梁寶印 姜宏巖
1.溫度裂縫
1.1產(chǎn)生的原因和特征
水泥說話過程中產(chǎn)生大量的熱量,水泥水化熱在1天~3天可放出熱量的50%,由于熱量的傳遞、積存,砼內(nèi)部溫度不斷升高,因為砼內(nèi)部和表面散熱條件不同,所以砼中心溫度低,形成溫度梯度,測溫度變形和溫度應力,溫度越大溫度應力也越大。當這種溫度應力超過砼的內(nèi)外約束應力(包括砼抗拉強度)時,就會產(chǎn)生裂縫。這種裂縫出現(xiàn)在砼江筑后的3天~5天。初期出現(xiàn)的裂縫很細,隨著時間的發(fā)展繼續(xù)擴大,甚至達到貫穿的情況。
1.2影響因素和防治措施
1.2.1砼原材料和配合比的選用
A、水泥品種選擇和水泥用量控制。
大體積鋼筋砼引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚,使砼出現(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,也可選用礦渣硅酸鹽水泥。再有,可充分利用砼后期溫度,以減少水泥用量。如果強度允許,可采用摻加粉煤灰來調(diào)整。
B、摻加摻合料。
摻加粉煤灰可改善砼的后期強度,但是應當值得注意的是,摻加粉煤灰砼的早期抗拉強度和極限變形略有降低。因此對早期抗裂較高的砼粉煤灰摻量不宜過多,宜在10%~15%以內(nèi)。
C、摻加外加劑。
摻加粉煤灰可改善砼的后期強度,但是應當值得注意的是,摻加粉煤灰砼的早期抗拉強度和極限變形略有降低。因此,在降低用水量和提高強度的同時,還可以降低水化熱,推遲放熱峰出現(xiàn)的時間,因而減速少溫度裂縫。
D、選用質(zhì)量優(yōu)良的精細骨料。
1.2.2泵送砼施工工藝改進
A、為降低砼的總溫升,送還和大體積工程結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫差,控制砼出機溫度和澆筑溫度也是一項重要措施。另外,降低原料的溫度,對攪拌運輸車罐體,泵送管道保溫,冷卻也是必要的措施。
B、從施工工藝上進行改時:如攪拌、振搗、養(yǎng)護等工藝,采用二次投料的凈漿囊石或砂漿囊石工藝,可提高砼強度,減少水熱化和裂縫。其次,對已澆筑的砼,在終凝前進行二次振動,可排除砼泌水而產(chǎn)生的空隙和水分,提高粘結(jié)力和抗拉強度,減少內(nèi)部裂縫與氣孔,提高抗裂性。
2.沉隔(塑性)收縮裂縫
2.1產(chǎn)生的原因和特征
在泵送砼現(xiàn)澆的各種鋼筋砼繩結(jié)構(gòu)中,特別是板、墻等表面系數(shù)大的結(jié)構(gòu)中,經(jīng)常出現(xiàn)一種早期裂縫。這種裂縫為斷續(xù)的水平裂縫,裂縫中部較高,現(xiàn)端較窄,呈梭形。裂縫經(jīng)常發(fā)生在板結(jié)構(gòu)的鋼筋部位、梁板交接處、梁柱交接處、結(jié)構(gòu)變截面的地方。
這種裂縫產(chǎn)生的原因是混動性過大和流動性不足以及不均勻,在凝結(jié)硬化前沒有沉實或者沉實不夠,當砼沉陷是受到鋼筋、模板抑制以及模板移動、基礎沉陷所致。裂縫在砼澆筑后1小時~3小時出現(xiàn),裂縫的深度通常達到鋼筋的表面。
2.2影響因素和防治措施
(1)要嚴格控制砼單位用量,要求在170kg/m3以下,水灰比在0.6以下且滿足泵送和澆筑要求時宜減少坍落度。
(2)摻加適量良的泵送劑和摻合料,可改善工作性和監(jiān)守沉陷。
(3)砼攪拌時間要適當,時間過長都會造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷。
(4)砼澆筑時不宜過快,防止堆積或振搗不充分。
(5)砼振搗密實,時間以10秒~15秒/次為宜,在柱、梁、墻和板的變截面處宜分層澆筑、振搗。在砼澆筑1小時~15小時后,砼尚未凝結(jié)之前,對砼進行兩次振搗,表面要壓實、抹光。
(6)在炎熱的夏季和大風大氣,為防止水分蒸發(fā)過快,形成內(nèi)外硬化不均和收縮引起裂縫,應采取措施緩凝和覆蓋。
3.干縮裂縫
3.1產(chǎn)生的原因和特征
干燥收縮的主要原因是水分在硬化后,較長時間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的。砼干燥收縮由于骨料的干燥收縮很小,因此主要是由于水泥不干燥收縮造成的。砼的水分蒸發(fā)、干燥過程是由外向內(nèi)、有表及里,逐漸發(fā)展的。由于砼蒸發(fā)干燥非常緩慢,產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在1個月以上,有時甚至一年半載,而且裂縫發(fā)生在表層很淺的位置,裂縫細微。有時呈平行線狀或網(wǎng)狀,常常不被人們注視,但是應當特別注意,由于碳化和鋼筋銹蝕的作用,干縮裂縫不僅嚴重損害薄壁結(jié)構(gòu)抗?jié)B性和耐久性,也會使大體積砼的表面裂縫發(fā)展成更為嚴重的裂縫,影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。
3.2影響因素和防治措施
(1)水泥品種:一般來講,水泥的需水量越大,砼的干燥收縮越大,不同水泥砼的干燥收縮按其大小順序排列為:礦渣硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥,中低熱水泥和粉煤灰水泥。所以,從減少收縮的角度出發(fā),宜采用中低熱水泥和粉煤灰水泥。
(2)水泥用量:砼的干燥收縮隨著水泥用量的增大而增大,但是增加量不顯著,在有可能減少水泥用量時,還是盡可能降低水泥用量,因為泵送砼的水泥用量偏高,C20~C60砼的水泥用量一般約為350kg/m3~600kg/m3。
(3)用水量:沉陷裂縫都是砼單方用水量過大、砼過稀、坍落度過大,而且水分蒸發(fā)過快、過多造成的。因此嚴格控制泵送砼的用水量是減少裂縫的根本措施。
(4)砂率:砼的干燥收縮隨著砂率的增大而增大,但增大數(shù)值不大,泵送砼宜加大砂率,但不是籠統(tǒng)的和無限的,應確定在最佳砂率范圍內(nèi)。
(5)摻料:礦料、火山灰等粉狀摻合物加到砼中,一般都會增大砼干燥收縮值,但是質(zhì)量良好,含有大量球形顆粒的一級粉煤灰。由于內(nèi)比表面積小、需水量小,故能降低砼干燥收縮值。
(6)化學外加劑:摻加減水劑、泵送劑,特別是同時摻加煤粉灰的雙摻技術(shù)不會增大干燥收縮。
(7)膨脹劑:在地下室和防水工程中,砼中摻加適量的膨脹劑可以起到收縮補償作用,有利于防止裂縫。
(8)養(yǎng)護時間和方法:砼澆筑面受到風吹日曬,表面干燥過快,產(chǎn)生較大的收縮,受到內(nèi)部砼的約束,在表面產(chǎn)生拉應力而開裂。如在砼終凝之前進行早期保溫、保濕養(yǎng)護,對減少干燥收縮有一定作用。 [科]