泵送混凝土施工中温度裂缝的有效控制.pdf

泵送施工中温度裂缝 的有效控制刘亚男 1 5 7 【 混 凝 土 】 泵送混凝土施工中温度裂缝的有效控制 刘 亚 男 ( 天津市海拓水利工程有 限公 司， 天津 3 0 0 4 8 0 ) 摘 要 文章分析 了混凝土施工 中温度裂缝的产生原因， 针对不同情况提 出处理方法。 ( 关键词 泵送混凝土； 温度裂缝 ； 控制 中图分类号 ： T V 5 2 3 文章标 识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 0 0 8 8 ( 2 0 1 2 ) 0 50 1 5 7 0 2 0 前 言 随着建筑技术的不断发展 ， 泵送混凝 土施工技术 得到普及和应用。泵送混凝土不仅能改善混凝土的施 工性能 ， 对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工 ， 具有提 高抗渗性 、 改善耐久性的特点。同时， 泵送 昆凝土骨料 级配的限制 ， 胶凝材料 的大量使用 ， 产生 大量的水化 热 ， 造成温度裂缝普遍存在 ， 在一定程度_上影响结构 的 抗渗性和耐久性 ， 应当引起足够的重视。 1 温度裂缝产生机理及特征 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 ， 使得混凝土结构 内外出现较 大的温差 ， 这些温差造成 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 袭击时 ， 会导致混凝土表面温度 急剧下 降， 而产生 收 缩 ， 表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束 ， 将产生很 大的拉应力而产生裂缝 ， 这种裂缝通 常只在混凝 土表 面较浅的范围内产生。 温度裂缝的走向通常无一定规律 ， 大面积结构裂 缝常纵横交错。梁板类长度尺寸较大 的结构 ， 裂缝多 平行于短边。深入和贯穿性 的温度裂缝一般与短边方 向平行或接 近平 行 ， 裂缝沿着长边分段 出现 ， 中间较 密。裂缝宽度大小不一 ， 受温度变化影响较为明显 ， 冬 季较宽 ， 夏季较窄。高温膨胀 引起的混凝土温度裂缝 通常是中间粗 、 两端细 ， 而冷缩裂缝的粗细变化不太明 显 ， 此种裂缝 的出现会 引起 钢筋 的锈蚀 ， 混凝 土的碳 化 ， 降低混凝土 的抗冻融 、 抗疲劳及抗渗能力等。 导线法测定 ， 根据抛光混凝土截面上气泡面积推算 三 维气泡平均间隔， 推算方法可按 国家 现行标 准 水工 混凝土试验规程 D L T 5 1 5 0的规定执行 。 混凝土含气量通过专门仪器含气量测定仪进 行 检测 。 2 1 4含 气量 的影响 因素 引气剂掺量越大 ， 混凝土的含气量也越大。 在引气剂品种和掺量相 同时， 硅酸盐水泥混凝土的含 气量高于火山灰水泥混凝土的含气量。在引气剂掺 量相同时， 含有大量 0 3 0 6 mn q 颗粒的砂样拌制的 混凝土含气量较大 。在同骨灰 比、 同水灰 比时 ， 含气 量随砂率 的增大而提高 。水泥用量和坍落度保持不 变的情况下 ， 骨料粒径越大 ， 含气量越小 ； 在搅拌初 期( 约 5 6 ra i n ) 内， 混凝土的含气量随搅拌 时间的延 长而明显增加 ； 而后期 ( 6 rai n以后 ) 随着搅拌时间的 延长混凝土的含气量有开始明显减小 。混凝土停放 时间对混凝土含气量的影响不大。在相同的振捣时 间下， 混凝土受振捣的频率越高， 含气量越低。随着 混凝土温度的提高 ， 其含气量会显著降低 。 2 2 混凝土水灰比对其抗冻性的影响 引气混凝 土的抗冻性能随着水灰 比的加大而降 低。规范对不 同抗冻指标的混凝土规定 了不 同的水灰 比的上限值 2 3 混凝土中粉煤灰掺量对其抗冻性的影响 混凝土的抗冻性随着粉煤灰掺量的增加而降低。 规范对不同抗冻标号的混凝土规定了粉煤灰掺量的上 限值。 ( 编校： 郭宝丽 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 20 81 1 作者简介 ： 房志华( 1 9 6 3一) ， 副高级工程师， 现从事水利水 电工程施 工管理 工作 。 1 5 8 内 蒙 古 水 利 2 0 1 2年第 5期 ( 总第 1 4 1 期) 2 影响因素和防治措 施 混凝土内部的温度与混凝 土厚度及水 泥品种 、 用 量有关。混凝土越厚， 水泥用量越大 ， 水化热越高的水 泥 ， 其内部温度越高 ， 形成温度应力越大 ， 产生裂缝 的 可能性越大。对于大体积混凝土 ， 其形成 的温度应力 与其结构尺寸相关。在一定 的尺寸范围内， 混凝土结 构尺寸越大 ， 温度应力也越大 ， 因而 ， 引起裂缝 的危险 性也越大 ， 这就是大体积混凝土易产生温度裂缝 的主 要原因。因此 ， 防止大体积混凝土出现裂缝 最根本的 措施就是控制混凝土 内部和表面的温度差。 2 1 混凝土原材料及配合比的选用 ( 1 ) 尽量选 用低热 或 中热水 泥， 减 少水 泥用 量。 