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新聞詳情
混凝土溫度變形裂縫的成因與控制
更新時間:2021-03-05
一、大體積混凝土施工裂縫的成因
砼是一種多種材料組成的非勻質材料,其抗拉強度遠小于抗壓強度,當拉應力超過砼的抗拉強度,就產生了裂縫甚至達到破壞。大體積結構砼的裂縫,有表面裂縫和貫穿裂縫兩種,這兩種裂縫都有的危害性。相對來說,貫穿裂縫會影響結構的整體性、耐久性和正常使用,甚至于結構。裂縫產生的主要原因有以下幾種:
1.由于外荷載引起的:這種裂縫發(fā)生為普遍,即按常規(guī)計算的主要應力引起的。
2.結構次應力引起的:這種裂縫是由于結構的實際工作狀態(tài)與計算假設模型存在差異而引起的。
3.變形變化引起的:這種裂縫由于溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起變形。
砼結構的內部,結構與結構之間常常是相互影響,相互制約的。如果砼結構截面尺寸較大,內部的溫度和濕度分布不均勻,這樣就約束了砼結構內部不同部位的變形。同樣砼結構的變形也有來自外部結構的影響。大體積砼由于水泥用量多,水泥水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用,此種溫度應力是導致砼產生裂縫的主要原因。
二、防止產生裂縫的主要措施
(一)控制砼溫升。
1.選用水化熱低的水泥。水化熱是水泥熟料水化所放出熱量。為使砼減少升溫,可以在滿足設計強度要求的前提下,減少水泥用量,盡量選用中低熱水泥。一般工程可選用礦渣水泥或粉煤灰水泥。
2.利用砼的后期強度。據試驗數據表明,每立方米的砼水泥用量,每增減10公斤,砼溫度受水化熱影響相應升降1攝氏度。因此根據結構實際情況,對結構的剛度和強度進行復算并取得設計和質檢部門的認可后,可用f45、f60或f90替代f28作為砼設計強度,這樣每立方米砼的水泥用量會減少40~70公斤/立方米。相應的水化熱溫升也減少4~7攝氏度。
利用砼后期強度主要是從配合比設計入手,并通過試驗證明28天之后砼強度能繼續(xù)增長。在預計的時間能達到或超過設計強度。
3.摻入減水劑和微膨脹劑。摻加數量的減水劑或緩凝劑,可以減少水泥用量,和易性,推遲水化熱的峰值期。而摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥,也可以減少砼的溫度應力。
4.摻入粉煤灰外摻劑。在砼中加入少量的磨細粉煤灰取代部分水泥,不僅可降低水化熱,還砼的塑性。
5.骨料的選用。連續(xù)級配粗骨料配制的砼具有較好的和易性,較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強度。另外,砂,石含泥量要嚴格控制。砂的含泥量控制在小于2%,石的含泥量控制在小于1%。
6.降低砼的出機溫度和澆筑溫度。先要降低砼拌合溫度。降低砼出機溫度的辦法是降低石子的溫度,在氣溫較高時,要避免太陽的直接照射骨料,時向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料。
另外砼在裝卸、運輸、澆筑等工序都對溫度有影響。為此,在夏季,應盡量減少從攪拌站到入模的時間。
(二)采用保溫或保溫養(yǎng)護,延緩砼降溫速度。
根據不同的施工季節(jié),為減少砼澆筑后所產生的內外溫差,夏季主要應采用養(yǎng)護,冬季應保溫養(yǎng)護。大體積砼結構終凝后,其表面蓄存深度的水,具有的隔熱保溫效果,縮小了砼內外溫差,從而控制裂縫的開展。而基礎工程大體積砼結構拆模后,宜盡快回填土,避免氣溫驟變產生有害影響,亦可延緩降溫速率,避免產生裂縫。
(三)施工工藝,提高砼抗裂能力。
1.采用分層分段法澆筑砼,有利于砼消化熱的散失,減小內外溫差。
2.配筋,避免應力集中,增強抵抗溫度應力的能力,孔洞周圍,變斷面轉角部位,轉角處都會產生應力集中。為此在孔洞四周增配斜向鋼筋,鋼筋網片,在變截面作局部處理使截面逐漸過渡,同時增配抗裂鋼瀝,都能防止裂縫的產生。值得注意的是,配筋要盡可能應用小直徑和小間距,按全截面對稱配置。
3.設置后澆帶。對于平面尺寸過大的大體積砼,應設置后澆帶,以減少外約束力和溫度應力;同時也有利于散熱,降低砼的內部溫度。
4.做好溫度監(jiān)測工作,及時反映溫差,隨時指導養(yǎng)護,控制砼內外溫差不超過25攝氏度。
裂縫是砼結構工程普遍存在的問題,不僅影響建筑物的觀感,更重要的是不利于結構的和抗?jié)B要求,也降低建筑物的耐久性,甚至于影響結構的承載能力。裂縫的發(fā)生與發(fā)展有多方面的原因,在提高施工企業(yè)人員素質和使用更合理的施工工藝的同時還要認真貫徹事前、事中、事后控制的原則,加大職能部門的監(jiān)管力度,不為工程留下任何隱患。
