李小楠

摘 要:通過多年的工程實踐,對混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因,泵送混凝土溫度的控制和預(yù)防裂縫的措施進(jìn)行等進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞:混凝土裂縫;技術(shù)措施;裂縫防治

1 前言

隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,泵送混凝土施工技術(shù)得到普及和應(yīng)用。泵送混凝土不僅能改善混凝土的施工性能,對薄壁密筋結(jié)構(gòu)少振搗或不振搗施工,具有提高抗?jié)B性、改善耐久性特點。同時,泵送混凝土骨料級配的限制,膠凝材料的大量使用,產(chǎn)生大量的水化熱,造成溫度裂縫普遍存在,在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。為此,現(xiàn)就溫度裂縫產(chǎn)生機理及如何有效控制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,談幾點粗淺的認(rèn)識。

2 溫度裂縫產(chǎn)生機理及特征

混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā),導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差,這些溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫,這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降,而產(chǎn)生收縮,表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu),裂縫多平行于短邊;深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行,裂縫沿著長邊分段出現(xiàn),中間較密。裂縫寬度大小不一,受溫度變化影響較為明顯,冬季較寬,夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì),而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

3 影響因素

混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)?；炷猎胶?水泥用量越大,水化熱越高的水泥,其內(nèi)部溫度越高,形成溫度應(yīng)力越大,產(chǎn)生裂縫的可能性越大。

對于大體積混凝土,其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān),在一定尺寸范圍內(nèi),混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大,溫度應(yīng)力也越大,因而引起裂縫的危險性也越大,這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。

3.1 混凝土原材料及配合比的選用

盡量選用低熱或中熱水泥,減少水泥用量。大體積鋼筋混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚,使混凝土出現(xiàn)早期升溫和后期降溫,產(chǎn)生內(nèi)部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時,也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有,可充分利用混凝土后期強度,以減少水泥用量。改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。

摻加摻合料 大量試驗研究和工程實踐表明,混凝土中摻入一定數(shù)量優(yōu)質(zhì)的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng),起到潤滑作用,可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性和保水性,從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥水化熱,減少絕熱條件下的溫度升高。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑,改善混凝土拌合物的流動性、保水性,降低水化熱,推遲熱峰的出現(xiàn)時間。

3.2 施工工藝流程改進(jìn)

改善攪拌工藝采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝,可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上,使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大,從而提高混凝土強度10%或節(jié)約水泥5%,并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫。改善混凝土的攪拌加工工藝,在傳統(tǒng)的三冷技術(shù)的基礎(chǔ)上采用二次風(fēng)冷新工藝,降低混凝土的澆筑溫度。

嚴(yán)格控制澆筑流程合理安排施工工序,分層、分塊澆筑,以利于散熱,減小約束。 對已澆筑的混凝土,在終凝前進(jìn)行二次振動,可排除混凝土因泌水,在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,提高粘結(jié)力和抗拉強度,并減少內(nèi)部裂縫與氣孔,提高抗裂性。在高溫季節(jié)泵送,宜用溫草袋覆蓋管道進(jìn)行降溫,以降低入模溫度。

注重澆筑完畢后養(yǎng)護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散,降低混凝土表層的溫差,防止表面裂縫?；炷翝仓?及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋,并注意灑水養(yǎng)護(hù),適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間,保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié),混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施,以防止寒潮襲擊。

4 溫度裂縫的處理方法

混凝土裂縫的修補措施主要有采取以下一些方法:如表面修補法,嵌縫法,結(jié)構(gòu)加固法等。

4.1 表面修補法

表面修補法主要適用于穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,在防護(hù)的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂,通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.2 嵌縫法

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法,它通常是沿裂縫鑿槽,在槽中嵌填塑性或剛性止水材料,以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等;常用的剛性防水材料為聚合物水泥砂漿。

4.3 結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時,就要考慮采用加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法:加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積,在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點加固以及噴射混凝土補強加固。

5 施工中應(yīng)采取的主要技術(shù)措施

樓面裂縫的發(fā)生除以陽角450斜角裂縫為主外,其他還有常見的兩類:(1)預(yù)埋線管及線管集散處;(2)施工中用轉(zhuǎn)材料臨時較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區(qū)域?，F(xiàn)從施工角度進(jìn)行綜合分析,采取以下幾項主要技術(shù)措施可防治樓面裂縫:

5.1 預(yù)埋線管處的裂縫防治

預(yù)埋線管的集散處是截面混凝土受到較多消弱,從而引起應(yīng)力集中容易導(dǎo)致裂縫發(fā)生的部位。尤其是當(dāng)預(yù)埋管線的直徑較大,開間寬度也較大,并且線管的敷設(shè)走向又垂直于混凝土的收縮方向時,就很容易發(fā)生裂縫。所以可以采用:

增設(shè)垂直于線管的短鋼筋網(wǎng)加強,φ6-φ8,間距≤150mm,兩端的錨固長度應(yīng)不小于300mm。

線管在敷設(shè)時應(yīng)盡量避免立體交叉穿越,交叉處可以采用線盒。并且當(dāng)線管數(shù)量很多時,宜按預(yù)留孔洞構(gòu)造要求在四周增設(shè)上下各2φ12的井字形抗裂構(gòu)造鋼筋。

5.2 材料吊卸區(qū)域的樓面裂縫防治

對于這類裂縫的防治措施可以采用以下方法:

施工速度方面不能過快,樓層混凝土澆筑完后的必要養(yǎng)護(hù)一定要保證(不宜小于24小時),以確保樓面混凝土獲得最起碼的養(yǎng)護(hù)時間。

在樓面混凝土澆筑完2-4小時之內(nèi),盡量避免吊卸較重的大宗材料和大量人員進(jìn)行鋼筋綁扎施工,并且在吊運少量的材料時做到輕卸、輕放。兩、三天以后方可進(jìn)行正常支模等施工。在模板安裝時,不得將材料集中堆放,應(yīng)做到分散就位,以減少樓面集中荷載。

對于大開間的樓面應(yīng)在模板支撐架搭設(shè)前就預(yù)先采用加密立桿以增加剛度,減少變形來加強該區(qū)域的抗沖擊振動荷載,并在已澆筑的樓面上鋪設(shè)木模以擴(kuò)散壓力,進(jìn)一步防止裂縫發(fā)生。

結(jié)束語

混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)裂縫,有的會破壞結(jié)構(gòu)整體性,降低構(gòu)件剛度,影響結(jié)構(gòu)承載力;有的雖對承載力無多大影響,但會引起鋼筋銹蝕,降低耐久性或發(fā)生滲漏影響使用。因此,我們在混凝土施工過程中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)以上各種裂縫,如果出現(xiàn)裂縫應(yīng)根據(jù)裂縫性質(zhì)、大小、結(jié)構(gòu)受力情況和使用要求,區(qū)別情況及時進(jìn)行治理,以便把損失及危害降至最低。