大體積混凝土質量通病控制

2023-01-07 04:39:02 字數 4856 閱讀 4380

大體積混凝土產生裂縫的原因很多,包括混凝土自身的因素、環境的因素、人為的因素等。混凝土自身的因素包括水泥水化放熱後混凝土降溫過程中產生的溫度裂縫、水泥漿硬化時體積收縮所產生的硬化收縮、混凝土乾燥時產生的乾縮等;環境的因素包括外界的約束、外界溫度公升降使混凝土膨脹或收縮;人為的因素包括設計的不合理、混凝土配合比不當、材料質量不合格、施工質量差等。在這些因素中,比較普遍且影響較大的有:

混凝土因水泥水化放熱而公升溫降溫、混凝土收縮、外界約束的存在、混凝土配合比的選擇等。

大體積混凝土結構多為壩體、地下連續牆、筏板、箱型基礎等,所以一旦出現裂縫,主要問題之一就是結構的滲漏問題。而這個問題往往又不容易處理,比如結構的修補堵漏,不但處理困難、花費巨大,而且延長了工程的交付使用時間,降低了結構的使用功能。有時甚至會因為在結構物的使用過程中多次堵漏,出現堵漏成本高於土建成本的現象。

裂縫尤其是貫穿性裂縫的出現會使結構(比如基礎筏板)的剛度降低,從而影響到結構物功能的正常發揮。

裂縫的出現,無論是表面裂縫、深層裂縫還是貫穿性裂縫都可以使侵蝕性介質非常容易進入混凝士內部,使鋼筋鏽蝕,混凝土碳化,使混凝土的強度降低,進而影響混凝土的耐久性。

通過對大體積混凝土的深入研究和工程實踐經驗的反饋,控制大體積混凝土開裂應從兩方面入手。一方面,提高混凝土的抗拉強度,使其足夠大,大到各種因素引起的開裂應力小於它。另一方面,控制各種溫度應力,使其盡可能小,使之小於混凝土的抗拉強度。

而混凝土溫度應力取決於其澆築溫度、水泥水化熱和混凝土表面溫度。即通過優化配合比、選擇水泥品種、改善混凝土養護條件等亦可達到控制大體積混凝土裂縫的目的。因此,防止大體積混凝土出現裂縫應從以下幾個方面加以有效控制。

3.1.1降低水化熱溫公升

大體積混凝土內部的溫度上公升是由於水泥水化反應釋放熱量造成的,由於混凝土的導熱性差,使得熱量蓄積.因此,應該從以下幾個方面入手控制混凝土內部的溫度上公升:

(1)選用低標號低水化熱水泥

實測值與中低熱水泥水化熱標準值對比表

(2)降低水泥用量

經驗認為,每1m3混凝土水泥用量減少10kg,混凝土溫公升值就會降低10℃。降低水泥用量可以作為控制溫度應力的另一主要手段,且越是厚大體積混凝土其效果越明顯。

①摻加粉煤灰作為膠凝材料,採用內摻法可以取代部分水泥,顯著降低水泥用量。雖然粉煤灰也存在水化熱,但遠比水泥要低的多。許多試驗研究確定粉煤灰取代水泥量為10~15%,超量係數取1.

2,1.4,1.5。

②使用緩凝型減水劑,混凝土澆築以幫浦送為主,坍落度一般選l00mm~160mm,這給降低水泥用量增加了難度,為了改善和易性,盡可能降低水泥用量,採用了緩凝型減水劑。

合理選用水泥及新增劑,對提高大體積混凝土的抗裂能力據有很關鍵的作用。

3.1.2降低混凝土入模溫度

大體積混凝土的澆築溫度最好控制在30℃以下。

3.1.3加強保溫,控制混凝土內外溫差

根據以往施工經驗,混凝土中心溫度和表面溫度之差控制在25℃以內,一般可以防止有害裂縫的產生。為了防止大體積混凝土表面溫度下降速率太快,條件允許時應該盡量延長拆模時間。拆模以後也要盡快覆蓋保溫層,防止風吹。

正常施工時的保溫,混凝土表面鋪設一層塑料薄膜,然後是兩層麻袋,為了防止雨冷擊,麻袋外再設一層薄膜。冬季施工時採用蓄熱法保溫養護,混凝土頂面鋪雙層塑料薄膜,內夾三層草簾;側模採用保溫模板,即模板外側掛三層草簾,外罩篷布或加塑編織布。模板拆除以後,混凝土側表面圍保溫被。

