摘 要:主要阐述泵送混凝土施工中温度裂缝存在的原因,提出应完善工程设计,并对使用的水泥、砂石料等加强检验,保证原材料的质量,加强施工过程控制,从而提高泵送混凝土的施工质量。
关键词:泵送混凝土,温度裂缝,控制措施
中图分类号: TU755. 7 文献标识码:A
随着建筑技术的不断发展,泵送混凝土在工程施工中得到普及,广泛使用于现浇梁、板、柱、墙等各种现浇混凝土构件中。但是,泵送混凝土因骨料级配的限制,胶凝材料的大量使用,以及具有的高坍落度、高流动性、高水泥用量的原因,在水泥硬化中易产生泌水现象,并产生大量的水化热,造成温度裂缝普遍存在,在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性,应当引起足够的重视。为此,现对温度裂缝产生的原因及如何有效控制裂缝的出现和发展进行探讨。
1 泵送混凝土施工中温度裂缝产生的原因
泵送混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥因水化而产生大量的水化热,聚积在混凝土内部不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,使得混凝土结构内外出现较大的温差,这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝,在混凝土的施工中当温差变化较大或者是混凝土受到寒潮的袭击等,会导致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很大的拉应力而产生裂缝。同时,商品混凝土具有较大的收缩性,在共同应力的作用下,将会产生大量的温度收缩裂缝,虽然这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生,但是如不加控制,将很快发展,形成贯穿裂缝,会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等,严重的将形成质量病害,影响建筑的结构安全和合理的使用寿命。
2 影响因素和控制措施
对使用泵送混凝土的工程,应充分考虑温度裂缝问题,在工程设计中,应对易产生温度裂缝的部位采取构造加强措施。施工中应从拌制混凝土使用的水泥、砂石料、掺合料、水灰比等方面进行重点控制,并在施工中加强过程控制,以保证钢筋混凝土工程质量。主要应做好以下几方面的工作。
2. 1 完善工程设计
从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和泵送混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求。在工程设计中,应充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,对易产生温度裂缝的房屋四周阳角、现浇板的中部、地下室及屋面板等配筋薄弱处,应设置一定数量的构造钢筋进行加强。如负筋不采用分离式切断,改为沿房间全长配置,并且适当加密加粗。对于超过45 m 的现浇梁板宜设置伸缩缝或后浇带。对不宜设置伸缩缝的建筑,可在混凝土中掺加一定量的混凝土微膨胀剂,以减少温度变化导致的收缩裂缝,如UEA微膨胀剂系列产品等。如在该市某栋综合楼施工中,施工方在图纸会审中提出,在温度裂缝常产生的部位应进行构造配筋,并增设一处后浇带。设计部门采纳后,进行相应变更,施工中基本未发现温度产生的病害裂缝,效果显著。
2. 2 泵送混凝土原材料及配合比的选用
1) 尽量选用低热或中热水泥,合理确定水泥用量。引起大体积钢筋混凝土裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期升温和后期降温,产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,在掺加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。同时,可充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量;或改善骨料级配,掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。所使用的水泥应符合GB 17521999 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥质量标准的有关规定。
2) 掺加优质掺合料。在泵送混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的高性能混凝土外加剂,可改善混凝土拌合物的流动性、保水性,降低水化热,推迟热峰的出现时间。泵送混凝土中掺入一定数量高效优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性,从而改善了可泵性。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。泵送混凝土使用的各种掺合料应符合GB 8076 混凝土外加剂及GB 50119混凝土外加剂应用技术规范的相应质量标准的要求,优先选用高效粉煤灰、高品质的外加剂,以保证混凝土的各种性能符合要求。
3) 严格控制水灰比。泵送混凝土为了保证具有相应的泵送性,要求有较大的流动性。在浇捣完毕后,现浇板面易出现泌水现象,易产生混凝土表面温度裂缝。在使用泵送混凝土时,宜选用低坍落度混凝土,即在保证混凝土的泵送性的前提下,越小越好,以减少混凝土表面的温度裂缝的产生。
4) 选用高质量的砂石料。水洗砂的质量应符合J GJ 52292 普通混凝土用砂质量标准及检验方法的相应标准,宜选用中砂或粗砂,含泥量应严格进行抽查,含泥量不得大于3 % ,泥块含量不得大于1 % ,以保证砂的质量。石子的质量应符合J GJ 53292 普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法的相应标准,选用级配合理的材料,严格控制含泥量不得大于1 % ,泥块不得大于0. 5 % ,以保证石子的质量。
5) 合理确定泵送混凝土的配合比。泵送混凝土的配合比决定了混凝土的强度、抗渗性、和易性、坍落度、水泥用量、水化热大小、初凝和终凝时间以及混凝土收缩率等性能指标。在施工中根据结构的不同部位、不同特点和设计要求,结合气候条件及施工现场的生产管理状况,提出相应的技术参数,由相关实验室进行试配,确定详细合理的泵送混凝土配合比。在满足混凝土泵送的前提下,优先选用5 mm～40 mm 石子级配,采用低坍落度,以减少混凝土温度和收缩产生的裂缝。
2. 3 加强施工过程控制措施
1) 加强对钢筋工程质量的管理。在施工中应严格按照设计及有关规范施工,加强对钢筋工程的质量管理,确保钢筋工程施工质量。应合理和科学地安排好各工种交叉作业时间,并在楼梯、通道等频繁和必须的通行处应搭设(或铺设) 临时的简易通道,以供必要的施工人员通行,减少对钢筋的踏踩损坏。
2) 加强对楼面上层钢筋网的保护。楼面板的上层钢筋一般较细较软,同时离楼层模板的高度较大,无法受到模板的依托保护;受到人员踩踏后就立即弯曲、变形、下坠;在施工中对楼面上层钢筋必须设置钢筋小撑马,并安排足够数量的钢筋工,在混凝土浇筑前及浇筑中及时进行整修,以保证上部钢筋的位置正确。
3) 施工现场应严格检查泵送混凝土的坍落度,检查随车出料单,以保证混凝土熟料的半成品质量,不符合要求的混凝土不得使用。
4) 严格控制浇筑流程。合理安排施工工序,分层、分块浇筑,以利于散热,减小约束。对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,可排除混凝土因泌水,在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。二次振动完成后,仔细进行板面找平,排除板面多余的水分。若发现局部有漏振及过振情况时,及时返工进行处理。
5) 注重浇筑完毕后养护。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土表层的温差,防止表面裂缝。混凝土浇筑后,及时用湿润的草帘、麻片等覆盖,并注意洒水养护,延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。在高温季节泵送时,宜及时用湿草袋覆盖混凝土,尤其在中午阳光直射时,宜加强覆盖养护,以避免表面快速硬化后,产生混凝土表面温度和收缩裂缝。在寒冷季节,混凝土表面应设草帘覆盖保温措施,以防止寒潮袭击。
3 结语
温度裂缝的存在是泵送混凝土施工中不可避免的普遍现象,应充分认识到裂缝的出现对建筑物的危害性。在工程设计中采取构造加强措施,并在施工中采取有效的措施和合理的施工过程控制方法,来预防裂缝的出现和发展,以保证泵送混凝土浇筑质量,满足建筑结构的安全、耐久性等要求。
参考文献:
[1] GB 5030022001 ,建筑工程施工质量验收统一标准[ S] .
[2] GB 5001022002 ,混凝土结构设计规范[ S] .
[3] GB 5020422002 ,混凝土结构工程施工质量验收规范[ S] .
