抗裂/防裂措施

抗裂/防裂措施（精选5篇）

抗裂/防裂措施 篇1

0 引言

随着经济发展和生活水平的不断提高,人们对建筑的舒适度要求也越来越高。在提高室内舒适度的同时,提高能源利用效率也是人们考虑的重要举措。外墙外保温技术越来越多地应用到在建工程当中。由于外墙外保温技术发展、推广在我国还处于初级阶段,质量控制对施工单位还是一个新课题,在建成的工程中不乏各种质量问题,其中最为普遍的质量通病就是裂缝。如何提高施工质量、有效避免裂缝,本文根据多个工程实践,总结一些经验,在此与同行交流,不妥之处,敬请批评指正。

1 EPS板保温涂料饰面系统施工工艺

成品保护→基层检查与处理→拌合胶粘剂、贴EPS板→拌合抹面胶浆→批涂抹面胶浆→压嵌玻纤网格布→再批抹面胶浆→批涂弹性光面腻子→涂饰外墙涂料。

2 EPS板保温涂料饰面系统施工做法

(1)成品保护。对门窗边框和五金等容易被施工污染的部位用美纹纸等材料保护起来。

(2)基层检查与处理。检查基层是否平整、牢固、有无空鼓和起壳现象。如果基层平整度达不到普通抹灰的平整度和垂直度,应采用1:4水泥砂浆重新进行粉刷和找平处理;如果基层有空鼓和起壳现象,应凿掉并用1:4水泥砂浆粉平。

(3)拌和胶粘剂。将胶粘剂的粉料和基料按重量比(材料说明书)的比例加料,用强制式砂浆搅拌机拌合均匀。

(4)粘贴EPS板。采用点框粘法,在EPS板表面,框宽度大于50mm,点直径大于100mm左右,厚度20mm左右。然后将EPS板贴于墙面并压实(错缝粘贴)。有效粘贴面积大于40%。

(5)拌和抹面胶浆。将抹面胶浆的粉料和基料按重量比(材料说明书)的比例加料,用强制式砂浆搅拌机拌和均匀。

(6)批涂抹面胶浆。在EPS板表面薄批一遍抹面胶浆,厚度约为1.5mm。

(7)压嵌网格布。趁抹面胶浆未表干将玻纤网格布用平口批刀压入胶浆内,网格布之间的搭接应不小于100mm。网格布铺贴应平整,不能出现皱褶和翘边。阴阳角处、门窗洞口和外窗台处应加铺一层网格布,以增加其强度。

