夏季施工高性能混凝土裂纹分析与控制.pdf

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呈Q!垒堡篁!鱼塑【璺箜!箜塑)洹酉建挝趣王筮莶夏季施参乙千川出工高性能混凝土裂纹分析与控制●何俊骚重庆市建筑科学研究院。重庆市400020摘要：为了确保夏季高性能混凝土质量．如何在夏季施工当中保证混凝土的耐久性，从而提高结构物的使用年限．本文重点讲述高性能混凝土裂纹分析与控制。关键词：高性能混凝土夏季裂纹根据铁道部科技基[2005]lOl号文发布的《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》和《铁路混凝土耐久性设计暂规》要求，客运专线桥梁设计使用年限100年，而夏季施工当中，如何保证高性能混凝土的施工质量，本文针对高性能混凝土的特点和夏季施工中容易产生的不良后果进行分析，并做出相应的施工措施。1高性能混凝土的概念我国把高性能混凝土定义为：高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，是以矿弋性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求对特殊性能有重点的加以保证。2夏季高性能混凝土施工中存在的问题分析及处理措施2．1水泥水化热引起的温度应力和变形水泥在水化过程中产生大量的热量。当混凝土内部与0面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。当这种应力超过混一，。’!内外的约束力时，就会产生裂缝。当混凝土越厚，水泥的用量越，勺i≯礓度就越高，因而引起裂缝的可能性也愈大。下面从几个方面。乏：¨i性能混凝土的温度控制。(1)混凝土的出机温嵯。夏季施工混凝土拌合时，应根据头际情况，采用对水降温措施保证混凝土一机温度，同时应该对砂石I才料必须采取遮阳棚，避免太阳的照射，防l}：一。石材料的温度过高，水泥要有充分的降温时间．另外，水的比热较大j：用低温的水，混凝土的出机温度容易控制在30℃以下，当混凝土温l，迢过30qC是应该采用加冰等方式降低水澍，保证混凝土的出机温度。(2)混凝土的+、{j温度：运牟6过程雳’}注过程j“昆凝土的物理升温影响并不大，主要董7¨!m还是混凝土的出机汪0，但也要注意运}{：口浇注时间不宜过长，叭_过长混凝土的水化热会．。，．响混努土的泓一。(3)混凝土水住热。混凝土的水七曩。{度j：-．1有钳大关系，温度越高混凝土的水化越快，水泥在水_0过程。‘：．、的热量，使混凝土内部的温度升高，在1—3d放出卜1'专芒．．。·：．j-，半。夏季施工中混凝土内部的最高温度多数发爿1t一巍．--!，混凝土内部的温度与混凝土的厚度5≮泥的用ij卜、，}㈠；【：世，人模温庐越高，水泥的用量越大，内部H．’-蔓就越高‘，i『l掺-"j、。量．IJ粉煤灰来降低水泥用量，并采用缓凝型wj(剂及降一一、漠温匹史水泥水化变缓，可以有效的控制混凝土温度峰i。(4)混凝土的降温。混凝土在夏季施工中由于芯部温度过高，容易产生混凝‘芯部、表层、环境的温差过大，内部与表面温差过大时，就会产生温度应和温度变形。温度应，’J与温差成正比。当这种应力量过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。可采用在混凝土内部埋设冷却水管来降低混凝土芯部温度来降低混凝土在水化过程中的温度峰值。冷却水管的采用是根据现场情况设置内循环水，．，一般采用水平及垂直lm左右的网状设置。循环水的流量要根据埋设的测温元件监测到混凝土的温度来定，保持混凝土的芯部温度不超过65℃，芯部、表层、环境温度不超过20℃。2．2内外约束条件的影响大体积混凝土因温度变化而产生变形也要受到不同程度的约束，限制其变形，因而产生了约束应力。当混凝土表面温度下降时，混凝土内部由于水泥的水化热形成中心温度高，热膨胀大，因而在中心产生压应力，在表面产生拉应力，若拉应力超过混凝土的抗拉值和钢筋的约束·48·作用时会产生裂缝。2．3外界气温变化的影响大体积混凝土在施工阶段，常受外界气温变化的影响。混凝土内部温度是由水泥水化热的绝热温度、浇筑温度和混凝土的散热温度三者的叠加。一般而言，外界气温越高，混凝土的浇筑温度也愈高。当气温下降，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，因而会造成温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。除了使用冷却水管降低混凝土芯部温度以外，还应避免用温度过低的水直接浇淋混凝土养护，使混凝土表面温度骤然下降，形成混凝土表面和芯部温差过大，使混凝土产生裂缝。2．4混凝土的收缩变形塑洼收缩裂缝发生在混凝土硬化之前，混凝土仍处于塑性状态。它的产生主要是上部混凝土的均匀沉降受到限制，如遇有钢筋或大的t昆凝土骨料，或者平面面积较大的混凝土，其水平方向的减缩比垂直方向更难时，这样就会形成不规则的深裂缝。这种裂缝通常是互相平行的，并且有相当的深度。这种裂缝不仅发生在：匕体积混凝土之中，而且平面尺寸较大、厚度较薄的结构构件也会出现t砷裂缝。防止出现这种裂缝的最好办法是，连续浇筑与修整抹面，并』即养护，保护混凝土防止风吹日晒。2．5混凝土的体积变形混凝土终凝以后会发生体积变化，即可能收缔‘也可能膨胀。温度较高，水泥用量较多，自身体积变形将趋于增大。所以在混凝土配合比的选配上要注意降低水泥用量，使用高效减水剂，降低混凝土的水胶比，添加适量的粉煤灰。这样可以减少混凝土的收缩，避免收缩产生的裂缝。2．6f燥收缩混凝土中的80％水分要蒸发，约20％的水分是水泥硬化所必需的。而最初失去的30％自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的继续干燥而使20％的吸附水逸出．就会出现干燥收缩。由于表面的干缩受到中心部位混凝土的约束，因而在表面产生拉应力而出现裂缝。这里要特别注意施工完后要及时采用覆盖洒水养护，保持混凝土表面湿润，及时的补充混凝土的水分，防止混凝土的干缩。2．7混凝土匀质性的影响混凝土拌和或浇筑时，由于坍落度不同，或采用的外加剂一再同．石子粒径或品种不同，以及振捣的密实度不同，都会影响混凝土的匀质性。由于匀质性的不匠．，造成混凝土的弹性模量不均匀，因而在收缩变形过程中导致应力集中，引起裂缝。这里配合比的优化及施工过程控制尤其重要：(1)配合比的优化选择。配合比的设计要注意以下几个性能：①混凝土的工作性能要好，无泌水、离析现象，同时要选择合适的坍落度，一般承台墩身等结构物宜选择140～180mm；②混凝土的和易性要好，粘聚性要好，不泌浆等，并要注意选择混凝土合适的砂率这样可以保证混凝土的均匀性；③凝结时间要合适，根据施工的需要混凝土的夏季施工不宜过短，一般选择大于300min较合适，这样可以避免施工中混凝土分层中，时间过长造成上层混凝土初凝后，下层混凝土不易和上一层混凝土不融合的不均匀性。(2)施工过程控制：严禁过捣或欠捣。过捣会造成混凝土离析分层；欠捣也能让混凝土不密实和不均匀。一般以混凝土表面出现浮浆，不出现明显气泡为止。并在下一层的捣固中捣固棒要插入上一层混凝土，保证上下层混凝土的匀质性。3结束语高性能混凝土的夏季施工虽然问题较多，但只要仔细分析产生问题的原因，针对不同的问题，提出相应的处理措施，高性能混凝土夏季施工易产生的裂缝是可以得到有效控制的。