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2013-12-02 16:36 來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
橋梁產(chǎn)生裂縫的原因主要可以歸納為以下三個(gè)大的方面:溫度裂縫、沉縮裂縫及抗拉裂縫。在施工中可以通過(guò)以下措施控制混凝土結構物裂縫的產(chǎn)生。
。ㄒ唬┍WC混凝土的質(zhì)量。
保證混凝土的質(zhì)量主要有以下幾個(gè)措施:
1.選擇合適水泥和嚴格控制水泥用量?jì)?yōu)先采用525R普通水泥,425R普通水泥等高標號水泥,以減少水泥用量。選用低熱水泥,減少水化熱,降低混凝土的溫升值。并盡量選用后期強度(90或120天),降低水泥量,并延緩峰值。在滿(mǎn)足設計和混凝土可泵性的前提下,將425R水泥用量控制在450kg/m3,525R水泥用量控制在360kg/m3.以降低砼最高溫升,降低砼所受的拉應力。
2. 嚴格控制骨料級配和合泥量選用10.40mm連續級配碎石(其中10.30mm級配含量65%左右),細度模數2.80-3.00的中砂(通過(guò)0.315n凹篩孔的砂不少于15%,砂率控制在40%-45%)。砂、石含泥量控制在1%以?xún),并不得混有有機質(zhì)等雜物,杜絕使用海砂。
3.選擇適當外加劑,可根據設計要求,混凝土中摻加一定用量外加劑,如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易性,使用水量減少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝延長(cháng)到5h左右。
4. 選擇優(yōu)化配合比選用良好級配的骨料,嚴格控制砂石質(zhì)量,降低水灰比,并在砼中摻加粉煤灰和外加劑等,以降低水泥用量,減少水化熱,以降低砼溫升,從而可以降低砼所受的拉應力。
5.采用切實(shí)可行的施工工藝根據泵送大體積混凝土的特點(diǎn),采用“分段定點(diǎn),一個(gè)坡度,薄層澆筑,循序推進(jìn),一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能較好地適應泵送工藝,避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長(cháng),從而提高泵送效率,簡(jiǎn)化混凝土的泌水處理,保證上下層混凝土澆筑間隔不超過(guò)初凝時(shí)間。根據混凝土泵送時(shí)自然形成一個(gè)坡度的實(shí)際情況,在每個(gè)澆筑帶的前后布置兩道振動(dòng)器,第一道布置在混凝土出料口,主要解決上部混凝土的振實(shí);由于底層鋼筋間距較密,第二道布置在混凝土坡腳處,以確保下部混凝土密實(shí)。隨著(zhù)澆筑的推進(jìn),振動(dòng)器也相應跟上,以確保整個(gè)高度上混凝土的質(zhì)量。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚,故澆筑結束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數遍,打磨壓實(shí),以閉合混凝土的收水裂縫。
6.嚴格控制混凝土入模溫度大體積砼最好選在春秋季施工,以降低入模溫度,既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模溫度,再者澆筑砼時(shí)最好不要讓砼在太陽(yáng)下直接爆曬。施工過(guò)程中應對碎石灑水降溫,保證水泥庫通風(fēng)良好,自來(lái)水預可先放入地下蓄水池中降溫。
7.加適當預埋件在砼易裂縫部位埋設應力應變傳感片,直接測試拉應力,以便更直接控制砼(調節保溫保濕養護條件,保證溫度梯度),確保砼不裂縫。在基礎面筋上加設鐵絲網(wǎng)或小直徑鋼筋網(wǎng),以提高砼表面抗裂性(中間溫度筋可去掉)。如3.00m厚承臺設計時(shí),在承臺中間設置了墊20@2肋水平抗縮鋼筋網(wǎng)片。采用“水平分層間隙”施工方法,分兩層進(jìn)行澆筑,間隙時(shí)間7d以上,分層厚度各1.5m,抗縮鋼筋網(wǎng)設置在下層1.5m的上表面。在工期允許的情況下,這種施工方法可降低內部最高溫升、減少人力、材料及機械設備的投入。
8.改進(jìn)施工技術(shù)施工時(shí)加強插筋位置的振搗、抹壓、養護。由于鋼筋是熱的良導體,易產(chǎn)生大的溫度梯度,這是裂縫產(chǎn)生的一個(gè)主要環(huán)節。同時(shí)加強初凝前的抹壓,以消除初期裂縫,并加強早期養護,提高砼抗拉強度。
9.加強砼澆筑后的養護砼澆筑后,應盡快回填土——土是砼最好的養護材料之一。目前這是砼保溫保濕養護的最有效方法,對預防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養護,在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水,以便加快承臺內部熱量的散發(fā)。如采用內散外蓄綜合養護措施,可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養護周期,對于超厚大體積混凝土施工尤其適用。
10.加強技術(shù)管理,加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導施工,明確分工,責任到人。加強計量監測工作,定時(shí)檢查并做好詳細記錄,認真對待澆筑過(guò)程中可能出現的冷縫,并采取措施加以杜絕。在變截面施工前,一定要加強預測,并保證預測的科學(xué)性。同時(shí)在實(shí)施過(guò)程中,要切實(shí)落實(shí)施工方案。
11. 加強混凝土的測溫工作為及時(shí)掌握混凝土內部溫升與表面溫度的變化值,在承臺內埋沒(méi)若干個(gè)測溫點(diǎn),采用L形布置,每個(gè)測溫點(diǎn)埋設溫管2根01根管底埋置于承臺混凝土的中心位置,測量混凝土中心的最高溫升,另一根管底距承臺上表面100 mm,測量混凝土的表面溫度,測溫管均露出混凝土表面100 mm.用100的紅色水銀溫度計測溫,以方便讀數。第l —— 5d每2h測溫1次,第6d后每4h測溫1次,測至溫度穩定為止。從已有施工經(jīng)驗的測溫情況看,混凝土內部溫升的高峰值一般在3.5d內產(chǎn)生,3d內溫度可上升到或接近最大溫升,內外溫差值在20℃左右,控制在規范規定范圍內,未發(fā)現異,F象。
12.其它參考意見(jiàn)大體積混凝土采用泵送工藝,泵送過(guò)程中,常會(huì )發(fā)生輸送管堵塞故障,故提高混凝土的可泵性十分重要。須合理選擇泵送壓力,泵管直徑,輸送管線(xiàn)布置應合理。泵管上須遮蓋濕麻袋,并經(jīng)常淋水散熱;炷现械纳笆辛己玫募壟,碎石最大粒徑與輸送管徑之比宜名1:3,砂率宜在40%。45%間,水灰比宜在0.5-0.55間,坍落度宜在15-18cm間。及時(shí)與氣象臺取得聯(lián)系,掌握天氣情況。由于大體積混凝土承臺連續澆筑,故澆筑現場(chǎng)須設防雨棚,并在基坑四周,設置盲溝和集水井。
。ǘ囟鹊目刂坪头乐沽芽p的措施
為了防止裂縫,減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著(zhù)手?刂茰囟鹊拇胧┤缦拢
1、采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;
2、拌合混凝土時(shí)加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;
3、熱天澆筑混凝土時(shí)減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;
4、在混凝土中埋設水管,通入冷水降溫;
5、規定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;
