高建軍 幫浦送混凝土裂縫產生的原因及防範措施

2022-06-20 11:39:03 字數 3501 閱讀 4072

高建軍(作者簡介:高建軍,男,2023年11月14日出生,山西省朔州市平魯區人,朔州路橋建設有限責任公司助理工程師,研究方向:道路、橋梁施工)

關鍵詞:幫浦送混凝土裂縫原因分析防範措施

幫浦送混凝土是施工技術進步發展而來的一項施工技術,它可一次連續完成水平運輸和垂直運輸,並可連續澆築,具有工藝簡單、施工速度快、適用範圍廣、占用場地小、操作便捷、大大降低勞動強度等優點,在高層建築、橋梁、地鐵等工程中被廣泛應用。但由於幫浦送混凝土本身的工藝特點及施工工藝等原因,幫浦送混凝土施工的工程往往會出現一些裂縫,其在很大程度上影響結構的抗滲和耐久性能。本文就幫浦送混凝土施工易產生裂縫的原因和防範措施進行**,以供參考。

1 幫浦送混凝土的特點

1.1水泥用量多:為保證混凝土具有良好的可幫浦性,強度等級為c20~c60的混凝土中水泥用量一般為350~550kg/m3;最小水泥用量宜為300kg/m3;

1.2砂率高、用砂量多:為保證混凝土的流動性、粘聚性和保水性及便於運輸、幫浦送和澆築,幫浦送混凝土的砂率要比普通混凝土流動性大,約為38%~45%;通過0.315篩孔的砂不應小於15%;

1.3粗骨料粒徑較小:為滿足幫浦送要求粗骨料粒徑往往較小,碎石不宜大於1:3,卵石不宜大於1:2.5,幫浦送混凝土的石子粒徑不得大於幫浦送管道直徑的1/4;

1.4新增劑:為改善混凝土效能,節約水泥和降低成本,施工時常摻加粉煤灰、礦渣等;

1.5水灰比宜為0.4~0.6;混凝土的坍落宜為80~180mm;

1.6幫浦送劑:多為高效減水劑、復合緩凝劑、引氣劑等,對混凝土拌和物流動性和硬化效能有影響,因而對裂縫也有影響;

2 幫浦送混凝土產生裂縫的型別及其成因

2.1環境因素引起的溫度裂縫

水泥水化過程中產生大量的熱量,每立方公尺混凝土將放出17500~27500kj的熱量,混凝土內部溫度公升高30℃左右,—般在1~3d即釋放50%以上熱能。大體積混凝土,其形成的溫度應力與其結構尺寸有關。在一定尺寸範圍內,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。

2.2混凝土塑性(沉陷)收縮裂縫

在板、牆等表面係數大的結構中使用幫浦送混凝土現澆施工,會經常出現一種早期裂縫。當混凝土沉陷時受到鋼筋、模板抑制以及模板移動、基礎沉陷所引起的裂縫。

2.3混凝土的乾縮裂縫

乾燥收縮的主要原因是混凝土在硬化後較長時間產生內水分蒸發引起的。混凝土的乾燥收縮主要是由於水泥石乾燥收縮造成的,混凝土的水分蒸發、乾燥過程是由表及裡逐漸發展的。

混凝土的乾縮裂縫發生在表層很淺的位置,裂縫細微,有時呈平行線狀或網狀,常常不被人們注意。但須注意的是,乾縮裂縫不僅嚴重損害薄壁結構的抗滲性和耐久性,也會使大體積混凝土的表面裂縫發展成為更嚴重的裂縫,影響結構的耐久性和承載能力。

3 幫浦送混凝土裂縫的防範措施

3.1混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關。在新增幫浦送劑或粉煤灰時,也可選用礦渣矽酸鹽水泥。

另外,在施工時,可充分利用混凝土後期強度,或是改善骨料級配,摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量,降低水化熱。

3.2混凝土的乾燥收縮受用水量的影響最大。因此,應嚴格控制幫浦送混凝土的用水量,即在混凝土配合比設計中,應盡可能將單方混凝土用水量控制在170kg/m3以下。

3.3選用合理的粗細骨料

3.3.1粗骨料:

根據結構最小斷面尺寸和幫浦送管道內徑,選擇合理的最大粒徑,盡可能選用較大的粒徑。實驗表明:粗骨料5~40mm粒徑可比525mm粒徑的碎石或卵石混凝土可減少用水量6~8kg/rn3,降低水泥用量15kg/m3,因而可減少泌水、收縮和水化熱;

3.3.2細骨料:

