泵送混凝土工艺施工裂缝的成因和防治措施-建筑论文

水泥水化过程中产生大量的热量，每克水泥释放出502J的热量，如果以水泥用量350～550kg/m3来计算，每立方米混凝土将放出17500～27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升高，在浇筑温度的基础上，通常升高35℃左右。如果按着我国施工验收规范规定浇筑温度为28℃，则可使混凝土内部温度达到65℃左右，在没有降温措施或浇筑温度过高，混凝土内部温度有时还会更高。水泥水化热在1～3d可放出热量的50%，由于热量的传递、积存，混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3～5d，因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。温度应力和温差成正比，温差越大，温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土抗拉强度)时，就会产生裂缝，一般认为混凝土内外温差超过25℃，极易产生温度裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3～5d，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。混凝土内部的温度与混凝土浇筑厚度及水泥品种、用量有关。混凝土分仓越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。
2．防治措施
防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是合理进行混凝土分层分块，并在混凝土原材料及配合比选用、泵送混凝土浇筑工艺等方面控制混凝土内部和表面的温度差。
（1）合理进行混凝土分层分块
混凝土浇筑前，应根据结构物结构尺寸、仓面大小及约束情况等合理进行混凝土浇筑的仓面划分，保证分层分块满足设计及规范要求，大体积混凝土分层分块不宜过厚过大，以避免产生温度裂缝。
（2）混凝土原材料和配合比的选用
①水泥品种选择和水泥用量控制：大体积钢筋混凝土施工宜选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。根据大量试验研究和工程实践表明，每立方混凝土的水泥用量增减10kg，其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。因此，为更好的控制水化热所造成的温度升高、减少温度应力，可以根据工程结构实际承受荷载的情况，对工程结构的强度和刚度进行复核与验算，并取得设计单位的同意后，可用60d或90d抗压强度代替28d抗压强度作为设计强度。最后，为减少水泥水化热和降低内外温差，宜将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下，如果强度允许，尽量考虑采用掺加粉煤灰来调整。
②掺加掺合料：混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315mm以下的细集料达到占15%的要求，从而改善了可泵性。同时，依照大体积混凝土所具有的强度特点，初期处于较高温度条件下，强度增长较快、较高，但是后期强度增长缓慢。掺加粉煤灰后，其中的活性Al2O3、SiO2与水泥水化析出的CaO作用，形成新的水化产物，填充孔隙、增加密实度，从而改善了混凝土的后期强度。但是值得注意的是，掺加粉煤灰混凝土的早期抗拉强度和极限变形略有降低。因此，对早期抗裂要求较高的混凝土，粉煤灰掺量不宜太多，宜在10%～15%以内。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。掺加粉煤灰的水泥混凝土的温度和水化热，在1～28d龄期内，大致为：掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%，可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。