6、施工中長(cháng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構,在寒冷季節采取保溫措施;改善約束條件的措施是:
。1)合理地分縫分塊;
。2)避免基礎過(guò)大起伏;
。3)合理的安排施工工序,避免過(guò)大的高差和側面長(cháng)期暴露;
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強養護,防止表面干縮,特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要,應特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的,因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。
在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時(shí)應適當考慮拆模時(shí)間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應力,出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當大的拉應力,此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高,此時(shí)拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應力,與水化熱應力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應力達到很大的數值,就有導致裂縫的危險,但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應力,具有顯著(zhù)的效果。
加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小,因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩定的,而與應力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無(wú)關(guān)。鋼的線(xiàn)脹系數與混凝土線(xiàn)脹系數相差很小,在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當內混凝土應力達到抗拉強度而開(kāi)裂時(shí),鋼筋的應力將不超過(guò)100~200kg/cm2……因此,在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時(shí),對提高混凝土抗裂性的效果較好;炷梁弯摻罨炷两Y構的表面常常會(huì )發(fā)生細而淺的裂縫,其中大多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。
為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開(kāi)裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一。其主要作用為:
。1)混凝土中存在大量毛細孔道,水蒸發(fā)后毛細管中產(chǎn)生毛細管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力,但會(huì )使混凝土強度降低。這個(gè)表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。
。2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。
。3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來(lái)補充。
。4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。
。5)提高水泥漿與骨料的粘結力,提高的混凝土抗裂性能。
。6)混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應力,當拉應力大于混凝土抗拉強度時(shí)裂縫就會(huì )產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
。7)摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。
。8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當,在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上,避免因水泥長(cháng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。
。9)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發(fā),減少干燥收縮。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實(shí)踐中應多進(jìn)行這方面的實(shí)驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會(huì )更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟。
。ㄈ 混凝土的早期養護
實(shí)踐證明,混凝土常見(jiàn)的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說(shuō)混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應力觀(guān)點(diǎn)出發(fā),保溫應達到下述要求:
。1)防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。
。2)防止混凝土超冷,應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。
。3)防止老混凝土過(guò)冷,以減少新老混凝土間的約束。
。4)當然砼沉縮裂縫在大體積砼(特別是泵送大流態(tài)砼)施工中也是非常多的。主要原因是振搗不密實(shí),沉實(shí)不足,或者骨料下沉,表層浮漿過(guò)多,砼澆筑后,沒(méi)有及時(shí)抹壓實(shí)(特別是初凝前的二次拌壓),且表面覆蓋不及時(shí),受風(fēng)吹日曬,表面水份散失快,產(chǎn)生干縮,砼早期強度又低,不能抵抗這種變形而導致開(kāi)裂。在施工中采用緩凝型泵送劑,延緩砼的凝結硬化速度,充分利用外加劑(特別是緩凝劑)的特性,適時(shí)增加抹加次數,消除表面裂縫(特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫),特別是初凝前的抹壓,這對消除表面裂縫是非常有效的。
混凝土的早期養護,主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達到兩個(gè)方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行,以期達到設計的強度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的;炷系谋卮胧┏3R灿斜竦男Ч。從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿(mǎn)足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關(guān)鍵時(shí)期,在施工中應切實(shí)重視起來(lái)。
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