混凝土抗開裂技術方案

1、第 頁混凝土抗開裂技術方案提高混凝土抗裂、抗?jié)B、強度，對保證混凝土工程的施工質量至為重要，選擇一種高性能混凝土及與之相應配套的施工技術，以指導施工；解決大體積混凝土施工的散熱、熱脹開裂等施工技術難題；從結構設計、混凝土原材選擇、外加劑、配合比設計及施工工藝等方面入手，尋求保證混凝土施工質量的最佳方法、措施。根據我們的研究成果，在混凝土澆搗過程中容易產生較大的水化熱，從而引起附加溫度應力，由于混凝土收縮產生收縮應力。當附加的溫度應力或收縮應力大于混凝土的抗拉強度時就會產生裂縫。10.4.1 混凝土裂縫控制計算理論對于混凝土受外約束產生溫度和收縮裂縫問題，在計算理論方面，國內已有不少研究。目前，工

2、程界一般根據下列混凝土裂縫間距計算公式控制伸縮縫間距:L=1.5( EH/Cx)1/2 arcosh(| T|/(| T|- P)其中: H板或墻的計算厚度或高度P-混凝土極限拉應變E-混凝土的彈性模量Cx-地基對混凝土的約束系數-混凝土的線膨脹系數T-綜合溫差由上式可見，溫差和收縮絕對值很重要，一般 T大于P,如果 T趨近于P，則arcosh+, 混凝土無需收縮縫。這就需要想辦法降低溫差和混凝土收縮。公式中Cx 一般為常量，但嚴格講， Cx不是常數，剪應力與位移也并不是線性關系，我們對此關系進行了深入研究，提出了新的計算公式，更能反映事物的本質。我們知道，地下結構混凝土板一般受溫度應力和收縮

3、應力的雙重作用，在工程中一般采用綜合溫差概念，即T=T1+T2, 其中T1為混凝土水化熱最高溫度與環(huán)境平均氣溫之差。T2 為混凝土收縮當量溫差，其計算公式為:T2(t)= y( t)/ 其中， y(t)= y0 M1 M2M10(1-exp(-0.01 t)y0最終收縮，標準狀態(tài)下y0=3.24E-4M1M2M10考慮各種非標準條件下的修正系數。由于混凝土早期（1015d）的極限拉伸很低，一般p=21E-4( 考慮徐變)，加上早期水化熱引起的溫差很大，因而混凝土施工期間很容易出現裂縫。10.4.2 混凝土裂縫控制為了防止裂縫開展，著重從控制溫升，減少溫度應力方面采取一系列技術措施。這些措施不是

4、孤立的，而是相互聯系相互制約的，施工中結合工程實際考慮，合理采用。(1)配合比設計1）水泥選用原則在混凝土施工中，水化熱引起的溫升較高，降溫幅度大，容易引起溫度裂縫，為此，在施工中選用水化熱較低的水泥及盡量降低單位水泥用量。一般來說水泥用量每增減10kg/m3，溫度也相應升降1C。并充分利用水泥的富余活性及混凝土的后期強度。2）外加劑加入粉煤灰，改善混凝土工作性能和可泵性，延長初凝時間，便于施工澆筑。另外借助摻加粉煤灰推遲和減少發(fā)熱量、延緩水泥水化熱的釋放時間、降低溫度升值，減少產生溫度裂縫的趨向。加入木質素磺酸鈣，可以減少混凝土拌合用水（10%左右），節(jié)約水泥（6%左右），從而降低水化熱、減

5、緩水化反應速度、推遲初凝時間、減緩澆筑速度和強度，以利散熱。3）粗細骨料粗骨料級配要合理，盡量增大骨料粒徑，減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少；施工時加強振搗作業(yè)，石子要求針片狀少，超規(guī)少，顆粒級配符合篩分曲線要求。細骨料采用中、粗砂，避免采用細砂。中粗砂比細砂每m3 混凝土減少用水量2025kg，水泥也相應減少235kg,從而降低混凝土的干縮。砂石料含泥量的控制。砂、石含泥量超過規(guī)定，不僅增加了混凝土收縮，同時有降低了混凝土的抗拉強度，對混凝土的抗裂是十分不利的。(2)控制混凝土的出機溫度及澆灌溫度混凝土的出機溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂的溫度次之。因而在氣溫較高時，為防止太陽的直

6、接照射，砂石堆場設置遮陽蓬，必要時噴射水霧。(3)混凝土施工混凝土施工分層、分段對稱連續(xù)澆筑。加強振搗確?；炷恋拿軐嵍?。(4)養(yǎng)護注意保溫保濕養(yǎng)護。澆筑完后，立即澆水養(yǎng)護，并蓋上塑料布及草簾子。(5)施工縫處理措施1）在縱向施工縫中間設遇水膨脹縫，解決新、老混凝土收縮等因素造成的開裂；2）在新、老混凝土界面上涂刷粘接材料，增加兩者之間的粘結力減少結構開裂。10.4.3 大體積、大面積混凝土施工控制(1)工藝特點1）大體積、大面積混凝土裂縫是大體量混凝土水泥水化熱所產生的溫度收縮變形導致的裂縫，而必須予以控制。2）采用“綜合溫控措施”為混凝土抗裂提供了依據。3）用高效緩凝劑提高泵送混凝土的可泵