3.2.1合理劃分結構段,減小結構長度對約束應力的影響

為了減少出現有害裂縫的機會,施工中建議設計結構段長為15m以內,規範要求為5~15m。經驗得出結論,結構段長在15m以內時出現裂縫的可能性大大減少。

3.2.2合理設定施工縫

(1)水平施工縫的設定

在底板上連續澆築牆體時,其上水平縫嚴格按規範設定。該措施可以避免大斷面約束小斷面情況的出現。

(2)豎向施工縫的設定

施工中採用設定閉合塊的方法,進行分塊澆築,共設定4個閉合塊,減小了一次澆築的長度,一方面降低了約束應力,另一方面將水化熱從時間和空間上均分散開來,增加了散熱面積,降低了溫公升。

3.2.3縮短混凝土澆築間歇期

確保混凝土的連續澆築性。

3.3.1合理選用水泥

選用水化熱低的水泥,也就降低了水化放熱,從而達到降低混凝土的絕熱公升溫的目的。優先選用礦渣矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥、火山炭質矽酸鹽水泥等。當混凝土除抗裂效能要求外,還要求抗凍融性、耐磨性、抗蝕性、強度較高及乾縮較小等要求時,則可以採用較高標號的中熱矽酸鹽水泥。

當環境水具有硫酸鹽侵蝕時,應採用抗硫酸鹽水泥。

3.3.2適當摻用混合材料

實驗資料表明,在混凝土內可以摻入一定數量的粉煤灰。由於粉煤灰具有一定活性,不但可以代替部分水泥,而且能改善混凝土的粘塑性,改善混凝土的可幫浦性,降低混凝土的水化熱。另外根據大體積混凝土的強度特性,初期處於高溫條件下,強度增長較快、較高,但後期強度增長緩慢,這是由於高溫條件下水化作用迅速,隨著混凝土齡期增長,水化作用慢慢停止的緣故。

摻加粉煤灰後可改善混凝土的後期強度,但是其早期抗拉強度及早期極限拉伸值均有少量降低。因此在工程中常在混凝土中摻加粉煤灰做外摻料。

3.3.3合理摻用外加劑

混凝土外加劑包括減水劑、引氣劑、緩凝劑、早強劑、膨脹劑等多種型別。減水劑是最常用、最重要的外加劑,它具有減水和增塑作用,在保持混凝土坍落度及強度不變的條件下,可減少用水量,節約水泥、降低絕熱溫公升。引氣劑的作用是在混凝土中產生大量微小氣泡以提高混凝土的抗凍融耐久性。

膨脹劑可以使混凝土在硬化過程中產生體積膨脹,部分或全部補償混凝土在硬化過程中所產生冷縮和乾縮,在內外約束條件下以及配筋足夠時產生一定的內壓應力,這種內壓應力與冷縮或乾縮產生的拉應力相抵消,以使內壓應力與抗拉強度的總值等於或大於因溫差收縮產生的拉力,因此,膨脹對溫差的補償效應。實質上就是膨脹應力對溫差收縮產生拉應力的補償。利用這種溫差補償效應,取得了防滲抗裂的效果,減少或避免了混凝土的開裂。

3.3.4優化混凝土配合比

優化混凝土配合比,降低水泥用量,減少水泥水化熱,這樣就降低了混凝土的絕熱公升溫。一般方法有:減小坍落度,摻大塊石(埋石混凝土),使用減水劑,緩凝劑,摻混合材,採用先進的攪拌工藝等。

同時,嚴格控制砂石骨料的含泥量,在保證混凝土稠度及流動條件下,盡量節省水泥,降低混凝土絕熱溫公升。

3.4.1編制詳細的施工組織設計

在大體積混凝土工程施工之前,應編制詳細的施工組織設計,通過對施工階段大體積混凝土澆築塊體的溫度估算,對是否可能出現溫度裂縫進行驗算,確定施工階段大體積混凝土澆築塊體的公升溫降值、內外溫差及降溫速度的控制指標,並制定出相應的措施辦法。

3.4.2要重視施工前的準備工作

在施工以前,首先要對工人進行必要的技術交底,使之掌握大體積混凝土的施工工藝及技術要點;其次,確保各種裝置、工具能立即投入使用,使混凝土溫度控制能夠滿足設計要求。

3.4.3控制混凝土入模溫度溫度

控制混凝土的入模溫度是有必要的。

3.4.4振搗工藝

澆築後的混凝土,在振動界限以前,給予二次振搗,能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和孔隙,提高混凝土與鋼筋的握裹力,防止因混凝土沉落而出現的裂縫,以減小內部微裂,增加混凝土密實度,從而可使餛凝土強度提高10~20%左右。根據結構物的大小、鋼筋的疏密程度、混凝土**條件等具體情況,混凝土澆築可採用全面分層澆築和分段分層澆築及斜面分層澆築三種。

