浅谈泵送砼裂缝的产生和防治

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  1.温度裂缝
  1.1产生的原因和特征
  水泥说话过程中产生大量的热量,水泥水化热在1天~3天可放出热量的50%,由于热量的传递、积存,砼内部温度不断升高,因为砼内部和表面散热条件不同,所以砼中心温度低,形成温度梯度,测温度变形和温度应力,温度越大温度应力也越大。当这种温度应力超过砼的内外约束应力(包括砼抗拉强度)时,就会产生裂缝。这种裂缝出现在砼江筑后的3天~5天。初期出现的裂缝很细,随着时间的发展继续扩大,甚至达到贯穿的情况。
  1.2影响因素和防治措施
  1.2.1砼原材料和配合比的选用
  A、水泥品种选择和水泥用量控制。
  大体积钢筋砼引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚,使砼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。再有,可充分利用砼后期温度,以减少水泥用量。如果强度允许,可采用掺加粉煤灰来调整。
  B、掺加掺合料。
  掺加粉煤灰可改善砼的后期强度,但是应当值得注意的是,掺加粉煤灰砼的早期抗拉强度和极限变形略有降低。因此对早期抗裂较高的砼粉煤灰掺量不宜过多,宜在10%~15%以内。
  C、掺加外加剂。
  掺加粉煤灰可改善砼的后期强度,但是应当值得注意的是,掺加粉煤灰砼的早期抗拉强度和极限变形略有降低。因此,在降低用水量和提高强度的同时,还可以降低水化热,推迟放热峰出现的时间,因而减速少温度裂缝。
  D、选用质量优良的精细骨料。
  1.2.2泵送砼施工工艺改进
  A、为降低砼的总温升,送还和大体积工程结构内的温差,控制砼出机温度和浇筑温度也是一项重要措施。另外,降低原料的温度,对搅拌运输车罐体,泵送管道保温,冷却也是必要的措施。
  B、从施工工艺上进行改时:如搅拌、振捣、养护等工艺,采用二次投料的净浆囊石或砂浆囊石工艺,可提高砼强度,减少水热化和裂缝。其次,对已浇筑的砼,在终凝前进行二次振动,可排除砼泌水而产生的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。
  2.沉隔(塑性)收缩裂缝
  2.1产生的原因和特征
  在泵送砼现浇的各种钢筋砼绳结构中,特别是板、墙等表面系数大的结构中,经常出现一种早期裂缝。这种裂缝为断续的水平裂缝,裂缝中部较高,现端较窄,呈梭形。裂缝经常发生在板结构的钢筋部位、梁板交接处、梁柱交接处、结构变截面的地方。
  这种裂缝产生的原因是混动性过大和流动性不足以及不均匀,在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够,当砼沉陷是受到钢筋、模板抑制以及模板移动、基础沉陷所致。裂缝在砼浇筑后1小时~3小时出现,裂缝的深度通常达到钢筋的表面。
  2.2影响因素和防治措施
  (1)要严格控制砼单位用量,要求在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下且满足泵送和浇筑要求时宜减少坍落度。
  (2)掺加适量良的泵送剂和掺合料,可改善工作性和监守沉陷。
  (3)砼搅拌时间要适当,时间过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷。
  (4)砼浇筑时不宜过快,防止堆积或振捣不充分。
  (5)砼振捣密实,时间以10秒~15秒/次为宜,在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣。在砼浇筑1小时~15小时后,砼尚未凝结之前,对砼进行两次振捣,表面要压实、抹光。
  (6)在炎热的夏季和大风大气,为防止水分蒸发过快,形成内外硬化不均和收缩引起裂缝,应采取措施缓凝和覆盖。
  3.干缩裂缝
  3.1产生的原因和特征
  干燥收缩的主要原因是水分在硬化后,较长时间产生的水分蒸发引起的。砼干燥收缩由于骨料的干燥收缩很小,因此主要是由于水泥不干燥收缩造成的。砼的水分蒸发、干燥过程是由外向内、有表及里,逐渐发展的。由于砼蒸发干燥非常缓慢,产生干燥收缩裂缝多数在1个月以上,有时甚至一年半载,而且裂缝发生在表层很浅的位置,裂缝细微。有时呈平行线状或网状,常常不被人们注视,但是应当特别注意,由于碳化和钢筋锈蚀的作用,干缩裂缝不仅严重损害薄壁结构抗渗性和耐久性,也会使大体积砼的表面裂缝发展成更为严重的裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。
  3.2影响因素和防治措施
  (1)水泥品种:一般来讲,水泥的需水量越大,砼的干燥收缩越大,不同水泥砼的干燥收缩按其大小顺序排列为:矿渣硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥,中低热水泥和粉煤灰水泥。所以,从减少收缩的角度出发,宜采用中低热水泥和粉煤灰水泥。
  (2)水泥用量:砼的干燥收缩随着水泥用量的增大而增大,但是增加量不显著,在有可能减少水泥用量时,还是尽可能降低水泥用量,因为泵送砼的水泥用量偏高,C20~C60砼的水泥用量一般约为350kg/m3~600kg/m3。
  (3)用水量:沉陷裂缝都是砼单方用水量过大、砼过稀、坍落度过大,而且水分蒸发过快、过多造成的。因此严格控制泵送砼的用水量是减少裂缝的根本措施。
  (4)砂率:砼的干燥收缩随着砂率的增大而增大,但增大数值不大,泵送砼宜加大砂率,但不是笼统的和无限的,应确定在最佳砂率范围内。
  (5)掺料:矿料、火山灰等粉状掺合物加到砼中,一般都会增大砼干燥收缩值,但是质量良好,含有大量球形颗粒的一级粉煤灰。由于内比表面积小、需水量小,故能降低砼干燥收缩值。
  (6)化学外加剂:掺加减水剂、泵送剂,特别是同时掺加煤粉灰的双掺技术不会增大干燥收缩。
  (7)膨胀剂:在地下室和防水工程中,砼中掺加适量的膨胀剂可以起到收缩补偿作用,有利于防止裂缝。
  (8)养护时间和方法:砼浇筑面受到风吹日晒,表面干燥过快,产生较大的收缩,受到内部砼的约束,在表面产生拉应力而开裂。如在砼终凝之前进行早期保温、保湿养护,对减少干燥收缩有一定作用。
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