大体积混凝土裂缝防控.doc

2 大体积混凝土裂缝的防控措施 2.1 科学用料、合理调配 控制含泥量。根据结构断面最小尺寸和泵送管道内径，选择合理的最大粒径。选用天然连续级配的粗集料，使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减小水化热，以采用级配良好的中砂为宜，通过试验证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20kg/m3-25kgm3，可降低水泥用量28kgm3-35kgm3。因而降低了水泥水化热，混凝土温度升高和收缩，选用合理砂率对混凝土的可泵性是有所提高的。 控制水灰比。混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰。不但能代替部分水泥，而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性，并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315 mm以下的细集料达到占15的要求，从而改善了可泵性。掺优质粉煤灰的混凝土后期强度高，在一定范围内60天比28天强度均可增长20左右。 减少水泥用量。选用水化热较低的32.5号矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化与同龄期的普通硅酸盐水泥相比，3天的水化热约低30。大体积混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土早期升温和后期降温产生内部和表面温差。合理地选用水泥是控制温度裂缝的有效措施。 2.2 优化浇捣方法 大体积混凝土施工段的划分及浇筑顺序应根据具体工程结构确定，通常按该工程项目划分表的单元工程进行划分。混凝土可采用混凝土运输车运到现场，汽车泵或混凝土输送泵运送入仓；如采用非泵送混凝土，可用吊机(车)直接布料或搭设脚手架采用机动车布料。大体积混凝土必须根据当地中长期天气预报，选择最佳天气条件进行浇筑，应尽量安排在低温时段浇筑，以最大限度降低混凝土的初凝温度。在浇筑过程中， 应遵循“同时浇捣、分层推进，一次到顶， 循序渐进”的成熟工艺。振捣时重点控制两点，即混凝土流淌的最近点和最远点， 振动点振动时不能漏振，尽可能采用两次振捣工艺， 以提高混凝土的密实度。 2.3 加强后期养护 养护是一项十分关键的工作，养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，拆模后立即回土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。养护用水的温度应与现场测得的混凝土表面温度接近，以免人为造成混凝土表面产生温度梯度，进而出现裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行控制。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25-30。混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温。采用内部降温法来降低混凝土内外温差。保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等)，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20。混凝土表层布设抗裂钢筋网片，增强混凝土的抗裂性，防止混凝土收缩时产生干裂。裂缝的防治措施1、设计措施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。2)增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。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)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。5)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。2、施工措施1)严格控制混凝土原材料质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少(1-1.5%以下)。优选混凝土各种原材料。在条件许可情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%-83%，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂除满足骨料规范要求外，应适当放宽石粉或细粉含量，砂子中石粉比例一般在15%-18%之间为宜。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用。高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积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、耐久性等性能起着极为重要的作用，也是混凝土向高性能化发展不可或缺的重要组分。2)细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂。3)采用综合措施，控制混凝土初始温度。4)根据工程特点，充分利用混凝土后期强度，可以减少用水量，减少水化热和收缩。5)加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。6)混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15以上，混凝土的现场试块强度不低于C5。7)采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。8)根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。9)对于高强混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，使用高效减水剂。通过试验掺入粉煤灰，掺量15%-50%2、防止裂缝的措施由以上分析，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩，具体措施如下。