简述大体积混凝土防裂技术措施有哪些

Question

如题所述

Answer 1

关于商品混凝土的养护 深圳市鸿生建材有限公司-宁靖

一、目前商品混凝土养护的现状。
1、商品混凝土裂缝是普遍存在，而且难以解决的问题。因为传统观念阻碍了对混凝土水化硬化初期裂缝形成和发展过程的研究。
2、目前大多数的施工单位都存在一种这样的思想，也就是说：使用了搅拌站的商品混凝土，那么所有与混凝土有关的质量问题都由搅拌站来负责，与己无关。因此，对商品混凝土的使用经常是既不按规范施工，也不按规范进行养护。
几乎没有施工单位按照规范要求对商品混凝土进行养护，也不配备相关的人员、材料和设施，这是造成目前商品混凝土开裂多、投诉多、争议多的主要因素，也严重影响了工程质量。
3、国家标准对商品混凝土提出的养护要求。
根据国家标准《GB 50164-92 混凝土质量控制标准》第四章第六节 第39-40页，明确提出：浇筑后的混凝土是混凝土施工中的一个重要环节，养护的好坏直接影响到混凝土的强度与质量，因此，施工（生产）单位在施工（生产）前，应对其施工（生产）对象，根据所采用的原材料以及混凝土性能要求，提出切实可行而又能保证混凝土强度与质量的养护方案，并将其列为质量管理制度的内容，并应随时检查其执行情况。
二、起始养护时间对控制商品混凝土早期收缩的重要性。
1、 对不掺用减水剂的普通混凝土而言，早期收缩很小，早期的洒水养护主要是使水泥充分水化，保证混凝土强度的发展，因此，我国混凝土结构工程施工质量验收规范的规定，混凝土的起始养护时间是浇筑后12小时以内。
2、对大量掺用减水剂的现代商品混凝土，经相关试验证明，初凝后8小时内的收缩急剧增加，而在实际工程中最大量、大体积的楼板裂缝也主要出现在混凝土初凝后几小时以内，因此，掌握好起始养护时间是控制商品混凝土早期收缩裂缝的关键。如果继续按照浇筑后等12小时再进行洒水养护，就失去了控制早期收缩裂缝的产生最佳时间，从早期收缩裂缝控制来讲，将失去了任何的作用。但目前大部分的施工单位仍然习惯于传统的施工养护经验，没能根据现在商品混凝土的特点，即在混凝土刚初凝时（表面失水前），就采取合理养护措施，有效降低收缩，减少开裂。

三、商品混凝土需要及时而充分的湿养护。
1、所谓及时养护主要是：在混凝土的表面没有失水前，就进行养护。
在实际操作过程中，要掌握及时养护有一定的困难，往往需要根据混凝土拌合物性能、气候等情况来确定（一般在混凝土刚初凝时，就要进行湿养护），如果在养护时表面已出现失水现象，则需要在养护前，就对表面因失水造成的缺陷先行进行处理，再养护，以保证养护的效果。
2、所谓充分养护，主要是：要保证在整个规定的养护期间，混凝土都不能失水，不失水就是养护充分的；否则，失水就是养护不充分的。混凝土养护越充分，那么混凝土存在的缺陷就少；混凝土养护不充分，那么混凝土存在的缺陷就多。但目前大部分的施工单位对混凝土的养护都是在浇筑后第二天开始洒水，每天2—5次，这样，养护既不及时也不充分，造成裂缝就很多。
四、湿养护7天期间内，各阶段对商品混凝土养护的影响。
1、根据试验数据和生产经验总结, 商品混凝土的7d强度大概是28d强度的（65%～85%) , 因此规范要求湿养护7天是合理的，最好能保持7天都不失水。
根据我们的生产经验，在这7天中, 时间越靠前, 混凝土越容易失水, 越容易形成缺陷, 防止失水也越重要。
2、 3d强度大概是28d强度的(45%～60% ), 所以前3天防止失水尤为关键。前3天如果不失水, 那么之后继续浇水保湿至7天, 从工程实际来看, 效果都不错。
3、第一天是非常关键，如果第一天失水过多, 所造成的缺陷可能以后都很难弥补。
4、我们发现有的工地，第一天不注意保养, 第二天才开始蓄水养护, 养护结束以后, 板面还是有很多的裂缝，分析其原因：
是因为第一天已经有了裂缝的产生，这说明第一天的不养护导致比较粗大的毛细孔已经形成，很难愈合。
所以，湿养护7天, 关键在于前3天, 最关键的是第1天，因此，我们不管用什么方式保养, 都要保证第1天不出现失水的现象。
五、混凝土二次抹压的重要性。

