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水利水电大体积混凝土浇筑裂缝及防裂论文

篇1:水利水电大体积混凝土浇筑裂缝及防裂论文

引言

与其他工程相比,水利水电工程项目的施工具有一次性、交叉性,该工程对基础的建设需要高度重视,不仅要包含地下施工,而且需要水下施工,因此技术难度较大,一般情况下地基采用混凝土施工,良好的地基建设可以防止漏水问题的出现,此外,水电站在洪水时期需要承担一定的水压,在建设初期一旦出现大面积裂缝就会给后期的防洪工作带来巨大的威胁。水利水电工程投资成本高、风险大,因此必须高度重视大体积混凝土浇筑裂缝,防止出现溃堤事故发生,从而保证人民生命和财产安全。在实际的工程项目中,混凝土工程特别容易出现裂缝,通常情况下随着混凝土体积的增加,裂缝出现的概率成倍增加,经过大量的实践证明如果在混凝土浇筑过程中采取科学合理的措施可以有效的降低裂缝发生的概率,从而为整个水利水电工程项目顺利开展奠定坚实的基础。我国混凝土施工的规章规范明确规定,混凝土工程可以有少量的裂缝,但不可超过总面积的1%,为了充分发挥水利水电工程项目的作用,并确保工程质量安全,应尽全力保证混凝土工程质量。表1为水利水电工程出现事故问题的表格。从表1中可以看出坝体发生严重裂缝在整个事故中占比很大,即大体积混凝土浇筑裂缝需要给与高度重视。

篇2:水利水电大体积混凝土浇筑裂缝及防裂论文

水利水电工程施工中混凝土裂缝问题非常普遍,其带来的危害非常严重。①混凝土裂缝会明显降低混凝土结构的使用寿命,影响其结构强度;②大面积混凝土结构发生裂缝将增加钢筋受腐蚀的概率,对钢筋承受压力、渗透率、寿命等影响较大。最终威胁到整个工程的质量安全,给人们的生产生活带来较大威胁,有关部门必须深入分析混凝土裂缝出现的原因,给出必要的防裂对策。另外,值得一提的是当混凝土出现细小裂缝时,一旦水的压力增大将逐渐增加裂缝的深度和大小,最终将整个混凝土工程破坏,工程实际中混凝土裂缝不可能完全根除,但通过科学的发可以将危害降低到最低。

2水利水电混凝土浇筑混凝土裂缝类型及形成原因

混凝土裂缝产生的类型及原因:水利水电工程项目施工中,早期出现混凝土裂缝的类型及原因可归纳为如下几种:①混凝土发生收缩产生了裂缝。这种裂缝的产生是比较常见的一种,收缩的种类有干燥收缩、沉降收缩等,当然这些裂缝产生的根本原因是混凝土体收缩。目前,导致混凝土体出现收缩的因素有两点:a.游离的水蒸发,在工程建造过程中混凝土浇筑加入的水量为水泥需要水量的3倍左右,这样便产生了大量的游离水,当混凝土浇筑后,这些多余的水会发生蒸发,从而出现蒸发收缩问题。b.由于水泥水化的原因即混凝土收缩,这种情况下发生的收缩是游离水蒸发收缩的0.3左右。需要指出的是混凝土收缩在所难免,这也是水利水电工程一定会出现裂缝的原因,经过大量的'实践表明:合理的选用水泥材料、控制混凝土用水量、骨料、添加剂等能够降低混凝土收缩发涩会难过的几率。②温度产生的裂缝。某些地区,昼夜温度差异较大,混凝土体内外将出现比较大的温度差,这样就会降低混凝土体的硬度。当混凝土保护时期如果温度下降的大,混凝土体表面就会因为温差大而出现大面积裂缝,一般情况下这种原因产生的裂缝深度非常小约为4mm左右,混凝土体内部依然完好。混凝土体形成以后,其内部会发出大量的热,这些热的来源主要是水化原因,混凝土体本身的导热系数比较差,这样混凝土体表面和内部就会出现温度差,当混凝土体积比较大时,内外温度相差会更大。大概混凝土浇筑完成两天后,内部温度会达到70℃左右,巨大的温差会在混凝土表面产生较大作用力,最终导致裂缝的出现,这种裂缝常出现在混凝土浇筑完成1~2月,且裂缝非常的深,将对混凝土结构产生严重的破坏,甚至威胁整个水利水电工程项目的安全。③沉陷裂缝。水利水电工程的地基位于水下,当地基出现不稳定时就会发生不均匀的沉降,最终会导致裂纹的出现。尤其是那些配筋量较少、刚度比较差的混凝土体,在侧面最容易发生裂缝,与此同时,模板刚度不够、模版拆除时间过早也是造成沉降裂缝出现的主要原因,随着裂缝的不断加深将会在整个混凝土体结构中出现贯穿性裂痕,严重的将出现错位问题。④其他早期施工出现裂缝的原因。除了上述介绍的三种之外,施工中发生模版脱落、吊装措施不到位、预制的板抽出时间不合适等都会引起混凝土体塌陷,并最终形成裂缝。此外,建造水利水电工程地基选用的构件或垫木等不合格,当收到外部冲击时会发生形变,最后导致混凝土体出现大面积的裂缝。施工初期产生的混凝土体裂缝可以通过改善施工工艺来减少裂缝出现的概率。

3混凝土裂缝防范措施的若干建议

3.1优化设计

无论是水利水电工程建设还是房屋建设,图纸设计是最重要的部分,为了强化对裂缝的控制,需要严格控制设计图纸。①在设计阶段就需要综合考虑裂缝出现的因素,选用科学合理的方法来降低裂缝出现的概率;②混凝土体硬化时应严格控制周围内部和外部环境的温度差、湿度差,对不同温度进行等级划分,并根据不同等级制定相应的施工策略。另外,设计时需要考虑到混凝土热胀冷缩,以尽量降低因温度问题产生的应力,从而降低裂缝的产生概率。对于水利水电工程已形成的裂缝可以设置相应的施工缝,后期进行集中处理。混凝土收缩不可避免,因此可以选择恰当的构件和截面,并合理处理相互载荷,避免混凝土收缩时应力过于集中造成严重的事故。钢筋在混凝土体中的作用非常大,它能显著增加混凝土与钢筋间的粘结力,从而抑制混凝土体的形变量,随着粘结力的加大,这种抑制能力越强。

