混凝土裂缝控制技术

发表时间:2019/1/10   来源:《防护工程》2018年第30期   作者:杨龙彬 朱银龙
[导读] 相关人员只要充分了解浇筑技术以及相关病害产生的原因,采用合理的方式和施工工艺,就可以提高工程质量,减少裂缝的产生。

中建二局基础设施建设投资有限公司  北京丰台区  100071
        摘要:影响混凝土质量及裂缝产生的因素有很多,为了避免不合格工程的出现,在施工过程中,相关人员只要充分了解浇筑技术以及相关病害产生的原因,采用合理的方式和施工工艺,就可以提高工程质量,减少裂缝的产生。
        关键词:混凝土裂缝;控制技术;收缩裂缝
       
       
        1 混凝土裂缝产生的原因分析
        裂缝是工程建筑混凝土结构最容易出现的质量问题之一,其产生的原因有很多种,既有外部环境方面的因素,也有材料以及施工技术层面的因素,但是主要还是由于混凝土结构体积大,水泥水化热使得内部混凝土温度急剧上升,以及混凝土自身的收缩变形引起的。从裂缝的成因来看,将其分为以下三类:
        1.1 收缩裂缝
        这主要是由混凝土自身的收缩变形产生的,而对混凝土的收缩变形影响主要来自于混凝土中的水泥用量、水的用量,一般来讲,水泥与水的用量与混凝土收缩变形量呈正相关关系,即水泥与水的用量越大,那么混凝土收缩变形量也就越大,除此之外,混凝土养护表面覆盖保温不及时也是一个重要的原因,养护不及时导致表面的水分蒸发过快,水分在短时间内的急剧蒸发也会造成表面产生收缩裂缝。
        1.2 温度应力裂缝
        当混凝土内外温差过大(超过25℃)时,就会产生温度裂缝。这主要是由于混凝土水泥用量多,混凝土在硬化过程中,水泥水化产生大量的热量,使得混凝土内部的温度急剧升高,而混凝土表面由于受到外界环境温度的影响,温度相对较低,从而造成较大的温度梯度而产生温度应力,当这种温度拉应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土结构便会产生裂缝。
        1.3 材料引起的裂缝
        主要是由于水泥的品种、等级、细度或者砂石料中含泥量、针片状含量过大,集料级配不良,混凝土外加剂、掺合料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土开裂。材料方面的因素在混凝土开裂中扮演着一个重要的角色,因此应坚决杜绝材料不合格所导致的开裂诱因。
        2 混凝土施工控制措施
        2.1原材料质量控制
        2.1.1水泥的选用
        水泥的水化热是导致混凝土开裂的罪魁祸首,因此,水泥的选用十分关键,混凝土应采用低水化热的水泥。水泥的品种和强度等级应通过混凝土配合比试验确定,进场后的水泥必须满足规范要求,且其特性应不会对混凝土的强度、耐久性和工作性能产生不利影响。因此工程实体中只能在保证混凝土强度的前提下尽可能的采用低水胶比,掺加矿物掺合料来降低水泥的用量,减少水化热的形成。从而降低混凝土内外温差,有效的防止裂缝。通过此类措施的采取可以大大降低因为水泥本身因素所导致的开裂。
        2.1.2粗、细集料的选用
        碎石的粒径宜按混凝土结构情况及施工方法选取,但最大粒径不得超过结构最小边尺寸的1/4和钢筋最小净距的3/4。碎石应采用强度高、针片状少的两级或连续级配,含泥量按小于0.5%控制。细集料宜采用级配良好,含泥量不大于2.0%、泥块含量不大于0.5%,且不得含有有机物质及其他有害物质。
        2.1.3 矿物掺合料的选用
        矿物掺合料应选用品质稳定,来料均匀的粉煤灰、磨细矿渣粉和硅粉等,严禁与水泥等其它粉料混淆。粉煤灰、磨细矿渣粉的选择中应注意细度和烧失量的选择,粉煤灰磨细加工应达到I、II级标准,磨细矿渣粉比表面积应在350~450m2/kg。
        2.1.4 外加剂的选用
        外加剂也是影响混凝土浇筑效果的重要影响因素,混凝土常用的外加剂有高效减水剂、复合减水剂,并应选择减水率高、坍落度损失小、适宜引气、与水泥之间具有良好的相容性、能明显改善或提高混凝土耐久性能且质量稳定的产品。外加剂的合理使用可以减少水的用量,从而降低水化热。
        2.2 施工过程控制
        2.2.1 混凝土拌合
        混凝土拌合是混凝土施工的第一个环节,也是十分关键的一个环节,只有生产出优质的新拌混凝土,后期施工控制才有意义。首先,做好施工配合比换算;其次,配料宜采用自动计量装置,各种衡器的精度应符合要求,计量应准确。混凝土拌合时,应该严格按照试验室提供的施工配合比进行配料,配料计量误差不得超过规范允许偏差范围,见表1。
        表1 配料数量允许质量偏差
       


