關於大體積砼的施工技術及裂縫的防治措施的探討

2013-07-23 16:20:01   來源: 中國路麵機械網-工程機械新聞中心
導讀:1.前言近幾年,隨著公共基礎建設的迅速發展,高層建築物,橋梁結構及大型設備基礎的不斷湧現,大體積砼已經被廣泛應用,大體積砼與普通鋼筋...

1.前言

近幾年,隨著公共基礎建設的迅速發展,高層建築物,橋梁結構及大型設備基礎的不斷湧現,大體積砼已經被廣泛應用,大體積砼與普通鋼筋砼相比,具有結構厚,體形大,鋼筋密,砼數量多,工程條件複雜等特點。本文在砼施工中合理選用,優化砼配合比,選用科學的施工方法,加強砼養護及砼裂縫的與控製等方麵與大家共同探討。

2.材料的選用

2.1水泥的選用

砼主要考慮抗裂縫性能好,兼顧低熱和高強兩方麵的要求,部分表層砼,除抗裂性能外,還要求抗凍融性,耐磨性,抗蝕性,強度高及幹縮較小,故此施工一般可用低熱礦渣水泥,中,高標號的中低熱矽酸水泥,此外,采用的水泥應對其品種,級別,包裝和散裝倉號,出廠日期等進行檢查,並應對其強度,安定性及其他必要的性能進行複檢,其質量必須符合現行國家標準的規定方可使用。

2.2骨料的選擇 :一般選用結構致密,並有足夠強度的優良骨料,除符合標準、規範的要求外,還應注意以下幾點:(1)粗骨料要求潔淨,不含雜質。大粒徑的卵石或碎石含泥量≤1%。(2)細骨料建議采用中砂,含泥量≤3%。

2.3礦物拌合料 :在砼中摻加磨細礦物拌合料後,可以起到降低溫升,改善和易性。增進後期強度,改善砼內部結構,提高耐磨性,並可代替部分水泥,節省資源,起到抑製堿、骨料反應的作用。常用粉煤灰,高爐礦渣,滑石粉等。

2.4水:拌製砼宜采用飲用水,當采用其他水源時,水質應符合國家現行標準《砼用水標準》JGJ63的規定。

2.5外加劑:不同品種外加劑的摻加通常可起到改善砼拌合物的流動性,調節砼凝結時間,硬化性能,改善砼的耐久性等作用。外加劑的選用應根據設計和施工的要求通過試驗及技術比較確定,不同品種的外加劑複合使用時,應注意其相容性及對砼性能的影響,使用前應進行試驗,滿足要求方可使用。

3.砼配合比的確定與優化

應滿足以下要求:(1)水泥初凝時間不少於6小時。(2)砂率控製在35-40%。(3)砼中的最大氧離子含量為0.06%。(4)砼中的最大堿含量為3.0kg/m³。(5)水泥中鋁酸三鈣含量小於8%。

4.優化砼的供應

大體積砼應由商品砼攪拌站供應。原材料計量要準確,保證配合比的準確性。

4.1計量 :要求使用檢定過的計量器具,保證計量正確。

4.2拌製 :控製原材料投入攪拌機順序,不采用“外摻”、“後摻”的作法,嚴格控製拌製時間,攪拌完成後裝入車時,即測定坍落度,同時觀察砼的和易性,不得存在離析,分層等現象,坍落度不符合要求的砼不能出站。