(8)再批抹面胶浆。在网格布表面再批一遍抹面胶浆,要求将网格布充分覆盖,并压平收光,待干。

(9)批涂弹性光面腻子。在抹面胶浆表面用弹性光面腻子满批一遍,厚度以1mm为宜。

(10)再批弹性光面腻子。再批1～2遍弹性光面腻子,并压平收光,待干。

(11)涂饰外墙涂料。涂饰外墙涂料,要求涂布均匀,无漏涂和流坠现象。

3 EPS板保温涂料饰面系统质量控制要点

3.1 材料的控制

(1)材料进场使用前先提供样品,供业主、监理共同确认后封样,作为材料进场验收的依据。

(2)所有材料进场时应对品种、规格、外观和尺寸向监理进行报验。报验资料应包括产品合格证书、相关产品性能检测报告等文件。

(3)进场后需要进行复验的材料,应按施工组织设计有关要求进行复试。

3.2 施工过程质量控制要点

(1)技术交底。分别采用书面、口头和示范三种形式对施工作业人员进行技术交底。

(2)检查作业过程。对施工作业人员所用的工具、操作的手法和操作流程进行检查,看是否符合技术交底的要求,如有不符,及时纠正。

(3)检查工序质量。根据质量控制节点的要求,对已完工的工序进行检查并做好记录,将检验记录与标准进行对比,找出差距,分析原因,采取维修、整改或者返工等措施。

4 EPS板涂料饰面系统开裂的预防措施

(1)EPS板质量要求。主要采用密度在18.0～22.0kg/m3的阻燃型EPS板。聚苯板密度过低易变形,抗冲击性差,造成保温墙面开裂。

(2)控制板面尺寸。减小板面尺寸,有助于减少聚苯板的变形量,以不超过600mm×600mm为宜。

(3)采用耐碱玻纤网格布。采用耐碱玻纤网格布有助于限制聚苯板的变形。

(4)聚苯板错缝粘贴。采用错缝粘贴有助于克服聚苯板变形的叠加效应。

(5)门窗洞口采用整板切割。门窗洞口采用整板切割有助于减少应力集中效应对聚苯板造成开裂的影响。

(6)聚苯板陈化足够时间。在自然条件下放置42d或60℃蒸汽中放置5d有助于减少残余发泡物对变形的影响。

(7)采用乳液型抹面胶浆。乳液型抹(下转第107页)(上接第89页)面胶浆中高分子聚合物的含量较胶粉类更高,因而具有更高的粘结强度和柔性,从而可避免表面龟裂纹的产生。

(8)采用弹性腻子(网格布)。弹性腻子可随聚苯板基层的变形而变形,从而可避免板间裂缝与龟裂纹的产生。

(9)涂料饰面层材料有良好的防水及抗裂性能。采用涂料饰面时,复合在抹面砂浆之上的腻子和涂料应着重考虑柔韧变形性而不是强度。

(10)网格布铺贴。网格布铺贴位置不能贴近保温层,否则抹面砂浆层易产生裂缝;网格布不能干搭接或搭接长度不够,否则易在搭接处产生裂缝。

(11)腻子与涂料相匹配。不能采用刚性腻子,腻子应该耐水、抗老化,腻子与涂料要匹配,如不匹配,涂料中的溶剂对腻子中的聚合物产生溶解作用,最后使腻子的性能遭到破坏而引起起皮、开裂。

(12)施工时避免暴晒、雨淋或冬施。施工面层时在太阳暴晒下进行或在高温天气下面层保水性能不足,易导致面层失水过快引起裂缝;雨淋或冬施易出现开裂、空鼓、脱落。

5 结语

外墙外保温体系涂料饰面层开裂问题在工程中非常常见,是外墙外保温工程中常见质量通病,它产生的因素很多,需要各位业内同行不断的进行研究和实践,才能有效的解决饰面层开裂问题。

参考文献

[1]新编建筑工程材料.中国建材工业出版社,1998

[2]建筑施工技术.同济大学出版社,1999

大体积混凝土温控防裂措施 篇2

1 温度裂缝概述

1.1 大体积混凝土的特点

1)混凝土是脆性材料,抗拉强度只有抗压强度的1/10左右,拉伸变形能力也很小。2)大体积混凝土结构断面尺寸比较大,混凝土浇筑后,由于水泥的水化热,内部温度急剧上升,此时混凝土弹性模量很小,徐变较大,升温引起的压应力并不大,但在日后温度逐渐降低时,弹性模量比较大,徐变较小,在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。3)大体积混凝土通常是暴露在外面的,表面与空气或水接触,一年四季中气温和水温的变化在大体积混凝土结构中会引起相当大的拉应力。4)大体积混凝土水工结构,通常要承受两种不同的荷载,一种是结构荷载,包括水压力、泥砂压、地震、渗压、风浪、冰凌以及结构自重和设备重量等;一种为混凝土本身的体积变化荷载,包括温度、徐变、干湿、混凝土自身体积变形等,这种体积变化荷载会引起很大的应力,其中温度应力最为重要。5)徐变效应在混凝土浇筑早期的表现就相当明显,且其形式复杂,特别是在水工混凝土中,徐变对结构温度应力的影响更大,应重视考虑。6)大体积混凝土结构通常是不配筋的,或只在表面或孔洞附近配置少量钢筋,与结构的巨大断面相比,含钢率是极低的。在钢筋混凝土结构中,拉应力主要由钢筋承担,混凝土只承受压应力。在大体积混凝土结构内,由于没有配置钢筋,如果出现了拉应力,就要依靠混凝土本身来承受。

1.2 裂缝产生的主要原因

实践表明,影响大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因如下:

1)水泥水化热的影响。水泥在水化过程中产生大量的热量,是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。由于大体积混凝土截面的厚度大,水化热聚集在结构物内部不易散发,引起结构内部急剧升温。而混凝土内部和表面的散热条件不同,会使混凝土产生内外温差,当内外温差产生的约束力超过抗拉强度时,将导致裂缝。2)内外约束条件的影响。由于温度变化会产生变形,变形受到内外约束的阻碍便产生应力,当应力超过某一数值时,便引起裂缝。当混凝土早期温度上升时,产生的膨胀变形会受到约束面的约束而产生压应力,而此时混凝土的弹性模量很小,徐变和应力松弛却较大,与基层连接也不太牢固,因而压应力较小,但当温度下降时,便产生很大的拉应力。若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度,就会出现垂直裂缝。3)外界气温变化的影响。在施工期间,外界气温变化对防止开裂有很大影响。混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度的叠加。外界气温越高,混凝土的浇筑温度也越高,大体积混凝土由于厚度大,不易散热,并且延续时间较长,其内部温度会达到很高。4)混凝土收缩变形的影响。混凝土中20%的水分是水泥水化所必需的,约80%的水分要蒸发,多余水分的蒸发会引起体积收缩,如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀,几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。这种收缩变形不受约束条件的影响,若有约束,即可引起混凝土的开裂。

2 控制温度裂缝的措施

2.1 选原材料方面

1)水泥的选择。大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低发热量的水泥,它不仅水化热低,而且有微膨胀作用,对降温收缩还可以起到补偿作用,并应尽量减少混凝土中的水泥用量,以降低混凝土的温升,提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失,可适度增加活性细掺料替代水泥。2)骨料的选择。在选择粗骨料时,可根据施工条件,尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量,也可以相应减少水泥用量,还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时,采用平均粒径较大的中粗砂,从而降低混凝土的干缩,减少水化热,对混凝土的裂缝控制有重要作用。3)掺加外加料和外加剂。在保证混凝土强度的前提下,使用适当复合液(含有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂)的措施可以减少混凝土中的水泥用量、降低水灰比,以减少水化热。掺入外加剂混凝土和易性好,表面宜抹平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩。其中,减水防裂剂可有效提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

2.2 施工管理方面

1)控制混凝土搅拌、运输、浇筑时的温度。在炎热的夏季施工时更要给予足够的重视。一般可采用的降温措施有:在混凝土输送管道上包敷草袋并经常喷洒冷水;在混凝土搅拌机和运输车辆管道上包裹保温材料;在砂石堆场上设置遮阳棚,避免阳光直接照射砂石,条件许可时还可进行喷雾降温,必要时可以采用在混凝土拌合用水中加冰的措施。2)混凝土浇筑时,如果外界气温不高,可以给新浇筑的混凝土层尽量多的暴露时间,以利于新鲜混凝土中的热量多向空气中散发一些,降低混凝土的后期温升。但是在炎热晴朗的天气,则应在每层混凝土浇筑后及时加以覆盖,减少暴露面,避免阳光的直射使混凝土温度升高和空气中的热量向混凝土中传播。3)混凝土浇筑完毕后。一般来说,混凝土浇筑完毕后,要及时用保温材料和防水材料(如塑料薄膜)加以覆盖,防止混凝土中的水分向外蒸发,控制混凝土的内外温差和降温速度,防止出现干缩裂缝和温度裂缝。4)养护方法及时间。大体积混凝土一般采用保温保湿法养护。大体积混凝土的表面温度高,水分蒸发快,要经常性地在表面洒水或采取适当的养护措施,保持混凝土表面湿润不要出现发白斑块。由于混凝土上覆盖有保温材料,所以洒水量还应加以控制,避免因保温材料大量浸水而降低保温性能。

3 结语

1)对于大体积混凝土温度裂缝,主要以预防为主。因此,应当在充分考虑大体积混凝土的特点与形成机理的基础上,在大体积混凝土尚未形成时做好预防措施。2)从温度裂缝的形成机理可以看出,裂缝的产生主要是由于混凝土所受拉应力超过其抗拉强度。因此,应当从取材以及施工各方面采取措施来减小温度应力,从而控制温度裂缝。3)实践证明,只要能做好选材、设计和施工各方面的措施,大体积混凝土的温度裂缝是可以得到有效控制的。

参考文献

[1]陈燕菲,曹新明.大体积混凝土施工裂缝控制技术[J].贵州师范大学学报,2008(8):100-105.

[2]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,1998.

[3]朱伯芳,王同生,丁宝瑛.水工混凝土结构的温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,1976.

[4]水利水电科学研究院材料研究所.大体积混凝土[M].北京:中国电力出版社,1990.

[5]陈晓光.水工混凝土温度应力分析和温控防裂研究[D].郑州:郑州大学硕士学位论文,2007:1-2.