3.2浇筑要求

水利水电工程关系到国家的长治久安,因此建设过程中需要对施工的各个阶段进行严格控制。①严格控制原料质量。施工中原材料的选择十分关键,它往往决定了一个工程是否合格,水泥需要选用正规厂家、细砂和骨料要符合国家的规章规范,施工选用的原料含泥量不得高于1%,这样能够极大的降低混凝土出现裂缝的几率。②浇筑时间的选取必须合理,要尽量避开高温、大风、大雨天气,因为以上天气不利于混凝土凝合。如果一定要在这样的天气下进行施工,那需要做好相应的防湿、防高温、防暴晒措施。③严格控制施工的过程。混凝土体混凝土产生裂缝消除的办法可选用振捣法,但是振捣所需要的时间有严格的要求,过长或过短都将影响混凝土硬度;振捣过程完成后可选用压光方法降低混凝土中多余水量。④优化混凝土配合方案。在粉煤灰中加入减水剂,采用水泥泵进行输送,用这样的方案可极大的降低裂缝的出现,建设阶段为了降低水泥收缩、控制混凝土裂缝,可以适当提高混凝土的和易度。

3.3做好后期养护工作

混凝土体浇筑完成后并不是就结束了,后期的养护工作也很重要,通过良好的养护能够有效降低混凝土水化速度,从而降低混凝土体内部温度升高的速度,根据国家有关规定混凝土保温保湿养护时间最短需要半月时间,只有良好的后期防护和施工技巧才能够尽量降低混凝土发生干裂,防止因干缩而出现裂纹。我们国家在水利水电工程后期防护工作方面规章规范非常欠缺,这也是为什么每年都会出现一系列问题原因所在,事实证明处理问题的成本远远高于维护成本。有关部门应该注重这方面的研究,以便从不同方面确保工程质量安全,使水利水电工程更加经久耐用。

4案例分析

以某地区水利水电工程为例:该工程主要由大坝和泄水闸构成,大坝高15.5m,坝长为1135m,工程采用明渠导流,在大体积混凝土浇筑设计过程中充分考虑了裂缝产生的条件,施工中测量原料中含水量,发现略高于最优含水量,最后采取了一系列措施降低了原料水份含量,大体积混凝土体浇筑完成后裂纹出现量极少,证明该方法非常有效。在对水利水电工程进行养护时掀开其表面发现大坝的表面和侧面出现不同程度裂缝且裂缝的深度和宽度都较大,在经过反复确认之后证实该裂缝属于表面裂缝,对其进行封闭处理并和上层混凝土进行浇筑加固处理。出现裂缝的原因有很多种其中还包括材料自身出现裂缝,外部环境因素造成的因素,大部分裂缝出现的原因是由于温度变化出现的收缩,还会由于施工环节中的外因造成,需要对其设计以及配合比和原材料施工以及后期养护和温度控制上进行综合分析并进行治理。

5结束语

混凝土体出现裂缝在工程施工中是非常常见的,尤其是水利水电工程发生的概率更高,一旦混凝土体出现裂缝,水的渗透能力必定会加强,将严重腐蚀混凝土体内部的钢筋,从而严重降低建筑物的使用寿命。为了确保水利水电工程项目的安全需要做好相应的裂缝防止措施,必须从根源上降低裂缝出现的几率,可以通过合理设计、科学防护控制,将工程质量和经济效益统一。

参考文献

[1]曹滨.大体积混凝土温度裂缝控制及常见病害处理[J].中国科技博览,(02):34~35.

[2]陈丕凌.水利水电大体积混凝土施工温度裂缝控制[J].建筑与文化,(02):22~23.

[3]张少峰.大体积混凝土温度裂缝的控制[J].土木工程,2015(09):67~68.

篇3:大体积混凝土裂缝分析及措施论文

大体积混凝土裂缝分析及措施论文

摘要:混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料、需要时掺入外加剂和矿物掺合料,按适当比例配合,经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。在施工过程中,经常发现混凝土结构在成型后,出现各种裂缝。本文对大体积混凝土的裂缝成因与措施做如下论述。

关键词:混凝土裂缝措施

1混凝土裂缝产生的主要原因

1.1混凝土结构的宏观裂缝产生的原因主要有三种:

1.1.1由外荷载引起的裂缝,这是发生最为普遍的一种情况,即按常规计算的主要应力引起的;

1.1.2结构次应力引起的裂缝,这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;

1.1.3变形应力引起的裂缝,这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形,当变形受到约束时便产生应力,当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。

1.2当混凝土结构物产生变形时,在结构的内部,结构与结构之间,都会受到相互影响.相互制约,这种现象称为约束。当混凝土结构截面较厚时,其内部温度和湿度分布不均匀,引起内部不同部位的变形相互约束,这样的约束称之为内约束;当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍所受到的约束称为外约束。外约束又可分为自由体、全约束和弹性约束。建筑工程中的大体积混凝土结构所承受的.变形,主要是温差和收缩而产生的。

1.3建筑工程中的大体积混凝土结构中,由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同,温度外低内高,形成了温度梯度,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度,混凝土逐渐降温,这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形,受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力,超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上,都属有害裂缝。

2控制混凝土裂缝的措施

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展,必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计结构等方面全面考虑,结合实际采取措施。

2.1降低水泥水化热和变形

2.1.1选用低水化热或中水化热的水泥品种配置混凝土,如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。

2.1.2充分利用混凝土的后期强度,减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥,其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。

2.1.3使用粗骨料,尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料;控制砂石含泥量;掺加粉煤灰等掺合料和相应的减水剂、缓凝剂,改善和易性、降低水灰比,以达到减少水泥用量、降低水花热的目的。

2.1.4在基础内部预埋冷却水管,通入循环冷却水,强制降低混凝土水化热温度。

2.1.5在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中,掺加总量不超过20%的大石块,减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。

2.1.6在拌合混凝土时,还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥,使混凝土得到补偿收缩,减少混凝土的温度应力。

2.1.7改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋,可建议设计人员将分布筋做适当的调整。温度筋分布细密,一般用φ8钢筋,双向配筋,间距15cm.这样可以增强抵抗温度应力的能力.上层钢筋的绑扎,应在浇筑完下层混凝土之后进行。

2.1.8设置后浇缝.当大体积混凝土平面尺寸过大时,可以适当设置后浇缝,以减少外应力和温度应力;同时也有利于散热,降低混凝土地内部温度。

2.2降低混凝土温度差

2.2.1选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土,尽量避开炎热天气浇筑混凝土,夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土,可对骨料喷冷水晒,运输工具如具备条件也应搭设遮阳设施,以降低混凝土拌合物的入模温度。

2.2.2掺加相应的缓凝型减水剂,如木质素磺酸钙等.

