現澆板的混凝土應采用中粗砂。

b、混凝土應采用減水率高、分散性能好、對混凝土收縮影響小的外加劑,其減水率不應低于8%。

c、預拌混凝土的含砂率應控制在40%以內,每立方米粗骨料的用量不少于1000