[6]金红丽.浅谈大体积混凝土温度裂缝控制[J].企业技术开发,2008(8):36-37.

[7]文东.大体积混凝土施工裂缝的控制[J].交通科技与经济,2008(4):34-35.

浅谈大体积混凝土防裂措施 篇3

关键词：大体积混凝土,裂缝,温差,降温,防裂措施,养护

一、大体积混凝土产生裂缝的主要原因

1、水泥水化热的影响

混凝土的水化热是由水泥水化作用而产生的, 水泥在水化过程中要释放出一定的热量, 而大体积混凝土结构断面较厚, 表面系数相对较小, 所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失, 水泥凝结硬化过程中会产生大量的热量, 由于混凝土体积大, 聚集在内部的水泥水化热不易散发可使大体积混凝土内部温度上升而混凝土表面则散热较快, 这样形成较大的内外温差, 使混凝土内部产生压应力, 表面产生拉应力, 而拉应力超过极限抗拉强度时, 混凝土表面将产生裂缝。

2、混凝土收缩变形的影响

当混凝土降温时, 由于逐渐散热而产生收缩, 再加上混凝土硬化过程中, 由于混凝土内部拌和水的水化和蒸发, 以及胶质体的胶凝作用, 促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩, 在收缩时受到基底或结构本身的约束, 产生很大的收缩应力 (拉应力) , 如果产生的收缩应力超过混凝土的极限抗拉强度, 会在混凝土中产生收缩裂缝, 这种裂缝有时会贯穿全斩面, 成为结构性裂缝, 带来严重的危害。

3、外界气温的影响

大体积混凝土在施工阶段, 它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。混凝土具有热胀冷缩性质, 大体积混凝土结构在施工期间, 外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有着重大影响, 特别是温度骤降, 会大大增加内外层混凝土温差, 这对大体积混凝土是极为不利的。浇筑温度与外界气温有着直接关系, 当外部环境或内部结构温度发生变化, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生温度应力, 温差愈大, 温度应力也愈大。如果外界温度下降过快, 会造成很大的温度应力, 极其容易引发混凝土的开裂。另外, 外界的湿度降低会加速混凝土的干缩, 导致混凝土裂缝的产生。

4、材料性质和配合比的影响

水泥的品种、用量, 骨料品种、外加剂的选用, 对水灰比的控制将对大体积混凝土裂缝的产生具有重要影响。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高, 普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大, 则混凝土收缩越大, 且发生收缩时间越长。用水量越大, 水灰比越高, 混凝土收缩越大。外掺剂保水性越好, 则混凝土收缩越小。另外骨料的粒径及级配也会影响水泥用量, 骨料粒径越大, 级配越好, 孔隙率越小, 总衠面积越小, 每立方米的水泥用量越小, 水化热就随之减少。

5、荷载作用的影响

结构在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足、地基不均匀沉降等等。钢筋混凝土结构是由混凝土和钢筋共同承担极限状态的承载力, 需根据地基情况、静动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。对结构变形裂缝控制考虑不周, 是结构荷载裂缝发生过多的主要原因, 因此在设计时设计人员必须严格按照规范内容采取措施进行控制裂缝。

二、防止大体积混凝土产生裂缝的技术措施

为了防止大体积混凝土的裂缝, 概括起来主要有以下几个措施:

1、设计措施

(1) 重视地基的处理

大体积混凝土一般都是体重较大的整浇式结构物, 地基对基础的影响十明显。在设计时主要应防止地基产生不均匀下沉, 从而改善对基础的约束影响。

(2) 合理分缝分块

合理分缝分块, 不仅可以减轻约束作用, 缩小约束范围, 同时也可利用浇筑混凝土的层面进行散热, 降低混凝土内部温度。另外对于建筑工程来说, 尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作需要。从现有施工技术水平出发, 合理的分缝分块, 应能使结构起到调节温度的作用, 确保混凝土有自由伸缩的余地, 从而达到降低温度应力的目的, 接缝的处理还必须满足防止渗漏水的要求。

(3) 合理布置分布钢筋

钢筋与混凝土共同工作的基础是两者之间的粘结力。由于钢的弹性模量约为混凝土弹性模量的7~15倍, 所以当混凝土内应力达到抗拉强度而开始裂缝时此时钢筋的应力很小, 将不超过10~20MPa左右。因此想利用钢筋来防止混凝土裂缝的出现, 就不可能达到目的, 但是合理布置分布钢筋, 可以起到减轻混凝土的收缩程度, 限制裂缝的开展。对于大块体基础来说, 如果块体之间配筋过少, 从加强结构整体性和减少温度应力出发, 也应适当增加一些温度配筋。