2.2.3在混凝土入模时,采取措施改善和加强模内的通风,加速模内热量的散发。 2.3加强施工中的温度控制

2.3.1在混凝土浇筑之后,做好混凝土地保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力,夏季应注意避免暴晒,注意保湿,冬季应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度发生。

2.3.2采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,发挥凝土的“应力松弛效应”。

2.3.3加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土地温度梯度和湿度不至过大,以有效控制有害裂缝的出现。

2.3.4合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土拌合物堆积过大高差.在结构完成后及时回填土,避免其侧面长期暴露。

2.4改善约束条件,消减温度应力

2.4.1采取分层或分块浇筑大体积混凝土,合理设置水平或垂直施工缝,或在适当的位置设置后浇带,以放松约束程度,减少每次浇筑长度的蓄热量,防止水化热的集聚,减少温度应力。

2.4.2对大体积混凝土基础与岩石地基,或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层,如采用平面浇沥青胶铺砂或刷热沥青或铺卷材.在垂直面、健槽部位设置缓冲层,如铺设30~50mm厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料,以消除嵌固作用,释放约束应力。

2.5提高混凝土的极限拉伸强度

2.5.1选择良好级配的粗骨料,严格控制其含泥量,加强混凝土的振捣,提高混凝土密实度和抗拉强度,减小收缩变形,保证施工质量。

2.5.2采取二次投料法,二次振捣法,浇筑后及时排除表面积水,加强早期养护,提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

2.5.3在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋,在截面突变和转折处,底顶板与墙转折处,孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。

3结语

3.1经过以上的分析可以看出,大体积混凝土有自己的特性,采取有效的、合理的、科学的手段是可以避免混凝土裂缝的发生。

3.2只要我们在实际的施工过程中,严格执行设计和施工验收规范以及施工操作规程,大体积混凝土裂缝问题是可以解决的。

篇4:筏板基础大体积混凝土浇筑技术及裂缝控制

筏板基础大体积混凝土浇筑技术及裂缝控制

摘要:只要是筏板基础,必然涉及到大体积混凝土的施工技术。本文阐述大体积混凝土的浇筑方案及裂缝控制,较为详细的对施工中质量控制的技术进行了分析。

关键词:混凝土 裂缝

1大体积混凝土的浇筑方案分析

大体积混凝土的浇筑方案首先要做出是整浇还是分段浇筑的方案选择,接着要结合确定的施工方案对混凝土运输工具、浇筑设施、捣实机械及浇筑工人等元素的数量进行准确的计算。当混凝土运至施工场地,必须严格检查确保符合浇筑时规定的坍落度,如果发现有离析现象时,在浇筑前一定要实施二次搅拌,同时注意混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕不宜超过规范规定的时间值。常用的浇筑方案有以下几种。

1.1 全面分层

按照厚度在整个模板内进行全面分层,将结构分为厚度相等的若干个浇筑层,基础平面面积是浇筑区的面积。在实施混凝土浇筑时,浇筑方向从短边向长边实施,逐层浇筑,值得注意的是后一层混凝土的浇筑必须要在前面一层混凝土初凝前完成。

1.2 分段分层

大面积且长度较大的混凝土浇筑,如果采用全面分层方案,混凝土浇筑强度很大,导致场区的混凝土浇筑没备不能满足施工要求的情况下,宜采用分段分层的浇筑方案。具体做法是:在浇筑混凝土时沿长边方向将结构分成若干段,分段实施浇筑。每一小段的浇筑均由底层开始施浇,一旦第一层混凝土浇筑了一段长度后,立刻回头浇筑第二层,同样,一旦第二层混凝土浇筑了一段长度后,回头浇筑第三层,一直向前以阶梯形态推进式浇筑。该方案比较适于结构厚度不大而面积或长度较大时混凝土浇筑。

1.3 斜面分层

选择该方案进行浇筑施工时,混凝土是一次浇筑到顶,那么混凝土则自然流淌进而形成斜面。施浇中,振捣从浇筑层下端开始实施并逐渐上移。这种方案大多用于长度较大的结构。

2分析施工中质量控制

2.1 支立模板

模板的选择和支立质量是影响混凝土的外观的最重要、最直接的因素,在上面的质量问题成因分析中可以看出,所用模板如果质量低劣、生锈变形,如果又没有规范化地支立,是导致混凝土出现蜂窝、麻面、表面无光泽、跑模等外观缺陷的直接原因。笔者认为应从下面3个方面着手对其实施控制。

(1)选用的模板的刚度和强度应该足够高,板材表面光洁且不易变形,混凝土外观的模板板面选用胶合板或是钢模板比较好。

(2)对大面积的混凝土,合理安排应尽可能地减少模板的拼缝数量,拼缝要保证搭接平顺、严密,保证不漏浆,应避免混凝土表面出现错台和不平整现象。

(3)支架必须稳定、坚固地安装在有足够承载力的地基上,在模板背面合理地分布支架的支撑,两模板拼缝处用木条先将其垫平然后加以支撑,避免浇筑振捣过程中模板发生错动,导致错台。

2.2 涂脱模剂

选择脱模剂并涂膜在工程中常常被人们所遗漏,致使脱模后混凝土表面砂浆脱落、表面有污渍等外观问题。大量工程实践表明,选择好的脱模剂可以让混凝土外观色泽均匀、表面光洁。

