混凝土出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題無(wú)處不在,橋梁、道路、房建等處處存在。盡管我們?cè)谑┕ぶ胁扇「鞣N措施,小心謹(jǐn)慎,但裂縫仍然時(shí)有出現(xiàn)。原來(lái)我們忽視了很多,混凝土的施工溫度與裂縫卻息息相關(guān)。在大體積混凝土中,溫度應(yīng)力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫,影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。其次,在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的不容忽視的影響。

混凝土施工的溫控措施:

1.選用中低熱的水泥品種,充分利用混凝土的后期強(qiáng)度

混凝土溫度升高和變動(dòng)的主要原因在于混凝土澆筑中水泥水化熱的存在,在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥作為主要的施工材料,這樣能夠降低由于水泥水化熱引起的溫度變更措施。為此,在大體積混凝土施工的過(guò)程中一般都采用礦渣硅酸鹽水泥作為主要的施工材料。

2.摻加外加劑

為了滿(mǎn)足送到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土具有一定坍落度,如果在施工的過(guò)程中單純的增加水泥的用量,不僅僅使得水泥使用成本增加,更是增加了混凝土的收縮時(shí)間,從而增加了水泥水化熱溫度。這樣子更容易引起水泥溫度裂縫的產(chǎn)生,因此選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿┦潜WC水泥質(zhì)量的基礎(chǔ)。木質(zhì)素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑,對(duì)水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng),并能使水的表面張力降低而引起加氣作用。因此,在混凝土中摻入水泥重量0.25%的木鈣減水劑(即木質(zhì)素磺酸鈣),它不僅能使混凝土和易性有明顯的改善,同時(shí)又減少了10%左右的拌和水,節(jié)約10%左右的水泥,從而降低了水化熱。

目前,有一種新型“減低收縮劑”,常用的有UEA、AEA,是摻入后可使砼空隙中水分表面張力下降,從而減少收縮的新材料,它可減少收縮40%~60%,但是能否起到有效地控制收縮裂縫的作用,還應(yīng)注重其條件和后期收縮。試驗(yàn)資料表明,在混凝土內(nèi)摻入一定數(shù)量的粉煤灰,由于粉煤灰具有一定活性,不但可代替部分水泥,而且粉煤灰顆粒呈球形,具有“滾珠效應(yīng)”而起潤(rùn)滑作用,能改善混凝土的黏塑性,并可增加泵送混凝土(大體積混凝土多用泵送施工)要求的0.315 mm以下細(xì)粒的含量,改善混凝土可泵性,降低混凝土水化熱。另外,根據(jù)大體積混凝土的強(qiáng)度特性,初期處于高溫條件下,強(qiáng)度增長(zhǎng)較快、較高,但后期強(qiáng)度就增長(zhǎng)緩慢,這是由于高溫條件下水化作用迅速,隨著混凝土的齡期增長(zhǎng),水化作用慢慢停止的緣故。摻加粉煤灰后可改善混凝土的后期強(qiáng)度,但其早期抗拉強(qiáng)度及早期極限拉伸值均有少量降低。

3.粗細(xì)骨料選擇

為了達(dá)到預(yù)定的要求,同時(shí)又要發(fā)揮水泥最有效的作用,粗骨料應(yīng)達(dá)到最佳的最大粒徑。對(duì)于土建工程的大體積鋼筋混凝土,粗骨料的規(guī)格往往與結(jié)構(gòu)物的配筋間距、模板形狀以及混凝土澆筑工藝等因素有關(guān),宜優(yōu)先采用以自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料配制混凝土。因?yàn)橛眠B續(xù)級(jí)配粗骨料配制的混凝上具有較好的和易性、較少的用水量和水泥用量以及較高的抗壓強(qiáng)度。在石子規(guī)格上可根據(jù)施工條件,盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子。因?yàn)樵龃蠊橇狭,可減少用水量,而使混凝土的收縮和泌水隨之減少。同時(shí)亦可減少水泥用量,從而使水泥水化熱減小,最終降低混凝土的溫升。當(dāng)骨料粒徑增大后,容易引起混凝土的離析,因此必須優(yōu)化級(jí)配設(shè)計(jì),施工時(shí)加強(qiáng)攪拌、澆筑和振搗工作。

根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明,采用5 mm~25 mm石子,1 m3混凝土可減少用水量15 kg左右,在相同水灰比的情況下,水泥用量可減少20 kg左右。粗骨料顆粒的形狀對(duì)混凝上的和易性和用水量也有較大的影響。因此,粗骨料中的針、片狀顆粒按重量計(jì)應(yīng)不大于15%,細(xì)骨料以采用中、粗砂為宜。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明,當(dāng)采用細(xì)度模數(shù)為2.79、平均粒徑為0.38的中、粗砂,它比采用細(xì)度模數(shù)為2.12、平均粒徑為0.336的細(xì)砂,1 m3混凝土可減少用水量20 kg~2 kg,水泥用量可相應(yīng)減少28 kg~35 kg。這樣就降低了混凝土的溫升和減小了混凝土的收縮。泵送混凝上的輸送管道除直管外,還有錐形管、彎管和軟管等。當(dāng)混凝土通過(guò)錐形管和彎管時(shí),混凝土顆粒間的相對(duì)位置就會(huì)發(fā)生變化,此時(shí)如混凝上的砂漿量不足,便會(huì)嚴(yán)生堵管現(xiàn)象。所以在級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)提高一些砂率是完全必要的,但是砂率過(guò)大,將對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。因此在滿(mǎn)足可泵性的前提下應(yīng)盡可能使砂率降低。

另外,砂、石的含泥量必須嚴(yán)格控制。根據(jù)國(guó)內(nèi)經(jīng)驗(yàn),砂、石的含泥量超過(guò)規(guī)定,不僅會(huì)增加混凝土的收縮,同時(shí)也會(huì)引起混凝土抗拉強(qiáng)度的降低,對(duì)混凝土的抗裂是十分不利的。因此,在大體積混凝土施工中建議將石子的含泥量控制在小于1%,砂的含泥量控制在小于2%。

4.控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度

為了減低大體積混凝土總溫升和減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差,控制出機(jī)溫度和澆筑溫度同樣重要。對(duì)于出機(jī)溫度的控制,根據(jù)攪拌前混凝土原材料總的熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理,得到的混凝土出機(jī)溫度的理論計(jì)算公式可以得知,混凝土的原材料中石子的比熱較小,但其在1 m3混凝上中所占的重量較大;水的比熱最大,但它的重量在1 m3混凝土中只占一小部分。因此,對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子及水的溫度,砂的溫度次之,水泥的溫度影響很小。

大體積混凝土澆筑后,對(duì)混凝土進(jìn)行保濕和保溫養(yǎng)護(hù)是重要的,進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)也是一種很好的方法,混凝土終凝后,在其表面蓄存一定深度的水,具有一定的隔熱保溫效果,這樣可延緩混凝土內(nèi)部水化熱的降溫速率,縮小混凝土中心和混凝土表面的溫差值,從而可控制混凝土的裂縫開(kāi)展。此外,在大體積混凝土結(jié)構(gòu)拆模后,宜盡快回填土,用土體保溫避免氣溫驟變時(shí)產(chǎn)生有害影響,亦可延緩降溫速率,避免產(chǎn)生裂縫。