7、性和早期強度，從而提高混凝土早期抗裂強度，改善了混凝土的抗?jié)B性、緩凝性，滿足大體積、大面積混凝土施工和技術要求。4）采用商品混凝土泵送技術，保證混凝土燒搗的連續(xù)性。減少了施工工序之間的交叉。降低了施工難度。加快施工進度。(2)工藝原理1）大體積混凝土澆灌過程中，由于散熱條件差，水化熱積聚造成的溫升，內外溫差和降溫引起混凝土體積變化，由于約束的存在不能自由變形而出現了溫度應力，溫變應力超過混凝土的抗拉強度時就出現裂縫，溫度裂縫常是貫穿性的，給結構和使用帶來危害。在大體積混凝土施工中，通常采用控制水化熱溫升、溫差、降溫梯度，減小約束，增強結構抵抗溫度裂縫的能力來加以解決。2）大面積混凝土澆灌過程中

8、，散熱條件較好，水化熱引起的溫度應力影響不大，而硬化過程中混凝土的收縮則在約束條件下形成收縮應力（在大體積混凝土施工時，折算為“當量溫差”考慮），也會導致裂縫。施工時常采用優(yōu)化配合比或采用“補償收縮” 混凝土(UEA)或使在硬化過程中處于潮濕環(huán)境，減少收縮值，以控制裂縫的發(fā)展。3）大體積混凝土通過熱工計算預測其中心溫度、降溫梯度當量溫差及其溫度應力，制定溫控措施。4）大體積混凝土、大面積混凝土控制溫度（或收縮-當量溫差）裂縫的主要途徑是采取優(yōu)化配合比降低混凝土的水化熱和收縮值、改善約束條件、避免應力集中的影響和采用保溫蓄熱養(yǎng)護改善硬化過程的環(huán)境條件等措施。(3)施工要點1）合理選用原材料，采用

9、“雙摻法”優(yōu)化配置比設計，盡可能降低混凝土的水化熱，并有適宜的早期強度和較好的施工性能，（初凝時間不少于6h，坍落度控制在1214cm，保證有良好的可泵性、泌水小、流淌斜度相對較小等）。2）在設計允許條件下，視工程情況留置后澆帶。減少混凝土的體積，使溫度應力和收縮應力相應減少，抗裂強度得到改善。3）選擇合理的澆灌工藝，在規(guī)定的區(qū)段內保證連續(xù)澆灌。(A)選擇合理的澆灌路線，按斜面分層推進，確定每層的厚度及在初凝之前能被新澆混凝土覆蓋的單位時間需要入模的混凝土量，確定混凝土供應量及必要的設備投入，防止“冷縫”。(B)夏季應采用降低原材料入機溫度，混凝土輸送管上加濕草袋覆蓋,噴水降溫等措施，降低混凝

10、土入模溫度。(C)把握兩次振搗時機，消除沉縮裂縫；作好初凝之后終凝之前的表面壓抹消除表面裂紋。消除在降溫階段出現應力集中的隱患。4）采用微機監(jiān)測，及時提供水化熱溫升及內外溫差和降溫梯度信息，以便確認或調整施工措施,使混凝土在硬化階段得到良好的保溫蓄熱養(yǎng)護，以利控制溫度裂縫。5）大面積混凝土主要是控制收縮應力(A)注意兩次振搗消除沉縮裂縫，大面積混凝土面作好初凝后終凝前的壓抹消除表面裂縫。(B)墻體澆灌在結束部位注意抽排浮漿，避免在結構中存在易開裂、低強度、高收縮等薄弱部位。(C)特別要加強保濕養(yǎng)護。10.5 新材料的應用(1)水泥基滲透結晶型防水涂料水泥基滲透結晶型防水涂料是一種環(huán)保型高分子化

11、學材料，能沿著水分穿透及深入混凝土內的毛細管地帶，多種不同的化學劑混合反應形成晶體，將毛細管及裂縫封閉并驅走水分。當沒有水時，涂料的活性成分會保持靜止狀態(tài)，但當再與水分接觸時，上述的化學反應及封閉過程便會重復發(fā)生，而且會更深入混凝土內。涂料施工方便，并在表面受損的情況下，其防水及化學特性仍能保持，抗靜水壓方面完全有效，并不會因撕裂、穿刺而析離；能抵受化學劑入侵，保護混凝土及鋼筋，是一種理想的新型防水材料。(2)混凝土養(yǎng)護液混凝土養(yǎng)護液是硅酸鹽無機高分子親水性新型涂料，噴灑在混凝土表面，很快形成一層致密的薄膜，阻止內部自由水過早蒸發(fā)以達到自養(yǎng)的目的，是現澆混凝土的理想護液，能提高混凝土表面的抗壓、抗折、抗?jié)B強度及增強表面硬度。和傳統(tǒng)的灑水養(yǎng)護相比，工效高，縮短