2.3 混凝土搅拌

混凝土搅拌是控制内部质量和外观质量的关键,混凝土拌和的高质量离不开精确的计量和搅拌控制,具体可以从下面3个方面实施控制。

(1)在拌和混凝土之前,结合现场各个数据将试验配合比转化为现场配合比,并制定严格的配比方案,确保进入搅拌筒的`混凝土均是严格按照配比计量实施的。

(2)连续且规范的搅拌,务必将各种组合材料拌成分布均匀、颜色一致的混合物。

(3)及时在出料口混凝土的坍落度实施抽检,所得数据做为调整水用量的依据,将坍落度控制在规定的范围以内,保证每一盘混凝土性质稳定、稠度相同。

2.4 混凝土浇筑

混凝土浇筑的整体性是混凝土浇筑的基本要求,混合料不能结团或离析。

2.5 混凝土捣实

混凝土的捣实工艺要求极其严格,必须操作规范、到位,才能有效保证混凝土的内、外在质量,在具体操作中有以下3点特别要注意。

(1)振捣器要垂直插入混凝土内,插至前一层混凝土,插进深度一般介于5cm到10cm之间,抽出时要求速度足够慢,防止产生空洞,同时,也保证了新浇与先浇的混凝土良好地结合在一起。

(2)插式振捣器移动间距应小于等于有效振动半径的1.5倍,同时防止与钢筋和预埋物件直接接触。

(3)在模板内利用振捣器不能出现混凝土长距离流动或运送混凝土现象,防止引起离析。

3混凝土的养护及裂缝的控制

3.1养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。结合季节和天气变化,对混凝土进行养护工作,同时需要关注周围环境如温度、湿度的变化,养生期间确保充足的水分,这不仅仅是强度形成的要素,表面水分的散失会在混凝土表面形成裂纹、脆皮等现象。

保持适宜的温度和湿度是养护的任务,目的在于控制混凝土内外温差,使混凝土强度能正常地发展,避免混凝土裂缝现象的产生。对于大体积混凝土,夏季和冬季的施工环境不一样,养护的的处理方式也可以不同:在夏季大多利用蓄水或流水实施养护;在冬季,一般采用麻袋覆盖,在其侧面借助碘钨灯照射养护。

水利水电大体积混凝土浇筑裂缝及防裂论文

“蓄水法”养护技术是用双层麻袋将混凝土表面覆盖,浇水湿润。潮湿环境中混凝土的养护时间根据用料也有不同:对采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,要大于等于7d;如果是掺用缓凝型外加剂或者是有抗渗要求的混凝土,要大于等于14d。养护过程中定期要测定一下混凝土外表面和内部的温度,作为养护的调整依据。

3.2降低混凝土温度差

(1)选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土,尽量避开炎热天气浇筑混凝土。

(2)掺加相应的缓凝型减水剂,如木质素磺酸钙等。

(3)在混凝土入模时,采取措施改善和加强模内的通风,加速模内热量的散发。

3.3加强施工中的温度控制

(1)在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力,夏季应注意避免曝晒,注意保湿,冬期应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度发生。

(2)采取长时间的养护,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。

(3)加强测温和温度监测与管理,实行信息化控制,随时控制混凝土内的温度变化,内外温差控制在25℃以内,基面温差和基底面温差均控制在20℃以内,及时调整保温及养护措施,使混凝土的温度梯度和湿度不至过大,以有效控制有害裂缝的出现。

(4)合理安排施工程序,控制混凝土在浇筑过程中均匀上升,避免混凝土拌合物堆积过大高差。

参考文献:

[1]大体积混凝土施工规范.GB 50496-.

[2]林建祥.论建筑工程中大体积混凝土浇筑的施工技术[J].中国住宅设施,(7).

篇5:大体积混凝土裂缝原因分析及控制措施论文

大体积混凝土是指混凝土结构实体最小尺寸超过1米的大体量混凝土或者预测因混凝土水化热会出现有害裂缝的混凝土。在新形势下,高层建筑、超高层建筑、大型桥梁等层出不穷,混凝土构件的体量也日渐变大,大体积混凝土结构应运而生,面积较大、体积较厚,极易出现裂缝问题,大幅度降低了工程质量,必须综合分析大体积混凝土裂缝的成因,通过不同途径采取有效的预防措施,避免大体积混凝土裂缝频繁出现。

1.大体积混凝土裂缝的成因

1.1收缩裂缝

混凝土收缩是指混凝土拌合物硬化过后体积逐渐减小的现象,是自发的,和水泥特性紧密相连。混凝土收缩受到外部约束的时候,比如,钢筋、模板,混凝土内部会产生拉应力,一旦超过混凝土抗拉强度,混凝土便会出现裂缝问题。由于收缩的原因各不相同,混凝土收缩类型收缩并不单一,即温度收缩、塑性收缩、自收缩、干燥裂缝。以“自收缩”为例,c-s-H凝胶是泥水化反应的核心产物,其体积不超过水泥、水二者之和,也就是说,固相体积增加的同时,水泥浆体却在不断减小,这便是自收缩,2/3的硅酸盐水泥浆体全都水化之后,理论上体积会减缩7%-9%。

1.2温度裂缝

在混凝土凝固过程中,水泥水化会释放大量的水化热,从而使混凝土内部的温度随之上升。大体积混凝土结构在内外环境温差的作用下,结构内温度会随时间增长而降低,直至达到多年平均气温水平。混凝土的温度变化过程分为温升、冷却降温、稳定三个阶段。大体积混凝土的温度变化会引起温度变形,受到约束产生温度应力,当拉应力超过抗拉强度时产生裂缝。

1.3环境条件

环境温度和湿度的变化会在混凝土内部形成变化不均匀的温度场和湿度场,促使内部微裂缝的发展,进而形成表面的宏观裂缝。大体积混凝土工程施工时,如果遇到连续的低温天气,混凝土浇筑后就会因为内外温差过大而产生混凝土裂缝。连续阴雨天气下,过多的雨水会渗入混凝土内部,影响混凝土的凝固,造成微小裂缝的扩展。混凝土浇筑之后及时完善的养护可以减小收缩变形。