(1)全面分層澆築:在第一層全面澆築完畢後,開始澆築第二層時,己施工的第一層混凝土還未初凝,如此逐層進行,直至澆築完成;

(2)分段分層澆築:及跳倉澆築,適用於厚度不大而面積或長度較大的工程,施工時混凝土先從底層開始澆築,進行至一定距離後再澆築到第二層,如此依次向前澆築其他各層;

(3)斜面分層澆築:適用於結構的長度超過厚度的三倍的澆築層,振搗工作從澆築層的下端開始,逐漸上移,此時向前推進的澆築混凝土攤鋪坡度應小於1:3,以保證分層混凝土之間的施工質量。

混凝土澆築時的分層厚度應不超過振動捧長度的1.25倍,在振搗上一層時,應入下一層混凝上內約5cm,以消除兩層之間的接縫,一般在大體積混凝土工程中,分層厚度可定為40~60cm,數量較少的混凝土工程中分層厚度可取25~35cm。

溫度控制是大體積混凝土施工中的乙個重要環節,也是防止溫度裂縫的關鍵。要實時對混凝土溫度進行系統的實測,測溫時發現混凝土內部最高溫度與最低溫度之差達到25度或溫度異常,應及時通知技術部門和專案技術負責人,以便及時採取措施,如溫度達到25度時,養護次數應比原來增加一倍(養護水採用井水為宜)且砼還要防止太陽爆曬。

3.6 加強對大體積混凝土的保溫和養護

混凝土在澆築的初期,強度低、抵抗變形能力小,如果遇到不利的外界條件,其表面容易發生有害的冷縮和乾縮裂縫。保溫的目的是減小混凝土表面與內部溫差及表面混凝土溫度梯度,防止表面裂縫的發生。無論在常溫還是在負溫下施工,混凝士表面都需覆蓋保溫層。

常溫保溫層,可以對混凝土表面因受大氣溫度化或雨水襲擊的溫度影響起到緩衝作用;負溫保溫層則根據工程專案地點、氣溫以及控制混凝土內外溫差等條件進行設計。但負溫保溫層必須設定不透風材料覆蓋層,否則效果不夠理想。保溫層兼有保濕的作用,如果用濕砂層,溼鋸末層或積水保濕效果尤為突出,保濕可以提高混凝土的表面抗裂能力。

3.7.1大體積混凝土的養護

大體積混凝土的養護應符合下列要求:

(1)保溫養護措施,應使混凝土澆築塊的裡外溫差以及降溫的速度,滿足溫控指標的要求。

(2)保溫養護的時間,應根據溫度應力(包括混凝土收縮產生的應力)加以控制確定,合理的保溫時間應從混凝土降溫時開始。

(3)保溫養護的其他要求

①在大體積混凝土保溫養護過程中,應對混凝土澆築塊體的裡外溫差和降溫速度進行監測,現場實測進製大體積混凝土施工中是一重要環節:根據現場實測結果可隨時掌握與溫控施工控制資料有關的資料(裡外溫差、最高溫公升及降溫速度等),可根據這些實測結果調整保溫養護措施以滿足溫控指標的要求。

②在大體積混凝土養護過程中,不得採用強制、不均勻的降溫措施。否則,易使大體積混凝土產生裂縫。大體積混凝土施工時,主要採用兩種模板,即鋼模和木模。

當採用鋼模時,根據保溫養護的需要,鋼模外也應採取保溫措施。而採用木模時,都把木模作為保溫材料考慮。無論鋼模還是木模,在模板拆除後,都應根據大體積混凝土澆築塊體內部實際的溫度場情況,按溫控指標的要求採取必要的保溫措施.

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目錄1 編制依據 1 1.1 施工圖紙及施組 1 1.2標準 規範 規程 1 2 工程概況 1 2.1 結構設計概況 1 2.2 工程的施工特點 重點和難點 2 3 施工準備 3 3.1 施工管理組織機構 3 3.2 施工技術準備 3 4 質量通病分析及防治措施 4 5 質量標準及保證措施 8 6 ...