以級配良好的中砂為宜,採用細度模數2.8的中砂比採用細度模數2.3的中砂,可減少用水量20~25kg/m3,可降低水泥用量28~35kg/m3,因而降低了水泥水化熱、混凝土溫公升和收縮。所以選用合理砂率是必要的。

如果砂率過大,就會影響混凝土的工作性和強度,而且能增大混凝土的收縮和裂縫。

3.4摻加摻合料

3.4.1大量試驗研究和工程實踐表明,混凝土中摻入一定數量優質的粉煤灰後,不但能代替部分水泥,而且由於粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應,起到潤滑作用,可改善混凝土拌和物的流動性、粘聚性和保水性,從而改善了可幫浦性。

混凝土在1~28天齡期內,新增粉煤灰的百分數大致就是溫度和水化熱降低的百分數,即摻加20%粉煤灰的水泥混凝土,其溫公升和水化熱約為未摻粉煤灰的水泥混凝土的80%,可見新增粉煤灰對降低混凝土的水化熱和溫公升的效果是非常顯著的。

3.4.2在混凝土中新增具有減水、增塑、緩凝、引氣的外加劑,可以改善混凝土拌和物的流動性、粘聚性和保水性。

同時,摻加外加劑,可使混凝土密實性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,可改善水泥漿的稠度,可提高水泥漿與骨料的粘結力,並可有效地提高的混凝土抗拉強度,提高其耐久性。但在選用外加劑時,須注意的是,必須選用乾燥收縮小的減水劑或幫浦送劑。

3.5改善攪拌工藝

採用二次投料的淨漿裹石或砂漿裹石工藝,可以有效地防止水份聚集在水泥砂漿和石子的介面上,使硬化後介面過渡層結構緻密、粘結力增大,從而提高混凝土強度10%或節約水泥5%,並進一步減少水化熱和裂縫。另外,混凝土攪拌時間要適當,攪拌時間過短、過長,都會造成拌和物均勻性變壞而增大沉陷。

3.6嚴格控制和改善澆築工藝

3.6.1合理安排施工工藝,分層、分塊澆築,以利於散熱,減小約束。

混凝土澆築前,應根據結構物結構尺寸、澆注面積的大小及約束情況等合理進行混凝土澆築的工作面劃分,保證分層分塊滿足設計及規範要求;大體積混凝土分層分塊不宜過厚過大,以避免產生溫度裂縫;

3.6.2振搗時間以10~15s/次為宜。

對已澆築的混凝土,在混凝土澆築1~1.5h後,在終凝前進行二次振搗,表面壓實,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,提高粘結力和抗拉強度,並減少內部裂縫與氣孔,提高抗裂性。

3.6.3為了控制混凝土的總溫公升,減少大體積工程構件的內外溫差,控制混凝土的出機溫度和澆築溫度是乙個重要措施。

根據(dlt5144-2001)《水工混凝土施工規範》中的規定:高溫季節施工時,混凝土最高澆築溫度應≤28℃。或在砂石堆場搭設簡易遮陽棚並採用地弄供料,必要時可向料堆噴水,在攪拌混凝土時加冰塊拌和,對降低混凝土入倉溫度十分重要。

3.6.4混凝土澆築時,下料不宜太快,防止堆積或振搗不充分。

3.7規定合理的拆模時間,及時進行表面保溫

在幫浦送混凝土的施工中,為了提高模板的周轉率,往往要求新澆築的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高於外界氣溫時應適當考慮推遲拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。同時,在拆模時,為避免表面溫度驟降而引起溫度梯度,可在拆除模板後及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海綿等,從而防止混凝土表面產生過大的拉應力,防止裂縫的產生。

3.8注重澆築完畢後養護

混凝土養護主要是保溫和保濕,以減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差,減少混凝土的乾燥收縮,防止表面裂縫。必要時可以埋管在混凝土內通水冷卻降溫,效果十分明顯。在寒冷季節,混凝土表面應設定保溫措施,以防止寒潮襲擊。

4 結束語

綜上所述,幫浦送商品混凝土,因水泥用量多,單位用水量大,對砂率的要求又較高又新增化學外加劑,致使混凝土乾燥收縮,產生裂縫的潛在危險較大,應引起足夠重視。為此,在施工時,應選用適宜的水泥品種、減小水泥用量、選用合理的粗細骨料、摻加摻合劑、改善攪拌工藝、嚴格控制和改善澆築工藝、規定合理的拆模時間及注重澆築完畢後養護等,以提高混凝土的密實性和抗拉強度,防止裂縫的產生。

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