1.4施工裂缝

施工中所产生的裂缝原因较多,主要是由于人工操作的原因,施工工艺的选择,施工裂缝产生的原因众多,而其裂缝的分布是随机的,一般主要是由于浇筑与模板粘合的不充份,或是进行浇筑时较快,其浇筑的程序缺少正确的方式等,以上这些原因都会导致混凝土产生裂缝,对水利工程的质量产生影响。

2.控制措施

2.1优选混凝土各种原材料

2.1.1水泥的选择

理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的.矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥,并尽量降低混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的温升,提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失,可适度增加活性细掺料替代水泥。

2.1.2骨料的选择

在选择粗骨料时,可根据施工条件,尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量,也可以相应减少水泥用量,还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时,采用平均粒径较大的中粗砂,从而降低混凝土的干缩,减少水化热量,对混凝土的裂缝控制有重要作用。

2.1.3掺加外加料和外加剂

掺加适量粉煤灰,可减少水泥用量,从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。掺加适量的减水剂,它可有效地增加混凝土的流动性,且能提高水泥水化率,增强混凝土的强度,从而可降低水化热,同时可明显延缓水化热释放速度。

2.2坚持科学的施工工艺

(1)根据工程的具体情况,通过计算温度应力来确定混凝土浇筑方式。可以选取夜间进行浇筑工作,从而减小温差应力,减少裂缝的产生。浇筑时据混凝土泵送产生的坡度,在混凝土卸点和坡角处布置振捣点,确保混凝土振实。因混凝土的流动性很大,泵送混凝土浇筑完毕之后,为消除混凝土表面裂缝,要在混凝土初凝之后、终凝之前进行二次振捣,提高混凝土防水性能。充分的振捣可以有效减少结构性裂缝。(2)在整个施工过程中要做好对温度的测量、控制工作。采用先进的测温装置做好温度记录,可以全面、准确的掌握大体积混凝土内部的实r温度变化,技术人员可以利用测量结果制定、实施相应的温控措施。(3)重视大体积混凝土的养护工作。在工程项目建设中,施工企业必须做好混凝土养护工作,可以用塑胶袋包裹混凝土表面,也可以采用麻袋、棉毡等材料,可以起到较好的保湿作用,混凝土养护比较及时,浇筑结束后必须及时养护,确保在混凝土硬化早期养护到位。

3.结语

总而言之,在工程项目建设中,施工企业必须意识到大体积混凝土裂缝的重要性,要根据其成因,根据施工现场水文、地质等情况,采取适宜的裂缝预防措施,科学施工。以此,提高工程整体性能与质量,将所产生的裂缝危害降到最低,减少因其裂缝的产生对水利工程的质量与寿命产生影响。使其更好地投入到运行中,具有较好的“经济、社会、生态”效益。

篇6:大体积混凝土温差收缩裂缝通论文

论文摘要:本文分析了高层建筑基础大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的原因,并从监理的角度提出了控制有害裂缝的措施。

论文关键词:监理大体积混凝土裂缝控制措施

我国的大体积混凝土以往多用于水工结构,一般多采用水化热低的专用水泥――大坝水泥,混凝土强度等级也比较低。随着近十几年来高层建筑及超高层建筑的发展,其基础多采用箱基、筏基、复合基础等型式的大体积混凝土,尤其核心简基础承台体积较厚。高层建筑基础具有设计强度高、立方米混凝土水泥用量多、抗渗性能要求高等特点,由于水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多,因此高层建筑基础大体积混凝土防止温差、收缩裂缝的产生是施工单位及监理单位质量控制的重点之一。本文就上述裂缝问题分析了其发生的机理,并结合我们的监理实践,介绍一下所采取的对策。

篇7:大体积混凝土温差收缩裂缝通论文

大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的主要原因有以下几点:

(1)水泥水化热引起的温度应力和温度变形。水泥在水化过程中产生大量的热量,使混凝土内部温度升高,因高层建筑基础大体积混凝土单方水泥用量多在400kg以上,1-3天放出的热量相当多,其内部最高温度可达70―80℃,夏季施工时会更高。当混凝土内部与表面温度过大时,就会产生温度应力和温度变形,当这种温度应力超过混凝土内外的约束时,就会产生裂缝;

(2)混凝土收缩与内外约束条件的影响。混凝土在凝结过程中产生收缩,由于受到下部地基的约束而产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度即产生垂直裂缝;另外,混凝土内部温度高,热膨胀大,因而中心产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度值和钢筋的约束作用时,同样会产生裂缝。

篇8:大体积混凝土温差收缩裂缝通论文

为了消除大体积混凝土温差裂缝和收缩裂缝,我们针对其产生的机理,采取了以下的监理对策,并收到了良好的实践成效。

2.1.优化混凝土配合比,严格控制原材料的质量。大体积混凝土对原材料质量要求主要有:

(1)尽量选用水化热低和安定性好的水泥。目前高层建筑基础大体积混凝土多用矿渣水泥,所用水泥控制在出厂半月以上,以降低水泥的活性;

(2)石料要求含泥量不超过1%;(3)砂子选用中粗砂,含泥量不超过3%;

(4)粉煤灰要求品质好,采用一级灰,并严格控制烧失量及含硫量。

大体积混凝土多按60天强度设计,一般要求施工单位提前1个月甚至更早做配合比设计。配合比设计中:

(1)可掺入适量的粉煤灰,在保证强度的前提下尽可能减少水泥用量(对于采用矿渣水泥的大体积混凝土,粉煤灰混凝土应用技术规范GBJ146―90已将粉煤灰取代水泥的最大限量放宽到30%),降低水化热峰值及推迟水化热峰值的出现。通过做绝热温升试验,优选混凝土配合比;

(2)因施工面积较大,要求混凝土保水性能好,另外要求坍落度不但要保证泵送要求,同时也要保证混凝土流淌距离不能过长,以免分层施工衔接不上,形成冷缝。浇灌时混凝土坍落度一般控制在15―18cm左右,若粉煤灰掺量大,则坍落度可适当减小;

(3)根据分层一次浇筑的最大方量、混凝土供料能力和运输时间,确定混凝土要求的初凝时间,保证分层衔接时混凝土不至初凝;

