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大体积混凝土施工裂缝控制应注意的问题

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    大体积混凝土结构裂缝是施工中常见的且不易控制的问题,围绕这一问题工程人员已经做了大量的探讨及研究工作,也不断积累了大量宝贵经验。科学的发展,时代的进步,新型材料、新工艺及新技术的迅速发展和应用,施工中不断地产生新的问题,人们也在不断地进行研究和探讨。
   1 外加剂的选择
   施工前,做好混凝土配合比对比试验工作,选好外加剂。施工中,要求计量准确,严格按配合比通知单配料,搅拌充分,特别是外加剂、水的用量应严格控制。在此特别强调:外加剂的选用对混凝土裂缝的控制很重要。
   在当今混凝土的施工中,外加剂已成为必不可少的成分之一。在大体积的混凝土施工中,一般涉及到的外加剂主要有减水剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂等。掺加外加剂对于大体积混凝土施工裂缝控制起到很好的作用。比如:为了防止冻裂可增加防冻剂;为了推迟混凝土的初凝时间可添加缓凝剂;为了补偿混凝土的收缩性可添加膨胀剂等等。
   大量事实证明,选择合适的外加剂的确可以大大提高混凝土的抗裂性能。比如,优质的减水剂对水泥颗粒有着明显的分散效应,并能使水的表面张力降低而引起加气作用,从而可以有效减少拌合水量的10 %~15 %,相应减少水泥用量的10 %~15 %,使混凝土的水化热大大减少,对混凝土的温度控制极为有利。2003年山西路桥第二工程有限公司在京福高速路青州互通立交施工时,混凝土掺入特密斯TMS-F型(粉)复合高效防水剂。特密斯TMS-F型(粉)复合高效防水剂对新拌混凝土具有很好的保坍作用,减水率达20 %,与普通混凝土相比较,掺有特密斯TMS-F型(粉)复合高效防水剂的混凝土,28 d抗压强度可提高30 %~65 %,且后期强度性能稳定,在保证相同强度的前提下,除内掺替代的部分水泥外,还可节省水泥用量20 %,根据有关大体积混凝土工程实例资料表明,单方水泥每减少10 kg,水化热可降低10℃以上,因此,成为减少水泥用量,降低混凝土内部温度的有力措施之一,特密斯TMS-F型(粉)复合高效防水剂的水化作用,使得混凝土在早期产生大量钙矾石,混凝土产生微膨胀,从而补偿了混凝土的收缩,增加混凝土的抗裂能力;此外,其还具有早期水化热低,高耐久性、粘结力、防冻能力强等优点。当然,外加剂选用不当,则会加剧混凝土的开裂。比如,有的微膨剂,膨胀率仅为0.01 %,其收缩率竟达0.06 %~0.1 %。而收缩量大,恰恰是导致混凝土结构产生裂缝的直接原因。所以,选用外加剂时务必慎重考虑,不能盲目顺从,要有选择性地使用。
   2 混凝土水化热温度监测
   众所周知,大体积混凝土结构容易产生温度裂缝。混凝土结构的施工及验收规范也明确提出应在大体积混凝土施工时实施混凝土温度的监测,控制结构的内外温差、控制降温。温度监测在大体积混凝土裂缝控制工程中所起的作用是不容置疑的,在混凝土浇捣及养护期间,先进的温度监测技术能迅速、全面、准确地反映出大体积混凝土结构内部各处混凝土的实时温度及发展变化趋势,帮助工程技术人员及时制定并实施合理有效的温度控制措施,防止结构产生温度裂缝。
   3 温度控制的措施
   温度控制措施应当贯穿于混凝土浇捣前、中、后三个阶段。浇捣前,优化混凝土配合比,在保证强度的基础上,尽可能降低水泥用量,从而降低混凝土水化热温度升值,一般来说,每方混凝土每减少10 kg水泥用量,混凝土的水化热温升降低1℃左右,因此,在保证混凝土强度的前提下,尽可能降低水泥用量是有效可靠的温度措施。比如,选择低热水泥,掺加粉煤灰和减水剂等手段,尽量减少水泥用量,从而减少总的水化热。浇捣中,通过骨料预冷,运输防晒,混凝土采用薄层浇筑。浇捣后,加强养护,降低混凝土内表温差,并且控制混凝土降温速率。
   4 混凝土的养护
   大体积混凝土的养护一般包含两层含义:保温和保湿。保温是为了提高表层混凝土温度,减小混凝土内表温差,尽量使整个结构的温度场趋于均匀,同时减小混凝土的降温速率。保湿则是尽可能使混凝土处于湿润状态,让水泥充分水化,这可以增强混凝土的抗裂能力。
   保湿的措施很多,如在混凝土表面覆盖草袋(或麻袋、岩棉、塑料薄膜等保温材料),在混凝土上方搭盖保温棚,以及表面蓄水等等。保湿措施则是喷刷养护液形成保湿膜和直接洒水养护等。养护工作应保持连续性,实行24 h工作制,不允许出现“8 h上班期间有人养护,8 h以外无人料理”的情况。事实上,混凝土在中午和夜晚的时间恰恰更需要加强养护。
   5 温差
   在大体积混凝土温度控制中,内表温差指的是同一时间在空间上存在的温差,根据GB 50204-92混凝土结构工程施工及验收规范规定,温差一般控制在25℃以内。
   根据裂缝的形成机理,混凝土总降温差越大,混凝土就越容易开裂。因此,尽量减少水泥用量和降低混凝土浇筑温度,从而使混凝土内部温度降低,减小总降温差,这是大体积混凝土温度控制的重要内容。
   参考文献:
   [1]陈德威.大体积混凝土水化热温度的预测及监测[M].杭州:浙江大学出版社,1996.20-51.
   [2]GB 50204-92,混凝土结构工程施工及验收规范[S].
   [3]席卫忠.混凝土工程施工中裂缝的控制与预防[J].山西建筑,2002(6):46-47.

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