大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热 的大量积聚， 使混凝土出现早期升温和后期降温 ， 产生 内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸 盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥 ， 在掺加泵送剂或粉煤 灰时， 也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有， 可充分利用混 凝土后期强度， 以减少水泥用量。改善骨料级配 ， 掺加 粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量 ， 降低水化热 。 ( 2 ) 掺加掺合料大量试验研 究和工程实践表 明， 混凝土中掺人一定数量优质 的粉煤灰后 ， 不但能代替 部分水泥 ， 而且 由于粉煤灰颗粒呈球状 ， 具 有滚珠效 应 ， 能起到润滑作用 ， 可改善混凝土拌合物 的流动性 、 粘聚性和保水性 ， 从而改善 了可泵性 。特别重要的效 果是 ， 掺加原状或磨细粉煤灰后 ， 可以降低混凝土中水 泥水化热 ， 减少绝热条件下的温度升高。在混凝土 中 掺加一定量的具有减水 、 增塑 、 缓凝等作用 的外加剂 ， 可改善混凝土拌合物 的流动性 、 保水性 ， 降低水化热 ， 推迟热峰的出现时间。 2 2施工 工艺 流程 改进 ( 1 ) 改善搅拌工艺 。采用二次投料的净浆裹石或 砂浆裹石工艺 ， 可以有效地 防止水分聚集在水泥砂浆 和石子的界面上 ， 使硬化后界面过渡层结构致密 、 粘结 力增大 ， 从而提高混凝土强度 1 0 或节约水泥 5 ， 并 进一步减少水化热和裂缝 。改善混凝土的搅拌加丁工 艺 ， 在传统 的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺 ， 降低混凝土的浇筑温度。 ( 2 ) 严格控制 浇筑流程 ， 合理 安排施 工工序 ， 分 层 、 分块浇筑 ， 以利于散热 ， 减小约束 。对已浇筑 的混 凝土， 在终凝前进行二次振动 ， 可排除混凝土 因泌水， 在石子 、 水平钢筋下部形成的空隙和水分， 提高粘结力 和抗拉强度 ， 并减少内部裂缝与气孑 L ， 提高抗裂性。在 高温季节泵送 ， 宜用温草袋覆盖管道进行降温， 以降低 人模温度。 ( 3 ) 注重浇筑完毕后养护混凝土。养护主要是保 持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的 热扩散 ， 降低混凝土表层的温差， 防止表面裂缝。混凝 土浇筑后 ， 及时用湿润的草帘 、 麻 片等覆盖， 并注意洒 水养护 ， 适当延 长养护时问， 保证混凝土表面缓慢 冷 却 。在寒冷季节 ， 混凝土表面应采取保温措施 ， 以防止 寒潮袭击 3 温度裂缝的处理方 法 混凝土裂缝 的修补措施主要有 ： 表面修补法 ， 嵌缝 法 ， 结构加 固法 ， 混凝土置换法等 。 3 1 表面修补法 表面修补法主要适用于稳定和结构承载能力没有 影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措 施是在裂缝的表面涂抹水泥浆 、 环氧胶泥或在混凝土 表面涂刷油漆 、 沥青等防腐材料。在防护的同时 ， 为 了 防止混凝土受各种作用 的影响继续开裂 ， 通常可 以采 用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 3 2 嵌 缝法 嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法， 它通常 是沿裂缝凿槽 ， 在槽中嵌填塑性或刚性止水材料， 以达 到封闭裂缝 的 目的。常用 的塑性材料有 聚氯 乙烯胶 泥 、 塑料油膏 、 丁基橡胶等等； 常用 的刚性防水材料为 聚合物水泥砂浆 。 3 3 结构 加 固法 当裂缝影响到混凝土结构 的性能时 ， 就要考虑采 用加固法对混凝土结构进行处理。结构加同中常用 的 主要有以下几种方法 ： 加大混凝土结构的截面面积 ， 在 构件 的角部外包型钢 、 采用预应力法加 固、 粘贴钢板加 固、 增设支点加 固以及喷射混凝土补强加固。 3 4 混 凝土置 换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效 方法 ， 此方法是先将损坏的混凝土剔除 ， 然后再置换入 新 的 昆 凝土或其他材料。常用 的置换材料有 ： 普通混 凝土或水泥砂浆 、 聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 4结语 温度裂缝的存在是混凝土施T中不可避免的普遍 现象 ， 泵送混凝土施工同样如此 裂缝的 出现不仅会 降低建筑物的抗渗能力 ， 影响建筑物的使用功能 ， 而且 会引起钢筋 的锈蚀 ， 混凝土 的碳化 ， 降低材料 的耐 久 性 ， 影响建筑物的承载能力。因此 ， 在施工中， 应充分 认识到裂缝的出现对建筑物的危害性 ， 采取各种有效 的措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展 ， 不断提高混凝土浇筑质量 ， 满 足建筑结构安全稳定等 要求。 ( 编校 ： 王宇霞) 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 81 1 作者简介： 刘亚男， 助工， 从事水利工作