(4) 混凝土设计标高不宜太高

在大体积混凝土的结构物中, 力学强度安全贮备通常都很高。过高的强度贮备, 会使水泥用量增多, 费用增大, 施工中还会导致混凝土内部温度过高, 成内外温差过大, 从而引起结构物的开裂。一般来说, 混凝土的强度指标及其耐久性指标 (如抗裂、抗渗、抗冻、耐腐蚀等性能) 成对应关系, 但并不是正比例关系, 它还受到具体工程、原材料性质和施工工艺水平等条件的影响。因此要配制一种既符合设计标号, 有满足于工程环境相适应的优质混凝土, 乃是设计和施工双方所面临的共同任务。

2、原材料控制措施

(1) 混凝土原材料的预冷却

混凝土原材料的预冷却, 不仅可以降低混凝土的浇注温度, 而且还可削减混凝土内部的最高温度, 并减少最高温度与稳定温度之间的差值, 从而把混凝土内的温度变化控制在允许范围之内, 以防止裂缝的产生。

(2) 水泥品种的确定

选大体积混凝土施工时用, 水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥, 优先采用硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盆水泥、粉煤灰硅酸盆水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。但是, 水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大, 在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象不仅影响施工速度, 同时影响施工质量。

(3) 优化混凝土配合比

优化混凝上配合比, 掺加外加料和外加剂, 减少水泥用量外加剂的种类繁多, 但一般常用的有两种:木钙减水剂和活性粉料-粉煤灰。掺木质素磺酸钙 (简称木钙) 减水剂 (水泥用量的0.25%) , 可延迟水化热释放速度, 热峰也有所降低, 可以缓凝, 在大体积混凝土中可以避免冷接缝, 提高工作性及流动性, 对收缩及抗拉强度几乎没有影响。掺粉煤灰能改善混凝土的粘塑性, 还可降低水化热约15% (掺水泥用量的15%) 。

(4) 骨料控制

大体积混凝土的骨料控制粗骨料宜采用连续级配, 细骨料宜采用中砂。粗骨料应选取粒径大、强度高、级配好的骨料, 以获得较小的空隙率及表面积, 从而减少水泥的用量, 降低水化热, 减少干缩, 减小混凝土裂缝的开展。

虽然大体积混凝土很容易产生裂缝, 但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明:只要在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响, 还是完全可以避免危害结构的裂缝的产生。

参考文献

钢筋混凝土温度控制与防裂措施 篇4

关键词：混凝土,温度应力,裂缝,控制

目前以钢筋混凝土为主要结构材料的建筑物大量出现, 对现代化建设起到了重要的促进作用。但在混凝土施工中很容易出现温度裂缝。其中表面裂缝又占绝大多数, 而表面裂缝在一定条件下可能继续发展成贯穿性裂缝, 将严重影响结构性能和使用功能。因此, 合理地确定建筑物温度控制方法, 采取必要的防裂措施, 对于减少表面裂缝, 保证建筑物的整体性和耐久性, 确保工程的质量和安全, 是至关重要的。尽管我们在施工中采取各种措施, 但裂缝仍然时有出现。究其原因, 我们对混凝土温度应力的变化不够注意是其中之一。

在大体积混凝土中, 温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先, 在施工中混凝土常常出现温度裂缝, 影响到结构的整体性和耐久性。其次, 在运转过程中, 温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝, 因此仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做探讨。

1 裂缝产生原因

混凝土中产生裂缝有多种原因, 主要是温度和湿度的变化, 混凝土养护不当, 以及结构不合理, 原材料不合格 (如碱骨料反应) , 模板变形, 基础不均匀沉降等。

1.1 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,

内部温度不断上升, 尤其是大体积混凝土内部热量不易散发, 温度峰值在45-55℃, 而表面因受大气温度影响, 散热较快, 形成内外温差, 若表面养护不好, 将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩, 此时表面受到内部混凝土的约束, 将产生很大的拉应力 (内部降温慢, 受自约束而产生压应力) , 而混凝土早期抗拉强度低, 因而出现裂缝。

