大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是施工中常見的且不易控制的問題,圍繞這一問題工程人員已經(jīng)做了大量的探討及研究工作,也不斷積累了大量寶貴經(jīng)驗(yàn)?？茖W(xué)的發(fā)展,時(shí)代的進(jìn)步,新型材料、新工藝及新技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用,施工中不斷地產(chǎn)生新的問題,人們也在不斷地進(jìn)行研究和探討。
1 外加劑的選擇
施工前,做好混凝土配合比對比試驗(yàn)工作,選好外加劑。施工中,要求計(jì)量準(zhǔn)確,嚴(yán)格按配合比通知單配料,攪拌充分,特別是外加劑、水的用量應(yīng)嚴(yán)格控制。在此特別強(qiáng)調(diào):外加劑的選用對混凝土裂縫的控制很重要。
在當(dāng)今混凝土的施工中,外加劑已成為必不可少的成分之一。在大體積的混凝土施工中,一般涉及到的外加劑主要有減水劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、防凍劑等。摻加外加劑對于大體積混凝土施工裂縫控制起到很好的作用。比如:為了防止凍裂可增加防凍劑;為了推遲混凝土的初凝時(shí)間可添加緩凝劑;為了補(bǔ)償混凝土的收縮性可添加膨脹劑等等。
大量事實(shí)證明,選擇合適的外加劑的確可以大大提高混凝土的抗裂性能。比如,優(yōu)質(zhì)的減水劑對水泥顆粒有著明顯的分散效應(yīng),并能使水的表面張力降低而引起加氣作用,從而可以有效減少拌合水量的10 %~15 %,相應(yīng)減少水泥用量的10 %~15 %,使混凝土的水化熱大大減少,對混凝土的溫度控制極為有利。2003年山西路橋第二工程有限公司在京福高速路青州互通立交施工時(shí),混凝土摻入特密斯TMS-F型(粉)復(fù)合高效防水劑。特密斯TMS-F型(粉)復(fù)合高效防水劑對新拌混凝土具有很好的保坍作用,減水率達(dá)20 %,與普通混凝土相比較,摻有特密斯TMS-F型(粉)復(fù)合高效防水劑的混凝土,28 d抗壓強(qiáng)度可提高30 %~65 %,且后期強(qiáng)度性能穩(wěn)定,在保證相同強(qiáng)度的前提下,除內(nèi)摻替代的部分水泥外,還可節(jié)省水泥用量20 %,根據(jù)有關(guān)大體積混凝土工程實(shí)例資料表明,單方水泥每減少10 kg,水化熱可降低10℃以上,因此,成為減少水泥用量,降低混凝土內(nèi)部溫度的有力措施之一,特密斯TMS-F型(粉)復(fù)合高效防水劑的水化作用,使得混凝土在早期產(chǎn)生大量鈣礬石,混凝土產(chǎn)生微膨脹,從而補(bǔ)償了混凝土的收縮,增加混凝土的抗裂能力;此外,其還具有早期水化熱低,高耐久性、粘結(jié)力、防凍能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然,外加劑選用不當(dāng),則會(huì)加劇混凝土的開裂。比如,有的微膨劑,膨脹率僅為0.01 %,其收縮率竟達(dá)0.06 %~0.1 %。而收縮量大,恰恰是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的直接原因。所以,選用外加劑時(shí)務(wù)必慎重考慮,不能盲目順從,要有選擇性地使用。
2 混凝土水化熱溫度監(jiān)測
眾所周知,大體積混凝土結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生溫度裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)的施工及驗(yàn)收規(guī)范也明確提出應(yīng)在大體積混凝土施工時(shí)實(shí)施混凝土溫度的監(jiān)測,控制結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差、控制降溫。溫度監(jiān)測在大體積混凝土裂縫控制工程中所起的作用是不容置疑的,在混凝土澆搗及養(yǎng)護(hù)期間,先進(jìn)的溫度監(jiān)測技術(shù)能迅速、全面、準(zhǔn)確地反映出大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部各處混凝土的實(shí)時(shí)溫度及發(fā)展變化趨勢,幫助工程技術(shù)人員及時(shí)制定并實(shí)施合理有效的溫度控制措施,防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度裂縫。
3 溫度控制的措施
溫度控制措施應(yīng)當(dāng)貫穿于混凝土澆搗前、中、后三個(gè)階段。澆搗前,優(yōu)化混凝土配合比,在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,盡可能降低水泥用量,從而降低混凝土水化熱溫度升值,一般來說,每方混凝土每減少10 kg水泥用量,混凝土的水化熱溫升降低1℃左右,因此,在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,盡可能降低水泥用量是有效可靠的溫度措施。比如,選擇低熱水泥,摻加粉煤灰和減水劑等手段,盡量減少水泥用量,從而減少總的水化熱。澆搗中,通過骨料預(yù)冷,運(yùn)輸防曬,混凝土采用薄層澆筑。澆搗后,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),降低混凝土內(nèi)表溫差,并且控制混凝土降溫速率。
4 混凝土的養(yǎng)護(hù)
大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)一般包含兩層含義:保溫和保濕。保溫是為了提高表層混凝土溫度,減小混凝土內(nèi)表溫差,盡量使整個(gè)結(jié)構(gòu)的溫度場趨于均勻,同時(shí)減小混凝土的降溫速率。保濕則是盡可能使混凝土處于濕潤狀態(tài),讓水泥充分水化,這可以增強(qiáng)混凝土的抗裂能力。
保濕的措施很多,如在混凝土表面覆蓋草袋(或麻袋、巖棉、塑料薄膜等保溫材料),在混凝土上方搭蓋保溫棚,以及表面蓄水等等。保濕措施則是噴刷養(yǎng)護(hù)液形成保濕膜和直接灑水養(yǎng)護(hù)等。養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)保持連續(xù)性,實(shí)行24 h工作制,不允許出現(xiàn)“8 h上班期間有人養(yǎng)護(hù),8 h以外無人料理”的情況。事實(shí)上,混凝土在中午和夜晚的時(shí)間恰恰更需要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。
5 溫差
在大體積混凝土溫度控制中,內(nèi)表溫差指的是同一時(shí)間在空間上存在的溫差,根據(jù)GB 50204-92混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,溫差一般控制在25℃以內(nèi)。
根據(jù)裂縫的形成機(jī)理,混凝土總降溫差越大,混凝土就越容易開裂。因此,盡量減少水泥用量和降低混凝土澆筑溫度,從而使混凝土內(nèi)部溫度降低,減小總降溫差,這是大體積混凝土溫度控制的重要內(nèi)容。
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