【摘要】本文在簡要 總結 分析混凝土溫度裂縫產生機理及特徵的基礎上,結合影響因素,有針對性地提出預防措施和裂縫出現後的處理方法。
【關鍵詞】混凝土;裂縫成因;防控措施
隨著建築技術的不斷 發展 ,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施工,具有提高抗滲性、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滲性和耐久性,應當引起足夠的重視。為此,筆者就溫度裂縫產生機理及如何有效控制裂縫的出現和發展,發表一下個人的淺見。
1 混凝土溫度裂縫產生機理及特徵
混凝土澆筑後,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱。由於混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,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,這種裂縫多發生在混凝土施工中後期。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範圍內產生。
溫度裂縫的走向通常無一定 規律 ,大面積結構裂縫常縱橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行於短邊;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,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通常是中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的鏽蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。
2 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。
對於大體積混凝土,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,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裂縫最根本的措施就是控制混凝土內部和表面的溫度差。
2.1 把握好混凝土原材料及配合比選用
2.1.1 儘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,使混凝土出現早期升溫和後期降溫,產生內部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱矽酸鹽水泥或低熱礦渣矽酸鹽水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時,也可選用礦渣矽酸鹽水泥。再有,可充分利用混凝土後期強度,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。
2.1.2 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後,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,推遲熱峰的出現時間。
【關鍵詞】混凝土;裂縫成因;防控措施
隨著建築技術的不斷 發展 ,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施工,具有提高抗滲性、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滲性和耐久性,應當引起足夠的重視。為此,筆者就溫度裂縫產生機理及如何有效控制裂縫的出現和發展,發表一下個人的淺見。
1 混凝土溫度裂縫產生機理及特徵
混凝土澆筑後,在硬化過程中,水泥水化產生大量的水化熱。由於混凝土的體積較大,大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發,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,這種裂縫多發生在混凝土施工中後期。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範圍內產生。
溫度裂縫的走向通常無一定 規律 ,大面積結構裂縫常縱橫交錯;梁板類長度尺寸較大的結構,裂縫多平行於短邊;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,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通常是中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的鏽蝕,混凝土的碳化,降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。
2 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。
對於大體積混凝土,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,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裂縫最根本的措施就是控制混凝土內部和表面的溫度差。
2.1 把握好混凝土原材料及配合比選用
2.1.1 儘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,使混凝土出現早期升溫和後期降溫,產生內部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱矽酸鹽水泥或低熱礦渣矽酸鹽水泥,在摻加泵送劑或粉煤灰時,也可選用礦渣矽酸鹽水泥。再有,可充分利用混凝土後期強度,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。
2.1.2 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後,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,推遲熱峰的出現時間。
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