温度裂缝
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温度裂缝,水泥水化过程中产生大量的热量,每克水泥放出502J的热量,如果以水泥用量350—550kg/m3来计算,每m混凝土将放出17500—27500kJ的热量,从而使混凝土内部温度升高,在浇筑温度的基础上,通常升高35℃左右,如果浇筑温度为28℃,则混凝土内部温度将达到65℃左右。如没有降温措施或浇筑温度过高,混凝土内部的温度还会更高。混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3—5d,因为混凝土内部和表面的散热条件不同,所以混凝土中心温度高,表面温度低,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力,当这种温度应力超过混凝土抗拉强度时,就会产生裂缝。
刚浇筑的混凝土强度低、抵抗变形能力小,如遇到不利的温湿度条件,其表面容易发生有害的冷缩和干缩裂缝。保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度,防止表面裂缝的发生。无论在常温还是在负温下施工,混凝土表面都需覆盖保温层。常温保温层,可以对混凝土表面因受大气温度变化或雨水袭击的温度影响起到缓冲作用;负温保温层则根据工程项目地点、气温以及控制混凝土内外温差等条件进行设计。但负温保温层必须设置不透风材料覆盖层,否则效果不够理想。保温层兼有保湿的作用,如果用湿砂层,湿锯末层或积水保湿效果尤为突出,保湿可以提高混凝土的表面抗裂能力。
在大体积混凝土保温养护过程中,应对混凝土浇筑块体的里外温差和降温速度进行监测,现场实测是控制大体积混凝土施工中是一重要环节:根据现场实测结果可随时掌握与温控施工控制数据有关的数据(里外温差、最高温升及降温速度等),可根据这些实测结果调整保温养护措施以满足温控指标的要求。
保温养护的时间,应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制确定,如何时开始覆盖保温材料对保温最有利呢?目前施工单位大都在混凝土表层终凝后就开始覆盖保温层,这无疑偏早,合理的保温时间应从混凝土降温时开始,这是因为,混凝土在升温阶段基本上处于受压状态(表面拉应力非常小),混凝土出现裂缝的机会非常小;如果在升温阶段开始保温,这实际上是进行混凝土蓄热,势必提高了混凝土的最高温升,根据多年经验,混凝土保温开始至少在混凝土浇筑3d以后进行;大体积混凝土的养护期不得少于28天,保温层覆盖层的拆除应分层逐步进行。
保温养护过程中,应保持混凝土表面湿润。保湿可以提高混凝土的表面抗裂能力。有资料表明,潮湿养护时,混凝土极限拉伸值比干燥养护时要大20%—50%。
具有保温性能良好的材料可以用于混凝土的保温养护中。在大体积混凝土施工中可因地制宜地采用保温性能好,又便宜的材料作为大体积混凝土的保温养护,如塑料薄膜、草袋等。
在大体积混凝土养护过程中,不得采用强制、不均匀的降温措施。否则,易使大体积混凝土产生裂缝。
在大体积混凝土拆模后,应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧裂干燥等措施。当采用木模板,而且木模板又作为保温养护措施的一部份时,木模板的拆除时间应根据保温养护的要求确定。
大体积混凝土的养护措施。蓄水养护,混凝土终凝后,在其表面蓄存一定深度的水,采取蓄水养护是一种较好的方法。我国许多工程曾经采用,并取得良好的效果。水的导热系数为0.58w/(m·K),具有一定的隔热保温作用。这样可以延缓混凝土内部水化热的降温速率,缩小混凝土中心和表面的温度差值,从而可防止混凝土的裂缝开展。表面保温层养护,在混凝土的表面铺设各种保温材料,可以有效地防止混凝土表面的热量散失,降低新浇筑混凝土的表面与内部之间的温差,延缓混凝土的降温速率。尽快回填土,在大体积混凝土结构拆模后,宜尽快回填土,用土体保温避免气温骤变时产生有害影响,亦可延缓降温速率,避免产生裂缝。我国有的大体积混凝土结构工程就因为拆模后未回填土而长期暴露在外,结果引起裂缝。
3.4大体积混凝土施工的主要问题及处理方法
在所有的建筑施工过程中,混凝土施工所遇到的问题是不尽相同的,出现的问题和工程施工的地理位置、气候等是息息相关的。下面就来分析一下本工程在施工过程中遇到问题及采取的处理措施。
首先出现各种问题的原因分别为,泌水现象是由于混凝土分层分段浇筑,使混凝土上下浇筑层施工间隔时间较长,各分层之间产生泌水层,导致混凝土层间粘结力降低。施工冷缝是由于大体积混凝土的混凝土浇筑量大,在分层浇筑中,前后分层浇筑的间隔时期没有控制在混凝土的初凝之前,遇到了停电、停水及其它恶劣气候条件等因素的影响,致使混凝土不能连续浇筑而出现冷缝。
相应的问题就有相应的处理措施,现在来说一下各种问题的处理方法。泌水处理,筏板承台混凝土浇筑、振捣过程中,容易产生泌水现象,泌水严重时,将可能影响相应部分的混凝土强度指标。因此必须采取措施消除和排除泌水。一般情况下上涌的泌水和浮浆会顺着混凝土浇筑坡面下流到坑底。大部分泌水可排到集水坑和电梯井坑内,然后用潜水泵抽排掉,局部少量泌水可采用海绵吸除。
施工缝、后浇带施工:施工时应按照设计要求预留后浇带,后浇带的构造应按照设计及标准图的要求设置,一般应采用模板支挡。不宜设置施工缝,在紧急或特殊情况下,必须留置施工缝时应按照后浇带要求处理。充分向混凝土布料机供料,保持其工作的连续性。场地应同时容纳两台搅拌车,以轮流向布料机供料。搅拌车输送混凝土的能力宜超出布料机排放能力的20%。
我们还应注意大体积混凝土施工时,模板承受着混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力,因此必须保证模板及其支撑体系的可靠性,防止模板产生过大的变形。对于大体积混凝土的模板,我们不能完全使用一般常规方法进行配置,而应根据实际受力情况,对模板以及支撑系统的所有构件,都要进行设计计算,争取足够的安全储备。由于大体积混凝土对模板的刚度要求较高,在有条件时,宜优先使用钢模板。采用木模时,浇筑混凝土前应充分湿润,防止木模吸收混凝土表面水分后膨胀变形。
还有就是施工用电的应急措施,在混凝土浇筑以前,通过业主与供电局联系,尽量选择能连续供电能满足本工程需求的时候开盘浇筑混凝土。如有零食停电应及时通知我项目部,将根据停电时间作出相应的决定。
第4章大体积混凝土的质量控制
4.1大体积混凝土产生裂缝的质量控制
4.1.1大体积混凝土温度裂缝产生原因
大体积混凝土按其深度不同可以分为:贯穿性裂缝、深层裂缝、表面裂缝。按照裂缝的成因又分为两种:一种是由于荷载直接作用,混凝土超过极限拉应力而引起的裂缝,也称作荷载裂缝或结构性裂缝,另一种是由于变形变化引起的裂