1、一次抹平。
混凝土浇筑振捣密实后, 为了保证表面的平整度, 必须马上用木抹子将表面抹平, 称为“一次抹平”。
2、二次抹压。
一次抹平后, 如果不立即进行混凝土的养护措施, 那么到混凝土初凝前, 必须至少再抹一次, 这次不只是抹平, 还要“压”, 将混凝土表面抹压密实（将混凝土内部的泌水通道、毛细管道，进行抹压、消除掉。）, 称为“二次抹压”。
二次抹压的主要作用有3点：
1）、消除混凝土的表面缺陷、混凝土内部的泌水通道（即毛细管道）及早期的塑性裂缝。
2）、提高混凝土表层的密实度。
3）、表层密实度提高后, 减缓了混凝土内部水分迁移、蒸发的速度, 提高了混凝土的抗裂能力。
3、从一次抹平到二次抹压, 是混凝土逐渐初凝的过程。
4、裂缝的形成。在较长的一段时间，只要环境相对湿度低于100%, 混凝土表面就会失水, 内部形成缺陷-毛细管道。这些缺陷不消除, 在混凝土表面继续失水的情况下, 孔道就会进一步加深, 裂缝进一步扩展, 出现开裂，严重者会造成贯穿性裂缝，导致楼层漏水。
5、我们发现, 在湿养护不够及时、不够充分的情况下(例如传统湿养护) , 只有一次抹平而没有二次抹压, 混凝土的开裂将很严重。
实施二次抹压后, 开裂程度大大减轻。因此, 除非实施即时养护, 使混凝土表面不能生成失水缺陷, 否则二次抹压工艺是必须的。
6、传统的抹刀手工抹压。
在二次抹压工艺中, 现在往往习惯于抹刀手工抹压, 不仅效率低, 力度也不够，当缺陷由表及里发展较深时, 将很难消除。 7、圆盘式抹光机。
二次抹压最好采用圆盘式抹光机, 消除表面缺陷（及混凝土内部的泌水通道）与密实表层的作用比抹刀好, 效率也高。
8、二次抹压后,必须立即对混凝土进行充分的湿养护, 以避免混凝土再次失水，只有这样, 才能保证混凝土早期水化良好, 提高硬化混凝土的质量, 为混凝土耐久性的提高打下早期质量基础。
六、总结
因此，只要按照施工规范严格施工，对混凝土表面进行二次抹压工艺，实施及时而充分的保湿养护，可以很大程度上减少混凝土裂缝的产生，从而在一定程度使混凝土裂缝得到有效的控制。技术QQ交流：465427504，QQ群：混凝土论坛及技术交流 241904460
七、参考文献
1、作者，宁靖，广西大学化学化工学院本科毕业，在职在读研究生，混凝土高级工程师，从事建筑、建材行业10多年工作。
2、中华人民共和国国家标准《GB-50164-92 混凝土质量控制标准》，国家技术监督局及中华人民共和国建设部联合发布
3、《商品混凝土主体结构早期裂缝成因及控制》，作者：李志英等。

Answer 2

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。
　　在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

　　1 裂缝的原因
　　混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格(如碱骨料反应)，模板变形，基础不均匀沉降等。
　　混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6～1.0)×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2～2.0)×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

　　2 温度应力的分析
　　根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：
　　(1)早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。
　　(2)中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
　　(3)晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。
　　根据温度应力引起的原因可分为两类：
　　(1)自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。
　　(2)约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。
　　这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。
　　要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。

　　3 温度的控制和防止裂缝的措施
　　为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
　　控制温度的措施如下：
　　(1)采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；
　　(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；
　　(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；
　　(4)在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；
　　(5)规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；
　　(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；
　　改善约束条件的措施是：
　　(1)合理地分缝分块；
　　(2)避免基础过大起伏；
　　(3)合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；
　　此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
　　在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。
　　加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。
　　为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：
　　(1)混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。
　　(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。
　　(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。
　　(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。
　　(5)提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。
　　(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
　　(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。
　　(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
　　(9)掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.
　　许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。本回答被提问者和网友采纳