1.2 在混凝土降温阶段, 混凝土逐渐冷却,

加上混凝土本身的收缩, 当受到外部 (岩基或厚大老混凝土基层或外围结构) 的约束产生内部裂缝。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿, 表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝。

2 温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

2.1 早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基

本结束, 一般约30天。这个阶段的两个特征, 一是水泥放出大量的水化热, 二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化, 这一时期在混凝土内形成残余应力。

2.2 中期:自水泥放热作用基本结束时起至

混凝土冷却到稳定温度时止, 这个时期中, 温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起, 这些应力与早期形成的残余应力相叠加, 在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

2.3 晚期:混凝土完全冷却以后的运转时

期。温度应力主要是外界气温变化所引起, 这些应力与前两种的残余应力相迭加。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

2.4 自生应力:边界上没有任何约束或完全

静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如, 大体积混凝土基础, 结构尺寸相对较大, 混凝土冷却时表面温度低, 内部温度高, 在表面出现拉应力, 在中间出现压应力。

2.5 约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下, 需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰, 计算温度应力时, 必须考虑徐变的影响, 具体计算就不再细述。

3 温度的控制和防止裂缝的措施

3.1 配制混凝土时, 严格控制水灰比和水泥

用量, 应尽量选用低热或中热水泥 (如矿渣水泥、粉煤灰水泥) 拌制混凝土, 或混掺适量粉煤灰、减水剂, 或利用混凝土后期强度 (60-90d) , 降低水泥用量以减少水化热量;选择级配良好的骨料, 减少空隙率和砂率, 控制砂石含泥量, 降低水灰比, 加强振捣, 提高混凝土密实性和抗拉强度。

3.2 尽量避开炎热天气浇筑大体积混凝土,

必要时可采冰水拌制混凝土, 或对骨料进行喷水预冷却, 以降低浇筑温度。

3.3 分层浇灌混凝土, 减少浇筑厚度, 每层

厚度不大于300mm, 大体积基础, 采取分块分层间隔浇筑 (间接时间为5~7d) , 分块厚度1.0~1.5m, 以利水化热散发和减少约束作用, 或每隔20~30m留一条0.7~1.0m宽后浇带, 42d后再填筑, 以减少温度收缩应力。

3.4 加强洒水养护, 夏季应适当延长养护时间, 冬季适当延缓保温和脱模时间, 缓慢降温。

3.5 规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行

表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;拆模时混凝土表面温度与环境温度差控制不大于25℃。

3.6 在岩石或厚大混凝土垫层上, 浇筑大体积混凝土时, 可铺二层沥青卷材作隔离层, 以减少热作用。

3.7 蒸汽养护构件时, 控制升温速度不大于

250c/h, 降温速度不大于200c/h, 并缓慢揭盖, 及时脱模, 避免引起过大的温度应力。

3.8 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。

改善约束条件的措施是:

3.8.1 合理地分缝分块。

3.8.2 避免基础过大起伏。

3.8.3 合理的安排施工工序, 避免过大的高差和侧面长期暴露。

此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 加强养护, 防止混凝土表面出现塑性收缩、沉降收缩、凝缩、干燥收缩等裂缝和温度裂缝, 特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要, 应特别注意避免产生贯穿温度裂缝, 因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中, 当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑混凝土早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力迭加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小, 因为大体积混凝土的含筋率不高。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下, 钢的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍, 当混凝土应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2。因此, 在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时, 对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝, 其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅, 但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

4 结束语

通过对混凝土的温度控制与防裂措施关系进行了初步探讨, 虽然对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论, 但对于具体的预防和改善措施意见还是基本一致, 同时在实践中的应用效果也是比较好的, 我们在工程施工时要多观察、多比较, 根据施工实际情况对出现的问题多分析研究、多总结经验, 结合多种预防处理措施, 避免混凝土的裂缝。

参考文献

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社, 2007.