砼是一種多種材料組成的非勻質材料,其抗拉強度遠小于抗壓強度,當拉應力超過砼的抗拉強度,就產生了裂縫甚至達到破壞。大體積結構砼的裂縫,有表面裂縫和貫穿裂縫兩種,這兩種裂縫都有的危害性。相對來說,貫穿裂縫會影響結構的整體性、耐久性和正常使用,甚至于結構。裂縫產生的主要原因有以下幾種:
1.由于外荷載引起的:這種裂縫發(fā)生為普遍,即按常規(guī)計算的主要應力引起的。
2.結構次應力引起的:這種裂縫是由于結構的實際工作狀態(tài)與計算假設模型存在差異而引起的。
3.變形變化引起的:這種裂縫由于溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起變形。
砼結構的內部,結構與結構之間常常是相互影響,相互制約的。如果砼結構截面尺寸較大,內部的溫度和濕度分布不均勻,這樣就約束了砼結構內部不同部位的變形。同樣砼結構的變形也有來自外部結構的影響。大體積砼由于水泥用量多,水泥水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用,此種溫度應力是導致砼產生裂縫的主要原因。
二、防止產生裂縫的主要措施
(一)控制砼溫升。
1.選用水化熱低的水泥。水化熱是水泥熟料水化所放出熱量。為使砼減少升溫,可以在滿足設計強度要求的前提下,減少水泥用量,盡量選用中低熱水泥。一般工程可選用礦渣水泥或粉煤灰水泥。
2.利用砼的后期強度。據試驗數據表明,每立方米的砼水泥用量,每增減10公斤,砼溫度受水化熱影響相應升降1攝氏度。因此根據結構實際情況,對結構的剛度和強度進行復算并取得設計和質檢部門的認可后,可用f45、f60或f90替代f28作為砼設計強度,這樣每立方米砼的水泥用量會減少40~70公斤/立方米。相應的水化熱溫升也減少4~7攝氏度。
利用砼后期強度主要是從配合比設計入手,并通過試驗證明28天之后砼強度能繼續(xù)增長。在預計的時間能達到或超過設計強度。
3.摻入減水劑和微膨脹劑。摻加數量的減水劑或緩凝劑,可以減少水泥用量,和易性,推遲水化熱的峰值期。而摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥,也可以減少砼的溫度應力。
4.摻入粉煤灰外摻劑。在砼中加入少量的磨細粉煤灰取代部分水泥,不僅可降低水化熱,還砼的塑性。
5.骨料的選用。連續(xù)級配粗骨料配制的砼具有較好的和易性,較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強度。另外,砂,石含泥量要嚴格控制。砂的含泥量控制在小于2%,石的含泥量控制在小于1%。
6.降低砼的出機溫度和澆筑溫度。先要降低砼拌合溫度。降低砼出機溫度的辦法是降低石子的溫度,在氣溫較高時,要避免太陽的直接照射骨料,時向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料。
另外砼在裝卸、運輸、澆筑等工序都對溫度有影響。為此,在夏季,應盡量減少從攪拌站到入模的時間。
(二)采用保溫或保溫養(yǎng)護,延緩砼降溫速度。
根據不同的施工季節(jié),為減少砼澆筑后所產生的內外溫差,夏季主要應采用養(yǎng)護,冬季應保溫養(yǎng)護。大體積砼結構終凝后,其表面蓄存深度的水,具有的隔熱保溫效果,縮小了砼內外溫差,從而控制裂縫的開展。而基礎工程大體積砼結構拆模后,宜盡快回填土,避免氣溫驟變產生有害影響,亦可延緩降溫速率,避免產生裂縫。
(三)施工工藝,提高砼抗裂能力。
1.采用分層分段法澆筑砼,有利于砼消化熱的散失,減小內外溫差。
2.配筋,避免應力集中,增強抵抗溫度應力的能力,孔洞周圍,變斷面轉角部位,轉角處都會產生應力集中。為此在孔洞四周增配斜向鋼筋,鋼筋網片,在變截面作局部處理使截面逐漸過渡,同時增配抗裂鋼瀝,都能防止裂縫的產生。值得注意的是,配筋要盡可能應用小直徑和小間距,按全截面對稱配置。
3.設置后澆帶。對于平面尺寸過大的大體積砼,應設置后澆帶,以減少外約束力和溫度應力;同時也有利于散熱,降低砼的內部溫度。
4.做好溫度監(jiān)測工作,及時反映溫差,隨時指導養(yǎng)護,控制砼內外溫差不超過25攝氏度。
裂縫是砼結構工程普遍存在的問題,不僅影響建筑物的觀感,更重要的是不利于結構的和抗?jié)B要求,也降低建筑物的耐久性,甚至于影響結構的承載能力。裂縫的發(fā)生與發(fā)展有多方面的原因,在提高施工企業(yè)人員素質和使用更合理的施工工藝的同時還要認真貫徹事前、事中、事后控制的原則,加大職能部門的監(jiān)管力度,不為工程留下任何隱患。
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