4)结合抗渗要求,掺入一定量的抗渗防裂剂,使混凝土的收缩得以补偿,减小收缩应力。

2.2.慎选施工方案,抓好施工准备工作。大体积混凝土施工前,施工单位必须制订出详细的施工方案;现场监理组要针对本工程实际情况制订出监理细则。在正式开盘浇捣前,监理工程师必须检查单位在技术上、组织上的落实情况:

(1)去商品混凝土厂家考察(大城市多采用商品混凝土),检查原材料储备情况,生产设备的运行情况及供料能力等;

(2)审查温度及温度应力的计算,要求大体积混凝土内外温度不超过25℃;

(3)核实混凝土的试配结果是否满足设计和施工要求;

(4)检查现场机械设备的配置,泵管的布置及阻力计算的合理性;

(5)注意预埋件及预留孔洞是否齐全;

(6)检查现场有无备用发电机;

(7)核实近期的'气象情况;

(8)督促施工单位落实管理人员及施工人员的组织安排;

(9)检查抗渗、抗压试模是否备齐。

2.3.浇筑过程中的质量监理。在一切准备就绪后,总监理工程师签署开灌令,正式开始浇筑混凝土。浇筑过程中,监理人员进行全过程旁站监理,及时纠正一些不规范的操作。

旁站监理时,主要注意以下几点:

(1)浇筑混凝土前先浇一层砂浆,以减小下部地基对上部混凝土的约束;

(2)浇筑过程中随时去商品混凝土厂家检查配料是否按配合比进行;

(3)运输出现异常要及督促施工单位与厂家联系;

(4)出现堵管,要协助施工单位分析原因,尽快排除,避免因拖得过久,形成冷缝;

(5)督促施工人员分层浇捣,严格控制分层厚度,及时移动泵管;

(6)加强钢筋密集部位的振捣;

(7)检查水平施工缝处理是否按方案要求进行,督促施工人员及时压实、拉毛;

(8)督促施工单位按规范要求留设试块。

2.4重视养护环节的监理,保证养护工作的质量。

大体积混凝土的养护工作是很关键的,而这一点往往被施工单位所忽视。大体积混凝土根据强度等级、现场条件及施工季节合理选用养护措施,高层建筑基础多采用覆盖保温保湿养护。混凝土初凝后要及时覆盖,要求覆盖必须严密,不能出现混凝土外露现象,覆盖层厚度由温度计算确定。混凝土内部预埋热电偶或预埋钢管测温,测温点被覆盖12小时后即开始测温,监理人员要督促施工单位及时测温,密切注意各点温度变化情况,一旦内外温差超过25℃,督促施工单位及时加强保温措施。对于掺粉煤灰混凝土,当覆盖层拆除后,仍必须浇水保湿养护至14天以上。

3.结束语

大体积混凝土的施工要早作准备,研究制订可靠、可行的施工方案。监理工程师要认真组织协调,取得各方的支持和配合,在此过程中要真正发挥“监帮结合”的作用,协助施工方解决一些技术难点,提醒施工方注意容易忽视而又不可忽视的环节。这样,大体积混凝土温差、收缩裂缝的出现是可以避免的。

参考文献:

[1]俞静,朱平华,蒋沧如。论高层建筑基础大体积混凝土水化放热规律[J].国外建材科技,,25(3);

[2]刘俊贤:《大体积混凝土施工控制措施》,《施工技术》,,36(7);

[3]郑亚峰,刘雪燕等。大体积混凝土温度裂缝与控制[J]。低温建筑技术,(2)。

篇9:大体积混凝土基础施工裂缝成因论文

大体积混凝土基础施工裂缝成因论文

关键词:混凝土早期裂缝类型产生原因

摘要:本文对混凝土早期裂缝的类型及成因,结合实际工程进行了阐述。通过分析施工工艺、外界环境、材料质量,明确了出现裂缝的因素,为预防大体积混凝土基础施工裂缝的产生进行有效控制,以更好的保证施工质量。

混凝土结构裂缝的成因复杂繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。据有关资料统计[1],由施工因素造成的混凝土早期裂缝占80%左右,因混凝土材料方面的原因造成的的裂缝占15%左右。基于此,笔者撰文就以上所说的几个方面分析识别,使施工系统始终处于控制之中。

1施工工艺因素

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、竖向的、斜向的、水平的、表面的、贯穿的等各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位与走向、裂缝宽度因产生的原因而异,通常有:

(1)振捣方式不当引起裂缝

不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或造成混凝土砂浆大量向低处流淌致使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。

商品混凝土由于采用搅拌车运输、泵送浇筑,混凝土坍落度比较大,凝结时间比较长,一般混凝土初凝时间都在10h以上甚至更长,即使在炎热的夏天,在掺了高效缓凝减水剂后,浇捣好的混凝土表面被太阳暴晒,水分蒸发很快,形成一层几毫米厚的“被子”,看上去混凝土似乎已凝结,实际内部还远未达到初凝,甚至还能流动。曾多次用贯入阻力仪测定掺了高效缓凝减水剂的混凝土砂浆在太阳直晒之下的凝结时间,结果初凝时间都在12~16h。这样的混凝土若不进行二次振捣和多次抹面,混凝土表面不可避免会出现裂缝。

(2)养护不当引起混凝土开裂

现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖进行潮湿养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝、特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下,干缩更容易发生。有资料表明,当风速为16m/s时,混凝土中的水分蒸发速度是无风时的四倍。

对于高性能混凝土,由于水灰比小,胶凝材料用量大,混凝土密实性好,泌水少,若保养不好,干缩情况更为严重。对于保湿养护的时间,肯定是越长越好[2]。养护14天的混凝士的收缩比只养护3天的收缩降低约20%。但由于工程工期的制约,绝大多数施工人员做不到,所以混凝土出现干缩裂缝就在所难免了。

2外界环境因素

(1)温度

大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差而产生应力与应变,另一方面是混凝土本身的强度和抵抗变形的能力。混凝土内部温度变化产生变形受到混凝土内部和外部的约束后,将产生很大应力。当这种应力超过了混凝土可以承受的抗拉强度时,就会产生裂缝。