        混凝土搅拌时间应符合规范要求,从开始加料到混凝土出料的时间为120S, 冬期搅拌混凝土时,应严格控制混凝土的配合比和坍落度,集料不得带有冰雪或冻结团块。投料前,应先采用热水或蒸汽冲洗搅拌机,加料顺序应先为集料、水,稍加搅拌后再加入水泥,且搅拌时间应比常温时有所增加。混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃,以达到控制裂缝的目的。
        在高温季节施工应采取必要措施对水泥和砂、石集料等遮阳防晒,或对砂、石料堆喷水降温,降低原材料进入搅拌机的温度。对拌合水宜采用冷却装置或其他适宜的方法降温。
        2.2.2 混凝土运输
        现场混凝土一次浇筑方量都比较大,施工延续时间较长,混凝土浇筑又必须连续,不得中断,因此混凝土的运输也不容忽视。采用搅拌运输车运输混凝土时,途中应以2~4r/min的慢速进行搅动,卸料前应以常速再次搅拌。冬期混凝土运输时间应最大限度的缩短,运输混凝土的容器应有保温措施。夏季运输混凝土应在气温较低的夜间进行,或在搅拌车上加防晒设施,在运输过程中应慢速,不间断地搅拌混凝土,但不得在搅拌过程中加水搅拌,并应最大限度地缩短运输时间。
        2.2.3 混凝土浇筑
        浇筑混凝土前应根据待浇筑结构物的情况、环境条件及浇筑量等制订合理的浇筑工艺方案,工艺方案应对施工缝设置、浇筑顺序、浇筑工具、防裂措施、保护层的控制等作出明确规定。应对混凝土的均匀性和坍落度等性能进行检测。混凝土应按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑,且应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。
        混凝土的浇筑宜连续进行,因故中断间歇时,其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑时间。混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不宜超出表3的规定;当超出时应按浇筑中断处理,并应留置施工缝,同时应记录。
        表3  混凝土的运输、浇筑时间及间歇的全部允许时间(min)
       


        在环境相对湿度较小,风速较大的条件下浇筑混凝土时,应采取适当措施防止混凝土表面过快失水。
        冬期施工浇筑混凝土时,其入模温度应保持在5℃以上,浇筑完成后,应加热或连续保温养护。夏季浇筑混凝土时,应使混凝土的入模温度控制在30℃以下,混凝土浇筑完成后还应该根据具体情况来进行收面处理,防止混凝土表面出现收缩裂缝。
        2.2.4 混凝土养护
        混凝土在浇筑完成后应在其收浆后尽快予以覆盖并洒水保湿养护,炎热天气浇筑的混凝土以及桥面等大面积裸露的混凝土,应加强初始保湿养护,立即用湿麻袋或薄膜进行覆盖。混凝土的养护不得采用海水或含有害物质的水。混凝土的洒水保温、保湿养护时间一般为14~21d,高温天气不宜少于14d,低温天气不宜少于21d,对重要工程应根据环境温度、湿度、水泥品种、以及掺用的外加剂和掺合料等情况,酌情延长养护时间,并应使混凝土表面始终保持湿润状态。当气温低于5℃时,应采取保温养护措施,不得向混凝土表面洒水。
        3 结束语
        混凝土结构在工程中占有很大比重,在结构安全、可靠度和耐久性方面起决定性作用,为了减少混凝土裂缝的产生,因此对混凝土的质量控制至关重要。
        参考文献:
        〔1〕JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范;
        〔2〕GB175-2007 通用硅酸盐水泥;
        〔3〕JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范;
        〔4〕杨铁瑜,建筑工程混凝土浇筑施工技术〔J〕,建筑科技风-新科技与新工艺(电子版),2012;
        〔5〕王凡.论建筑工程混凝土的浇筑施工管理〔J〕,民营科学技术-管理纵横(电子版),2011;
        〔6〕高性能混凝土实施技术指南(石交建高速公路建设)
        作者简介:杨龙彬,女,1971年2月3日出生,中级职称(工程师),中建二局基础设施建设投资有限公司职工,现任路桥分公司平赞项目副总工程师。

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