摘要:
1 前言
隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，泵送混凝土施工技術(shù)得到普及和應(yīng)用。泵送混凝土不僅能改善混凝土的施工性能，對(duì)薄壁密筋結(jié)構(gòu)少振搗或不振搗施工，具有提高抗?jié)B性、改善耐久性特點(diǎn)。同時(shí)，泵送混凝土骨料級(jí)配的限制，膠凝材料的大量使用，產(chǎn)生大量的水化熱，造成溫度裂縫普遍存在，在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。為此，現(xiàn)就溫度裂縫產(chǎn)生機(jī)理及如何有效控制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，談幾點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí)。
2 溫度裂縫產(chǎn)生機(jī)理及特征
混凝土澆筑后,在硬化過(guò)程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差，這些溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。
溫度裂縫的走向通常無(wú)一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯(cuò)；梁板類(lèi)長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長(zhǎng)邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。
3 影響因素和防治措施
混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)。混凝土越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。
對(duì)于大體積混凝土，其形成的溫度應(yīng)力與其結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的危險(xiǎn)性也越大，這就是大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因。因此防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。
3.1 混凝土原材料及配合比的選用
(1)盡量選用低熱或中熱水泥，減少水泥用量。大體積鋼筋混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚，使混凝土出現(xiàn)早期升溫和后期降溫，產(chǎn)生內(nèi)部和表面的溫差。減少溫差的措施是選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有，可充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量,降低水化熱。
(2)摻加摻合料大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，混凝土中摻入一定數(shù)量?jī)?yōu)質(zhì)的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應(yīng)，起到潤(rùn)滑作用，可改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，從而改善了可泵性。特別重要的效果是摻加原狀或磨細(xì)粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥水化熱，減少絕熱條件下的溫度升高。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。
3.2 施工工藝流程改進(jìn)
(1)改善攪拌工藝采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過(guò)渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而提高混凝土強(qiáng)度10％或節(jié)約水泥5％，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫。改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的三冷技術(shù)的基礎(chǔ)上采用二次風(fēng)冷新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。
(2)嚴(yán)格控制澆筑流程合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。對(duì)已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次振動(dòng)，可排除混凝土因泌水，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。在高溫季節(jié)泵送，宜用溫草袋覆蓋管道進(jìn)行降溫，以降低入模溫度。
(3)注重澆筑完畢后養(yǎng)護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。混凝土澆筑后，及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施，以防止寒潮襲擊。