2.1 优选原材料2.1.1 水泥由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数，硅酸盐水泥的矿物组成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，试验表明：水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高，所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率，试验表明比表面积每增加100c/g，1d的水化热增加17J/g21J/g，7d和20d均增加4J/g12J/g. 2.1.2 骨料粗骨料尽量扩大粗骨料的粒径，因为粗骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低，对防止裂缝的产生有利。细骨料，宜采用级配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因为其孔隙率小，总表面积小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低，裂缝就减少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂缝就越严重，因此细骨料尽量用干净的中粗沙。2.1.3 加入外加剂加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响：减水剂对混凝土开裂的影响减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止开裂是十分有利的。引气剂对混凝土开裂的影响引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在这里值得注意的是：外加剂不能掺量过大，否则会产生负面影响，在GB80761977中规定，掺有外加剂的混凝土，28d的收缩比不得大于135%，即掺有外加剂的混凝土收缩比基准混凝土的收缩不得大于35%。2.2 采用合理的施工方法2.2.1 混凝土的拌制：在混凝土拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度。要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施：一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制在6左右。2.2.2 混凝土浇注、拆模混凝土浇注过程质量控制浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。浇注时间控制尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。混凝土拆模时间控制混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9以上允许拆模。2.2.3 做好表面隔热保护大体积混凝土的温度裂缝，主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇注后，由于内部较表面散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，但是这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大，引起裂缝。另外，当日平均气温在23d内连续下降不小于68时，28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。2.2.4 养护混凝土浇注完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒罐，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇注完毕后1218h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。2.2.5 通水冷却若是在高温季节施工，则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰值，但注意，通水时间不能过长，因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。为了削减内外温差，还应在夏末秋初进行中期通水冷却，中期通水一般采用河水，通水历时两个月左右。后期通水是使混凝土柱状块达到接缝灌浆的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相结合的方案。3、大体积混凝土裂缝的控制对策3.1大体积混凝土配合比设计原材料的选用3.1.1水泥大体积混凝土原则上采用水化热低的水泥，以避免早期温度应力导致的混凝士裂缝。水泥矿物组成中C含量要低，水泥细度不宜太细。因为，C含量越高，水化放热速率越快，水泥越细，收缩越大。3.1.2骨料对骨料的含泥量要严格控制，要求砂含泥量小于3，石子含泥量1。石子级配要良好，在大体积混凝土中宜使用粗砂或中砂。3.1.3矿物掺和料粉煤灰的水化热远小于水泥，7天约为水泥的l3，28天约为水泥的l2，因此掺加粉煤灰减小水泥用最可有效降低水化热。掺加的粉煤灰要需水性小，满足二级或二级以上的质量要求。3.1.4外加剂大体积混凝土， 采用缓凝型减水剂，主要目的在于延缓水泥水化放热速度，推迟热峰出现的时间，降低最高温峰值并减少总的发热量，以减少混凝士因温差而引起的裂缝。延缓混凝土的凝结时间，也有利于在浇筑大体积混凝土时不致形成施工冷接缝。大体积混凝土裂缝控制主要措施：1， 优选低水化热水泥拌制混凝土，并适当使用缓凝减水剂和微膨胀剂，减少大体积混凝土体积收缩影响，以降低混凝土可开裂的可能性。2， 在保障混凝土设计强度的前提下，适当降低水灰比，掺加适量粉煤灰以降低水泥用量。3， 降低混凝土入模温度，控制混凝土内外温差（当无设计要求时，控制在25摄氏度以内），如降低拌合水温度、骨料用水冲洗降温、避免暴晒等。4， 适当设置后浇带，以减少外应力和温度应力，也有利于散热，降低混凝土内部温度。5， 必须二次抹面，以减少表面收缩裂缝，紧接进行保湿覆盖保温养护。6， 可预埋冷水管，通过循环水将混凝土内部热量待带出，进行人工导热。应沿高度均匀分段，分层浇筑。分段数目宜减少，每段混凝土厚度应为1.52.0m，当横载面积在200m2以内时，分段不宜大于2段，当横载面积在300m2以内时分段不宜大于3段，且每段面积不得小于50m2。段与段间的竖向施工缝应平行于结构较小载面尺寸方向，分段浇筑时，竖向施工缝应设置模板。上下两邻层中的竖向施工缝应互相错开。分层浇筑是针对厚大体积的混凝土而言的，主要目的是控制构件内部的水化热，构件内部振捣密实，保证混凝土施工质量分层浇筑常应用于大体积混凝土施工，主要是防止混凝土中因胶凝材料水化放热而引起温度收缩裂缝大体积混凝土裂缝控制主要措施：1，