大体积混凝土施工防裂措施研究 篇5

关键词：大体积混凝土,裂缝,施工措施,养护

对于大体积混凝土而言,水泥在水化固结过程中会产生大量水化热,是一种不良导温材料,内部热量不易散发,会形成较高水化热温升。大体积混凝土温度应力往往超过外荷载引起应力而导致结构产生温度裂缝。温度裂缝的产生不但影响到结构承载力和设计效果,而且对结构安全性和耐久性也有重要影响。因而对大体积混凝土进行温度控制,防止温度裂缝的产生是建设、设计和施工方都极为关注的问题。

1 裂缝产生的主要原因及形式

结构物在施工及使用过程中承受两大类荷载,有各种外荷载和变形荷载,统称为广义荷载。第一类荷载包括永久荷载、可变荷载、风载和雪载等;第二类荷载包括温度、收缩及不均匀沉陷等。裂缝产生的主要原因是由以上两种荷载引起的。据统计,在工程实践中结构物的裂缝原因,由第二类荷载(变形荷载)引起的裂缝约占80%～85%,而由第一类荷载(各种外荷载)引起的裂缝只占15%～20%。

裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的、横向的、上宽下窄、下宽上窄、枣棱形、对角线形、斜形、外宽内窄的和纵深的等。裂缝又可分为愈合、闭合、运动、稳定及不稳定的等。结构的初始裂缝,在后期荷载作用下,有可能在压应力作用下闭合,裂缝仍然存在,但其是稳定的。结构上的任何裂缝,在周期性温差和周期性反复荷载作用下产生周期性的扩展和闭合,称为裂缝的运动,但这是稳定的运动,有些裂缝产生不稳定性的扩展,应视其扩展部位,考虑加固措施。

2 温度裂缝

大体积混凝土结构,浇筑后水泥的水化热很大,由于混凝土体积大,聚积在内部的水泥水化热不易散发,混凝土的内部温度将显著升高。而混凝土表面散热较快,这样形成较大的内外温差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度,就会引起较大的表面拉应力,同时,此时混凝土的龄期很短,抗拉强度很低,如果温差产生的表面拉应力,超过此时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝多发生在混凝土浇筑后的升温阶段。如果此时混凝土表面不能保持潮湿的养护环境,则混凝土表面由于水分蒸发较快而使初期的混凝土产生干缩,将加剧裂缝的产生。

由于温升影响产生的裂缝是收缩裂缝。这种裂缝产生在混凝土的降温阶段,即当混凝土降温时,由于逐渐散热而产生收缩;另外,在混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发,以及胶质体的胶凝等作用,促使混凝土硬化时收缩。

这两种收缩,在收缩时由于受到基底或结构本身的约束,会产生很大的收缩应力(拉应力),如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝,这种收缩裂缝有时会贯穿全断面,成为结构性裂缝,带来严重的危害。

表面裂缝虽然不属于结构性裂缝,但是,在混凝土收缩时,由于表面裂缝处断面削弱而且产生应力集中,促使混凝土收缩裂缝的开展。总结过去大体积混凝土裂缝产生的情况,有以下一些规律:

1)温差和收缩越大、温度变化和收缩的速度越快,越容易开裂;2)基底对结构的约束作用越大,越容易开裂;3)温度梯度越大、承受均匀温差收缩的厚度越小,越容易开裂;4)在一般情况下,结构的几何尺寸越大,越容易开裂。

3 大体积混凝土施工的主要措施

大体积混凝土的施工技术涉及面很广,包括:土方开挖、钢筋加工与安装、模板支拆、混凝土的拌制与输送、混凝土的浇筑与捣固、混凝土表面处理与养护、施工机械的选型与布置、劳动力的投入以及进度的控制等。以下主要叙述与裂缝控制有关的施工技术问题。

3.1 浇筑时间

大体积混凝土温度峰值大小,与原材料带入初始热量有关,其施工浇筑宜选在气温较低的季节进行,由于环境温度低,砂、石、水泥、拌合水、掺合料温度均较低,原材料带入热量小;由于气温低,水泥水化速度放慢,使水化热温度峰值降低并向后延迟,同时也会减小季节降温的温差值。如果工期要求需要在气温高的季节施工,必须采取能降低原材料温度措施,控制入模温度,使其尽量减小。

3.2 增设防裂钢筋网片

表面裂缝是升温阶段大体积混凝土形成较大内外温差,在混凝土内部产生压应力,在混凝土表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时,便会产生表面裂缝。为从裂缝初始发展阶段进行控制,在混凝土表面增设一层防裂钢筋网片,以增强混凝土早期抗拉强度,钢筋网尽量采用小直径、较密间距,以增加粘结力,减少裂缝宽度。

