所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-04-18 08:17 熱度:
摘要:簡述大體積砼裂縫產生的原因,并就原因給出裂縫預防措施
關鍵詞:大體積砼;裂縫控制;產生原因及預防措施
0引言
隨著經濟的迅速發展,工程建設中大體積砼越來越多,大體積砼裂縫問題也就成了當前砼施工的一個普遍問題,裂縫不僅會降低砼的強度,對砼的抗滲性及耐久性影響尤為嚴重,稍有差錯,將會造成無法估量的損失。
大體積砼產生裂縫的原因和砼原材料選擇、砼配合比設計、施工工藝、外部荷載作用等因素有關。大體積砼之所以產生裂縫,主要是砼所產生的拉應力超過砼本身的抗拉強度設計值所造成的,因而為了減少和控制裂縫的出現,就必須盡采取措施降低砼的拉應力或者盡最大可能提高砼的抗拉強度性能。在工程實踐中,從經濟角度來考慮,提高砼的抗拉強度又比較浪費(而且實踐證明砼等級越高對裂縫控制越不利),因而降低砼的拉應力才是控制砼裂縫的有效途徑。
1裂縫產生的原因
1.1溫度引起的裂縫
大體積砼由溫度引起的裂縫有兩種情況:一是由于砼本身在硬化過程中內外溫差較大引起的,砼結構在硬化過程中水泥放出大量水化熱,大體積砼內部因散熱慢而溫度不斷上升,從而使砼表面和內部產生較大溫差,內部砼膨脹,而外部砼經散熱溫度降低而產生收縮,形成裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大,離開表面就很快減弱,因此裂縫只在接近表面的范圍內發生,表面層以下結構仍保持完整。二是由于環境溫度的變化引起的,根據砼熱脹冷縮的性質,在溫度下降后砼必將產生收縮而產生拉應力,當拉應力超過砼本身的抗拉強度設計值時將產生裂縫。
1.2干縮引起的裂縫
砼的干縮裂縫是由于砼中水分蒸發而引起的。當砼在空氣中硬化時,其中的水分會逐漸蒸發,使水泥中的膠凝體逐漸干燥而產生收縮,從而產生干縮裂縫。在砼受到某種約束的情況下,干縮變形會出現較大的拉應力,特別是在初凝階段,由于砼抗拉強度十分低,容易引起砼開裂。
1.3荷載作用引起的裂縫
在荷載作用下,當構件截面產生拉應力時,會引起構件拉伸變形,當拉應力超過砼本身的抗拉強度設計值時將產生裂縫。此類裂縫由于在設計規范里有明確的規定,因此在設計時設計人員都會采取措施進行控制。
2大體積砼裂縫的防治措施
2.1選擇合適水泥
在設計時砼強度等級不宜過高,在滿足承載力和防水要求的條件下,宜在C25-C35的范圍內選用,如果砼強度等級過高,水泥用量過多,砼硬化過程中水化熱高,收縮大,就容易引起裂縫。水泥宜優先采用水化熱低、水化熱不集中的品種,如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或復合水泥。
2.2增加粉煤灰摻量
在砼中摻加粉煤灰能有效改善砼的黏塑性,并可代替部分水泥,減少砼的用水量和水泥用量,減少水化熱(當摻量為水泥用量的15%時,可降低水化熱約15%),還可減少砼中的孔隙,提高密實度和強度,提高抗裂性。一般情況下,粉煤灰的摻量約為水泥用量的15%-30%。
2.3摻入適量有微膨脹組分的外加劑
在砼中摻入適量的膨脹劑,能有效補償一部分砼的收縮從而控制或避免砼的收縮開裂,目前我國生產的膨脹劑品種很多,如UEA、ZY、SY、CAS、HCAS等。以ZY為例,將6~8%(替換水泥用量)的ZY加入到普通砼中,拌水后生成大量的膨脹性結晶水化物水化硫酸鈣,使砼產生適度膨脹,在鋼筋和鄰位的約束下,改變了砼內部的應力結構,在砼結構中建立0.2~0.7Mpa的預壓應力,這一壓應力可大致抵消砼硬化過程中收縮產生的拉應力,從而避免或大大減輕砼結構的開裂。
2.4采取合理的養護措施
采取合理的養護措施是預防大體積砼澆筑后開裂的重要措施。砼澆筑后,應盡快回填土(土是砼最好的養護材料之一),目前這是砼保溫保濕養護的最有效方法,對預防砼裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養護,在混凝土施工期間可通入冷卻循環水,以便加快承臺內部熱量的散發。如采用內散外蓄綜合養護措施,可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養護周期,對于超厚大體積砼施工尤其適用。
2.5設置后澆帶
施工后澆帶的設置是目前大體積砼設計常用的方法,其主要作用是釋放早期砼硬化過程中的收縮應力,減小砼收縮變形。施工后澆帶寬為0.8~1.0米,間距30米左右,后澆帶宜設在受力較小的部位,一般在跨度的三分之一處,并應避免在大跨度處設置。后澆帶宜在兩個月以后采用強度等級比原設計砼高一級的補償收縮砼進行澆注。澆注時的溫度宜低于主體砼澆筑時的溫度,且宜低于25度。只要條件允許,后澆帶澆注時間應盡量延后,后澆帶砼澆注前應鑿毛并清理干凈,澆注時振搗密實,保濕保溫養護。
2.6設置增強鋼筋
在容易開裂的部位配置斜向鋼筋或鋼筋網片,并配置一定數量的抗裂鋼筋,可以顯著提高砼的抗裂性能。在孔洞周邊、斷面轉角處等宜增配斜向鋼筋或鋼筋網片,避免應力集中產生裂縫。
2.7降低砼澆注溫度
大體積砼最好選在春秋季施工,以降低澆注溫度,如果在夏季施工最好采取有效措施降低澆注溫度,必要時可采用含有冰塊的水攪拌砼。另外澆筑砼時還可以采用減少裝卸轉運次數、給砼泵搭遮陽棚、在砼泵管上覆蓋濕麻袋等輔助措施來降低砼澆注溫度,最好不要讓砼在太陽下直接爆曬。
2.8改進施工技術
施工時應加強插筋位置的振搗、抹壓、養護。由于鋼筋是熱的良導體,易產生大的溫度梯度,這是裂縫產生的一個主要環節。同時加強初凝前的抹壓,以消除初期裂縫。
3結語
綜上所述,大體積砼產生裂縫的原因是多種多樣的,裂縫控制是個系統工程,涉及設計、施工、材料、生產、現場養護等多方面,為了保證工程的質量,必須在設計、施工等過程中采取相應的、可靠的技術措施才能有效地控制和減少大體積砼裂縫的發生。
文章標題:大體積混凝土裂縫產生原因及防治措施
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