4.3運輸:根據路線的比對,的狀況,隨時增減車輛,保證砼的正常供應,砼運輸時間不得大於180min,砼運輸車輛離開攪拌站後不得摻加任何材料,包括水、外加劑等。

5.大體積混凝土的施工工藝

5.1分塊分層的澆築混凝土,有利於錯開拌合物內各層的水化時刻,分散混凝土的放熱峰值。一般在第一層混凝土還未初凝時,澆注上一層。

5.2在振搗上一層時,振動棒應插入下一層50-100mm,以消除兩層之間的接縫,振動時間不宜過長,防止石子下沉造成混凝土結構不均勻。

5.3在澆築完畢到混凝土初凝前,粗抹麵一次,混凝土接近終凝時,應用木模第二次抹光,消除混凝土表麵的龜裂紋。

5.4采取措施控製澆築溫度,如拌和用水以碎冰形式加進混凝土拌合物中,使新拌混凝土的溫度被限製在4-6度,在施工現場搭建遮陽蓬,防止烈日暴曬混凝土表麵等。

5.5必要時可以預埋冷卻水管,用循環水進行人工導熱,以降低混凝土的內部溫度。

泌水及表麵處理。砼在澆築,振搗過程中,上湧的泌水和浮漿順砼坡麵下流到坑底,通過側模底部開孔將泌水排出基坑,當砼大坡麵的坡角接近頂端模板時,改變砼澆築方向。及時用刮板將表層的泌水水分刮出,以提高砼質量,減少表麵裂縫。

6.大體積混凝土易裂的原因

6.1水化溫升高,體積變化大

混凝土體積越大,水泥總用量相對大,水泥水化產生的熱量越不易散發,溫升越高,引起的體積變化也越大,大體積混凝土澆注後,內部溫度遠較外部高,形成較高的溫差,造成內漲外縮,使構件表麵產生很大的拉應力以至開裂。

6.2受約束,產生拉應力

不受約束的混凝土是不會產生內就曆程的,體積變化受約束才產生內應力。約束條件有兩種,即外約束和內約束,外約束是指結構物的邊界條件,一般指基礎或其他外界因素對結構物的約束,水泥水化後期,散發熱量大於放熱量,構件溫度降低,體積收縮,受邊界條件約束,產生拉應力。

6.3抗拉能力低

混凝土是脆性,抗壓能力較高,抗拉能力較低,抗拉強度僅為抗壓強度的1/10左右;極限拉伸也很小,大體積混凝土溫度變形受約束時產生的拉應變很容易產生裂縫。以上三方麵同時存在,並達到相當程度必然會發生裂縫,缺少其中一個,或其中一個沒有達到相當程度,裂縫可能不會發生,大體積混凝土裂縫產生的最根本原因是水化溫升的引起的體積變化。

7.大體積混凝土防裂的措施

分析大體積混凝土裂縫的成因和工程實踐表明:控製水化熱,改變約束條件,提高混凝土極限拉伸能力等措施都有效的防止裂縫的形成。

7.1原材料選擇及配合比設計

水泥。不同品種水泥水化所釋放的熱量各異,大體積混凝土宜選用水化熱低,凝結時間長的水泥,在滿足水泥混凝土和易性,力學性能和耐久性的條件下,盡量使水泥用量降低至最小限度,從文獻資料得知,減少水泥用量可以減少總的水化放熱量,從而可以降低混凝土內外溫差。

7.2活性摻合材料

在大體積混凝土中摻加活性摻合材料,既可以相應減少水泥用量,又可以降低混凝土水化溫升,目前在南方地區粉煤灰是最理想的活性摻合材料。摻加粉煤灰能大幅度降低混凝土的水化熱,粉煤灰火山灰反應進展比較尺緩,發熱的速度較低。試驗數據表明,用粉煤灰取代20%的水泥,用使7d內的水化熱下降11%,取代30%的水泥時下降25%。

7.3外加劑

大體積混凝土宜選用高效緩凝型減水劑。外加劑的緩凝的作用可使水泥水化放熱速率減慢,有利於熱量消散,能使混凝土內部溫升降低。高效緩凝型減水劑還具有一定的引氣作用。混凝土中引入一定量的微小封閉氣泡,能有效地減小骨料間的摩阻力,使混凝土拌合物的和易性和硬化混凝土內部的孔結構得到改善,也有利於提高混凝土的抗滲性和抗凍性等耐義指標。高效減水作用能大幅度地減少混凝土用水量,保持水灰比不變,可大幅度減少混凝土中的水泥用量,亦即降低總的水化熱。另外,在大體積混凝土中也可采用膨脹劑來控製裂縫的產生,膨脹劑具有膨脹效應,它不但可補償混凝土的收縮,而且能降低混凝土的整體溫度,但是膨脹劑的較高且質量參左不齊,應通過試驗慎重選用。

8.結束語

大體積混凝土施工,隻要選好原材料,確定配合比,並在施工組織和施工技術上采取必要的措施,就能控製溫度裂縫的產生。

(作者為棗莊市公路管理局棗莊連接線高速公路管理處 鄭繼耀

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