水泥水化过程是大体积混凝土中的主要温度因素。混凝土在硬结过程中,由于水泥的水化作用,在初始几天产生大量的水化热,混凝土温度升高。而大体积混凝土结构一般较厚,导热不良,相对散热小,所以大量的热量聚集在结构内部。当温度梯度大到一定程度时,表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面产生裂缝。在升温阶段,混凝土未充分硬化,弹性模量小,因此拉应力较小,只引起混凝土表面裂缝。

不同于混凝土浇筑阶段水化热所引起的温度荷载,自然环境条件变化引起的温度荷载极不稳定,也更难控制。就混凝土工程结构而言,山于自然环境条件变化所产生的温度荷载,一般可分为以下三种类型:

①日照温度荷载;

②骤然降温温度荷载;

③年温温度荷载。日照温度荷载主要是太阳辐射作用所致,还有气温变化和风速影响,在实际应用中可简化为只考虑太阳辐射和气温变化这两种因素。降温温度变化主要是由强冷空气的侵袭作用和日落或在夜间形成的内高外低的温度分布,一般只考虑气温变化和风速的影响。

(2)钢筋锈蚀因素

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面,使钢筋周围混凝土碱度降低,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应,其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长了约2~4倍[3],从而对周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝,并有锈迹渗到混凝土表面。   3材料质量因素

混凝土是指由水泥、石灰、石膏类无机胶结料和水或沥青、树脂等有机胶结料的胶状物与集料按一定比例拌和,并在一定条件下硬化而成的.石材。通常我们所讲的混凝土指的是水泥混凝土,主要由水泥、水、砂石集料组成,其中水泥和水起胶凝作用[4],集料起骨架填充作用,水泥和水发生反应后形成坚硬的水泥石,将集料颗粒牢固地粘结成整体,使混凝土具有一定的强度。

但是若组成混凝土所用的材料质量不合格,则会影响混凝土的强度,导致混凝土结构出现裂缝。

(1)水泥

水泥出厂时强度不足,水泥过期或受潮,可导致混凝土强度不足,从而引起混凝土开裂。

当水泥中含碱超过了一定的量(如0。6%),同时又使用了含有碱活性的骨料,可能产生碱骨料反应。

水泥安定性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢,在谁泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化的水泥石,使混凝上抗拉强度下降。

(2)砂、石骨料

砂石粒径太小、级配不良、孔隙率大,将导致水泥和拌和水用量增大,影响混凝土的强度,使混凝土的收缩加大,如果使用超出规定的特细砂,后果更严重。砂石中通常含有各种有害物质,如云母、泥土、有机物、硫酸盐与硫化物等。这些物质一定程度上降低了集料与水泥石的粘附性。

4结语

文章讨论了大体积混凝土基础施工中施工工艺因素,外界环境因素,材料质量因素。通过分析裂缝因素,明确了大体积混凝土基础施工裂缝成因。由此我们就可以有针对性地控制裂缝的方法,以保证施工的质量。

参考文献:

[1]李国泮、马贞勇[译].混凝土性能[M].北京:中国建筑工业出版社1983,12.

[2]叶琳昌、沈义.大体积混凝土施工[J].北京,中国建筑工业出版社,1987,1―3.

[3]申爱琴.水泥与水泥混凝土[M].北京:人民交通出版社,,5

[4]建筑施工手册[M]。第三版,中国建筑工业出版社,。

[5]吴自钦。浅析大体积混凝土防裂问题[J]。科技创新导报,2008,11:20。

[6]林亦赏。浅谈大体积混凝土的施工技术[J]。科技创新导报,2008,06:37。

篇10:大体积混凝土裂缝控制技术工学论文

大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热,形成较大的内外温差,当温差较大超过25℃时,混凝土内部的温度应力有可能超过混凝土的极限抗拉强度从而产生温度裂缝,同时混凝土降温阶段如果降温过快,由于厚板收缩,又受到强大的摩阻力,可能导致收缩贯穿裂缝。

此外,混凝土本身的收缩也可能造成裂缝的产生。因此大体积混凝土存在的主要问题是裂缝的控制。

目前国内对于大体积混凝土尚无一个明确的定义。日本建筑学会(JASS5)中规定:结构断面最小尺寸在80 cm以上,同时水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差,预计超过25℃的混凝土,称之为大体积混凝土。我国有的规范认为,当基础边长大于2 0m,厚度大于1 m,体积大干400m3时称大体积混凝土;有的则认为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1 m,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大,导致裂缝的混凝土为大体积混凝土。

大体积混凝土的主要类型目前主要根据混凝土的种类和要求的性能进行分类。按照混凝土种类主要分为不含钢筋的素混凝土、含钢筋的钢筋混凝土或掺入钢纤维的钢纤维混凝土,按照要求的性能主要分为干硬性混凝土、低流态混凝土、高流态混凝土和常态混凝土等。

大体积混凝土的特点为大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大,浇注完毕后,由于体积过大,造成混凝土水化热大,温度场梯度大,混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。工程实践证明,大体积混凝土施工难度比较大,混凝土产生裂缝的机率较多。

一、大体积混凝土裂缝的主要类型

1 干缩裂缝

混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。

2 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝一般在于热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细,且长短不一,互不连贯状态。常发生在混凝土板或表面积较大的墙面上,较短的裂缝一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3m,宽1~5mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状,深度一般3~1 0 cm,通常延伸不到混凝土板的边缘。

3 沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。

4 温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

二、大体积混凝土裂缝的材料控制技术

1 水泥的合理选取

优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期(1~5 d)可产生一定的预压应力,而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力,减少混凝土内的拉应力,提高混凝土的抗裂能力。水泥强度等级为32.5或42.5级。

2 骨料的合理选取

选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料,这样可以获得较小的空隙率及表面积,从而减少水泥的用量,降低水化热,减少干缩,减小了混凝土裂缝的开展。砂宜选用粗砂或中砂,含泥量小于等于3%;石子为0.5―3.2mm粒径的碎石或卵石均可。

3 尽可能减少水的用量

水对混凝土具有双重作用,水化反应离不开水的存在,但多余水贮存于混凝土体内,不仅会对混凝土的凝胶体结构和骨料与凝胶体间的界面过度区相的结构发展带来影响,而且一旦这些水分损失后,凝胶体体积会收缩,如果收缩产生的内应力超过界面过度区相的抗力,就有可能在此界面区产生微裂缝,降低混凝土内部抵抗拉应力的能力。再者,大体积混凝土一般强度都不是很高。

