混凝土裂缝控制技术详解
混凝土裂缝控制技术详解
混凝土裂缝是建筑工程中常见的质量问题,不仅影响结构的耐久性和安全性,还可能引发渗漏等使用功能问题。控制混凝土裂缝需要从材料选择、配合比设计和施工工艺等多个环节进行综合考虑。本文将详细介绍从混凝土材料角度出发的裂缝控制技术,包括原材料要求、配合比设计要点以及施工过程中的关键控制措施。
主要技术内容
原材料要求
- 水泥
- 必须采用符合现行国家标准规定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,水泥比表面积宜小于350m2/kg。
- 水泥碱含量应小于0.6%,不得掺加窑灰。
- 水泥的进场温度不宜高于60℃,不应使用温度大于60℃的水泥拌制混凝土。
- 粗骨料
- 应采用二级或多级级配粗骨料,堆积密度宜大于1500kg/m3,紧密密度的空隙率宜小于40%。
- 骨料不宜直接露天堆放、暴晒,宜分级堆放,堆场上方宜设罩棚。
- 高温季节,骨料使用温度不宜大于28℃。
- 减水剂
- 应采用聚羧酸系高性能减水剂,并根据不同季节、不同施工工艺分别选用标准型、缓凝型或防冻型产品。
- 高性能减水剂引入混凝土中的碱含量(以Na2O+0.658K2O 计)应小于0.3kg/m3。
- 引入混凝土中的氯离子含量应小于0.02kg/m3。
- 引入混凝土中的硫酸盐含量(以Na2so4计)应小于0.2kg/m3。
- 粉煤灰
- 应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596 的规定。
- 粉煤灰的级别不应低于Ⅱ级,且粉煤灰的需水量比应不大于100%,烧失量应小于5%。
- 严禁采用C类粉煤灰和Ⅱ级以下级别的粉煤灰。
- 矿渣粉
- 应符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046 的规定。
- 矿渣粉的比表面积应小于450m2/kg,流动性比应大于95%,28d 活性指数不宜小于95%。
配合比要求
混凝土配合比应根据原材料品质、混凝土强度等级、混凝土耐久性以及施工工艺对工作性的要求,通过计算、试配、调整等步骤选定。
混凝土最小胶凝材料用量不应低于300kg/m3,其中最低水泥用量不应低于220kg/m3。配制防水混凝土时最低水泥用量不宜低于260kg/m3。混凝土最大水胶比不应大于0.45。
单独采用粉煤灰作为掺合料时,硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的35%,普通硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的30%。预应力混凝土中粉煤灰掺量不得超过胶凝材料总量的25%。
采用矿渣粉作为掺合料时,应采用矿渣粉和粉煤灰复合技术。混凝土中掺合料总量不应超过胶凝材料总量的50%,矿渣粉掺量不得大于掺合料总量的50%。
配制的混凝土除满足抗压强度、抗渗等级等常规设计指标外,还应考虑满足抗裂性指标要求。有条件时,使用温度——应力试验机进行抗裂混凝土配合比的优选。
施工要求
- 大体积混凝土施工前,宜对施工阶段混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行计算,确定施工阶段混凝土浇筑体的温升峰值,里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控的技术措施。一般情况下,温控指标宜不大于下列数值:
- 混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值为40℃;
- 混凝土浇筑体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)为25℃;
- 混凝土浇筑体的降温速率为2.0℃/d;
- 混凝土浇筑体表面与大气温差为20℃。
- 超大体积混凝土施工,应按设计要求留置变形缝,当设计无规定时,宜采用下列方法:
- 后浇带施工:后浇带的设置和施工应符合现行国家有关规范的规定;
- 跳仓法施工:底板分段长度不宜大于40m,侧墙和顶板分段长度不宜大于16m。跳仓间隔施工的时间不宜小于7d,跳仓接缝处按施工缝的要求设置和处理。
在高温季节浇筑混凝土时,混凝土入模温度应小于30℃,应避免模板和新浇筑的混凝土直接受阳光照射。混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不应超过40℃。混凝土成型后应及时覆盖,并应尽可能避开炎热的白天浇筑混凝土。
在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时,应采取适当挡风措施,防止混凝土失水过快,此时应避免浇筑有较大暴露面积的构建。雨期施工时,必须有防雨措施。
混凝土养护期间应注意采取保温措施,防止混凝土表面温度受环境因素影响(如暴晒、气温骤降等)而发生剧烈变化。养护期间混凝土浇筑体的里表温度不宜超过25℃、混凝土浇筑体表面与大气温差不宜超过20℃。大体积混凝土施工前应制定严格的养护方案,控制混凝土内外温差满足设计要求。
混凝土的拆模时间需考虑拆模时的混凝土强度外,还应考虑到拆模时的混凝土温度不能过高,以免混凝土接触空气时降温过快而开裂,更不能在此时浇凉水养护。混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆模。一般情况下,结构或构件混凝土的里表温差大于25℃、混凝土表面与大气温差大于20℃时不宜拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。
技术指标
工作性、强度、耐久性等满足设计要求,抗裂性与所使用的试验方法有很大关系,主要有以下方法:圆环抗裂试验、平板法、平板诱导试验早期抗裂试验。
适用范围
适用于各种混凝土结构工程,如工业与民用建筑、隧道、码头、桥梁及高层、超高层混凝土结构等。