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2013-12-02 16:36 來源于網(wǎng)絡(luò) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
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。在施工中可以通過以下措施控制混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的產(chǎn)生。
(一)保證混凝土的質(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(yán)格控制水泥用量?jī)?yōu)先采用525R普通水泥,425R普通水泥等高標(biāo)號(hào)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(qiáng)度(90或120天),降低水泥量,并延緩峰值。在滿足設(shè)計(jì)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(yīng)力。
2. 嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和合泥量選用10.40mm連續(xù)級(jí)配碎石(其中10.30mm級(jí)配含量65%左右),細(xì)度模數(shù)2.80-3.00的中砂(通過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%以內(nèi),并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物,杜絕使用海砂。
3.選擇適當(dāng)外加劑,可根據(jù)設(shè)計(jì)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(zhǎng)到5h左右。
4. 選擇優(yōu)化配合比選用良好級(jí)配的骨料,嚴(yán)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(yīng)力。
5.采用切實(shí)可行的施工工藝根據(jù)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(yīng)泵送工藝,避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長(zhǎng),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初凝時(shí)間。根據(jù)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)。隨著澆筑的推進(jìn),振動(dòng)器也相應(yīng)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(jié)束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍,打磨壓實(shí),以閉合混凝土的收水裂縫。
6.嚴(yán)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。施工過程中應(yīng)對(duì)碎石灑水降溫,保證水泥庫(kù)通風(fēng)良好,自來水預(yù)可先放入地下蓄水池中降溫。
7.加適當(dāng)預(yù)埋件在砼易裂縫部位埋設(shè)應(yīng)力應(yīng)變傳感片,直接測(cè)試?yán)瓚?yīng)力,以便更直接控制砼(調(diào)節(jié)保溫保濕養(yǎng)護(hù)條件,保證溫度梯度),確保砼不裂縫。在基礎(chǔ)面筋上加設(shè)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(tái)設(shè)計(jì)時(shí),在承臺(tái)中間設(shè)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(shè)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(nèi)部最高溫升、減少人力、材料及機(jī)械設(shè)備的投入。
8.改進(jìn)施工技術(shù)施工時(shí)加強(qiáng)插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護(hù)。由于鋼筋是熱的良導(dǎo)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(jié)。同時(shí)加強(qiáng)初凝前的抹壓,以消除初期裂縫,并加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù),提高砼抗拉強(qiáng)度。
9.加強(qiáng)砼澆筑后的養(yǎng)護(hù)砼澆筑后,應(yīng)盡快回填土——土是砼最好的養(yǎng)護(hù)材料之一。目前這是砼保溫保濕養(yǎng)護(hù)的最有效方法,對(duì)預(yù)防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養(yǎng)護(hù),在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水,以便加快承臺(tái)內(nèi)部熱量的散發(fā)。如采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護(hù)措施,可有效降低混凝土的溫升值,且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期,對(duì)于超厚大體積混凝土施工尤其適用。
10.加強(qiáng)技術(shù)管理,加強(qiáng)原材料的檢驗(yàn)、試驗(yàn)工作。施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工,明確分工,責(zé)任到人。加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)測(cè)工作,定時(shí)檢查并做好詳細(xì)記錄,認(rèn)真對(duì)待澆筑過程中可能出現(xiàn)的冷縫,并采取措施加以杜絕。在變截面施工前,一定要加強(qiáng)預(yù)測(cè),并保證預(yù)測(cè)的科學(xué)性。同時(shí)在實(shí)施過程中,要切實(shí)落實(shí)施工方案。
11. 加強(qiáng)混凝土的測(cè)溫工作為及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫升與表面溫度的變化值,在承臺(tái)內(nèi)埋沒若干個(gè)測(cè)溫點(diǎn),采用L形布置,每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)埋設(shè)溫管2根01根管底埋置于承臺(tái)混凝土的中心位置,測(cè)量混凝土中心的最高溫升,另一根管底距承臺(tái)上表面100 mm,測(cè)量混凝土的表面溫度,測(cè)溫管均露出混凝土表面100 mm.用100的紅色水銀溫度計(jì)測(cè)溫,以方便讀數(shù)。第l —— 5d每2h測(cè)溫1次,第6d后每4h測(cè)溫1次,測(cè)至溫度穩(wěn)定為止。從已有施工經(jīng)驗(yàn)的測(cè)溫情況看,混凝土內(nèi)部溫升的高峰值一般在3.5d內(nèi)產(chǎn)生,3d內(nèi)溫度可上升到或接近最大溫升,內(nèi)外溫差值在20℃左右,控制在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi),未發(fā)現(xiàn)異,F(xiàn)象。
12.其它參考意見大體積混凝土采用泵送工藝,泵送過程中,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,輸送管線布置應(yīng)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(jí)配,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(tái)取得聯(lián)系,掌握天氣情況。由于大體積混凝土承臺(tái)連續(xù)澆筑,故澆筑現(xiàn)場(chǎng)須設(shè)防雨棚,并在基坑四周,設(shè)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(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。控制溫度的措施如下:
1、采用改善骨料級(jí)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?xí)r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?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;
4、在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫;
5、規(guī)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(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)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(chǔ)過大起伏;
(3)合理的安排施工工序,避免過大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露;
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止表面干縮,特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要,應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)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(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)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(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)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(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn),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(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。
加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小,因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低。只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下,鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的,而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時(shí),鋼筋的應(yīng)力將不超過100~200kg/cm2……因此,在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí),對(duì)提高混凝土抗裂性的效果較好;炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫,其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。
為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。其主要作用為:
。1)混凝土中存在大量毛細(xì)孔道,水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力,但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在六十年代就已被國(guó)際上所確認(rèn)。
。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(qiáng)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補(bǔ)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(jié)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(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(dāng),在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來的塑性收縮增加。
。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?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)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(jì)。
。ㄈ 混凝土的早期養(yǎng)護(hù)
實(shí)踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數(shù)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(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:
。1)防止混凝土內(nèi)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(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。
。3)防止老混凝土過冷,以減少新老混凝土間的約束。
。4)當(dāng)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,表層浮漿過多,砼澆筑后,沒有及時(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(qiáng)度又低,不能抵抗這種變形而導(dǎo)致開裂。在施工中采用緩凝型泵送劑,延緩砼的凝結(jié)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(shù),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(duì)消除表面裂縫是非常有效的。
混凝土的早期養(yǎng)護(hù),主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達(dá)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(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)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睦碚撋戏治,新澆混凝土中所含水分完全可以滿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(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期,在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來。
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