4 外加剂选用木质素磺酸钙,根据气温调整其掺量,气温高时,掺量较大,气温低是掺量减少,夏季掺量为水泥用量的0.35%,冬季掺量为水泥用量的0.2%,春秋季掺量为水泥用量的0.25 %。

三、混凝土凝结硬化过程的控制

宏观上,硬化混凝土在约束条件下,收缩变形会产生弹性拉应力,拉应力的近似值最初可假定为杨氏模量和变形的乘积,当诱导拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土材料就会开裂。但事实上,由于混凝土是一种兼具粘性和延展性(徐变)的复杂相组成的非均质材料,一些应力被徐变松弛所释放,混凝土是否产生裂缝是徐变应力松弛后的残余应力所决定。

混凝土振捣完毕应随即覆盖,最好用塑料布密封养护,防止混凝土脱水龟裂。加盖保温材料能有效控制因温差应力而产生的裂缝。保温材料的撤出时间应以混凝土内部和表面温差以及表面和大气的温差均小于25℃为准。一般混凝土浇筑完毕,第三、四天为升温的.高峰,其后逐渐降温,保温材料的拆除以10天以上为宜,降温速度不宜过快,以防温差应力产生裂缝。

在施工中,应随时掌握混凝土的温差动态,测温工作至关重要。可采用在混凝土内部不同的部位埋设铜热传感器进行测温,同时还配合使用普通玻璃棒式温度计进行校验,发现温差有超过2 5℃的趋势时,应及时加强保温或减缓拆除保温材料,以防止产生混凝土温差应力裂缝。

四、外加剂与掺合材料的控制

1 粉煤灰

混凝土中掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱集料反应,减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显着降低混凝土的早期强度,对抗裂不利。试验表明,当粉煤灰取代率超过20%时,对混凝土早期强度影响较大,对于抗裂尤其不利。

2 硅粉

(1)抗冻性:微硅粉在经过300-500次快速冻解循环,相对弹性模量隆低10~20%,而普通混凝土通过25-50次循环,相对弹性模量隆低为30~73%(2)早强性:微硅粉混凝土使诱导期缩短,具有早强的特性。(3)抗冲磨、控空蚀性:微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5―2.5倍,抗空蚀能力提高3~16倍。

3 减水剂

缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度,并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。

4 引气剂

引气剂除了能显着提高混凝土抗冻融循环和抗侵蚀环境的能力外,能显着降低新拌混凝土的泌水,提高混凝土的工作度,降低混凝土的弹性模量,优化混凝土体内微观结构,提高混凝土的抗冻性能。

五、防止大体积混凝土结构裂缝的结构措施

包括合理分段,设置后浇带,合理配置钢筋,设置滑动层,设置缓冲层,设置应力缓和沟,对空洞周边、变截面、转交部位采取构造配筋措施。

大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种:一是结构型裂缝,由外荷载引起的。二是材料型裂缝,主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。目前控制和解决的重点是温度应力引起的混凝土裂缝。

篇11:大体积混凝土裂缝分析及防治裂缝措施的论文

1、引言

现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、火力发电厂汽机机座基础、冷却塔基础、水利大坝等。大体积混凝土水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快。混凝土内外温差较大时,会使混凝土产生温度裂缝。其他因素也会导致大体积混凝土出现裂缝,影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它,来保证成品的质量。

2、大体积混凝土裂缝的原因

大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种:一是结构型裂缝,由外荷载引起的。二是材料型裂缝,主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。

3、大体积混凝土裂缝的主要类型

3.1干缩裂缝

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的`一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

3.2塑性收缩裂缝

混凝土塑性收缩裂缝形成过程与混凝土的泌水有关。泌水是指混凝土浇筑捣实后尚未凝结硬化之前,从外表看在混凝土的浇筑面上山现一层清水或者从模扳缝中渗出部分水的一种现象。泌水使混凝土的体积缩小,促成了混凝土塑性裂缝的产生。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

3.3沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足,模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。特别是在冬季,模板支撑在冻土上,冻土化冻后产生不均匀沉降,致使混凝土结构产生裂缝。

3.4温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收缩。

4裂缝的防治措施

4.1设计措施

4.1.1.精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下,应尽可能地降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。

4.1.2.增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。

4.1.3.避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

4.1.4.在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。

4.1.5.在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置后浇带。

4.2施工措施

4.2.1.严格控制骨料级配和含泥量

选用10.40mm连续级配碎石,细度模数2.80-3.00的中砂。砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,杜绝使用海砂。

4.2.2.选择适当外加剂

可根据设计要求,混凝土中掺加一定用量外加剂,如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。

4.2.3.选择优化配合比

选用良好级配的骨料,严格控制砂石质量,降低水灰比,并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等,以降低水泥用量,减少水化热,以降低混凝土温升,从而可以降低混凝土所受的拉应力。

4.2.4严格控制混凝土入模温度

大体积混凝土最好选在春秋季施工,以降低入模温度,既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度,再者浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。施工过程中应对碎石洒水降温,保证水泥库通风良好,自来水预可先放入地下蓄水池中降温。

4.2.5.改进施工技术

施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体,易产生大的温度梯度,这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压,以消除初期裂缝,并加强早期养护,提高混凝土抗拉强度。

4.2.6.加强混凝土浇筑后的养护

混凝土浇筑后,应尽快回填土--土是混凝土最好的养护材料之一。目前这是混凝土保温保湿养护的最有效方法,对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护,在混凝土施工期间可通入冷却循环水,以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施,可有效降低混凝土的温升值,且可大大缩短养护周期,对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。

5结语

大体积混凝土结构的裂缝会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,为避免或减少裂缝对结构产生的危害,采用有效的设计措施,紧抓施工环节,严控施工过程,方能确保工程质量。

参考文献

[1]《大体积混凝土温度应力于温度控制》朱伯芳中国电力出版社

[2]《混凝土结构裂缝防治技术》张雄化学工业出版社

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