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泵送混凝土施工中溫度裂縫的有效控制
1、前言
隨著建筑技術的不斷發(fā)展,泵送混凝土施工技術得到普及和應用。泵送混凝土不僅能改善混凝土的施工性能,對薄壁密筋結構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構的抗?jié)B性和耐久性,應當引起足夠的重視。為此,現(xiàn)就溫度裂縫產生機理及如何有效控制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,談幾點粗淺的認識。
2、溫度裂縫產生機理及特征
混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發(fā),導致內部溫度急劇上升,而混凝土表面散熱較快,使得混凝土結構內外出現(xiàn)較大的溫差,這些溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時,混凝土表面就會產生裂縫,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溫差變化較大,或者是混凝土受到寒潮的襲擊等,會導致混凝土表面溫度急劇下降,而產生收縮,表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束,將產生很大的拉應力而產生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產生。
溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律,大面積結構裂縫常縱橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結構,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,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。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、影響因素和防治措施
混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關。混凝土越厚,水泥用量越大,水化熱越高的水泥,其內部溫度越高,形成溫度應力越大,產生裂縫的可能性越大。
對于大體積混凝土,其形成的溫度應力與其結構尺寸相關,在一定尺寸范圍內,混凝土結構尺寸越大,溫度應力也越大,因而引起裂縫的危險性也越大,這就是大體積混凝土易產生溫度裂縫的主要原因。因此防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內部和表面的溫度差。
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,產生內部和表面的溫差。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。
(2)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量優(yōu)質的粉煤灰后,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,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。
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