3.3 “内排外保”方法

“内排”是指在承台内部埋设冷却管措施,通过水循环达到降低混凝土中心温度,实现混凝土内外温度相对平稳的目的。通过温度较低循环水吸热散热,降低温度峰值,根据水化热绝热温升计算、实际温度控制调节流量、流速和开停通水时间。待降到一定温度后,将冷却管通过加压方式浇筑同强度等级混凝土。“外保”是指在混凝土外表和外部采取覆盖保温措施,使混凝土表面温度与中心温度温差控制在最小,让混凝土缓慢均匀降温的方法。当外界气温较高时,采取薄膜覆盖养护措施;气温较低时,在混凝土表面采取塑料薄膜、麻袋或土工布覆盖,外搭设保温棚,棚内电炉通电升温的内排外保措施,以防止由于内外温差过大产生温度应力而造成混凝土表面开裂。

3.4 混凝土的拌制与输送

大体积混凝土由于体积大,一般可达数千立方米甚至上万立方米,因此在拌制时应尽可能集中拌制,有条件的可采用商品混凝土。为了降低水化热,配制混凝土时可掺加减水剂和粉煤灰或沸石粉,以减少水泥用量和改善混凝土的和易性。宜采用发热量较低的矿渣水泥来配制混凝土。当采用混凝土泵输送浇筑时,可掺加泵送剂。

施工场地允许时,可在邻近施工地点设置搅拌站。当采用泵送时,从搅拌机至混凝土泵所在位置之间的混凝土输送宜采用搅拌运输车。应严格控制混凝土浇筑时的坍落度。

3.5 混凝土的浇筑与捣固

常用的浇筑方法是用混凝土泵浇筑或用塔式起重机浇筑。混凝土运至浇筑地点,应符合浇筑时规定的坍落度,当有离析现象时,必须在浇筑前进行二次搅拌。混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间不宜超过规范规定值。

混凝土浇筑层的厚度,应不大于振捣棒作用部分长度的1.25倍。浇筑混凝土应连续进行,当必须间歇时,其间歇时间宜尽量缩短,并在前层混凝土凝结之前,将次层混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过规范规定值,当超过时应留置施工缝。浇筑混凝土应合理分段分层进行,使混凝土沿高度均匀上升。

3.6 混凝土表面处理与养护

大体积混凝土分段浇筑完毕后,应在混凝土初凝之后终凝之前进行一次振捣或进行表面的抹压,排除上表面的泌水,用木抹反复抹压密实,消除最先出现的表面裂缝。在冬季施工时,混凝土抹压密实后应及时覆盖塑料薄膜,再覆盖保温材料(岩棉被、草帘等)。非冬期施工条件时,可覆盖塑料薄膜及保温材料,也可在混凝土终凝后在其上表面四周筑堤,灌水20 cm～30 cm深,进行养护。并定期测定混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内;当设计无具体要求时,混凝土表面和内部的温差不宜超过25 ℃。

冬期施工条件下,应在混凝土表面冷却到5 ℃以下时才能拆除模板和保温层。在非冬期施工条件下,应在混凝土表面与外界温差不大于15 ℃时才能拆除,否则应采取使混凝土缓慢冷却的临时覆盖措施。

混凝土在潮湿环境中的养护时间,对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土,不得少于7 d,对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14 d。

3.7 大体积混凝土的基层处理

当大体积混凝土平面尺寸较大,而又不希望留置后浇带时,可采取措施,用减小地基对混凝土的阻力系数的方法来实现减小温度应力的目的。可以将大体积混凝土下面的垫层上表面抹平压光,再涂刷隔离剂,或者在垫层上干铺一层油毡作为滑动层。

4 结语

通过对一些大体积混凝土施工中所采取的防裂技术措施总结,得出以下结论:

1)大体积混凝土灌筑时,在确保强度情况下,可掺加减水剂和粉煤灰,既能有效地降低水泥水化热,又能改善混凝土和易性和可泵性。

2)表面覆盖保温,既可以有效地将内外温差控制在允许范围之内,预防混凝土温度裂缝,还能保持水分,避免混凝土表面收缩裂缝,是预防大体积混凝土裂缝的有效方法。

大体积混凝土的施工质量非常关键,只有从各方面采取措施进行控制,才能确保工程质量。保证大体积混凝土不开裂施工技术是一项重大技术课题,还有许多问题需要通过理论和实践来进行探讨。

参考文献

[1]李惠.高强混凝土及其组合结构[M].北京:科学出版社,2004.

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[3]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,1999.