低溫條件下混凝土施工的裂縫控制

發(fā)布時間：2020-01-10 15:33:46 作者：新型建機

混凝土在低溫條件下施工是國內(nèi)外普遍重視的技術(shù)課題之一。混凝土施工時日平均溫度在5℃以下或低溫度在一3℃以下都被稱為低溫混凝土施工即“混凝土冬季施工”。根據(jù)混凝土的抗凍理論，當(dāng)混凝土的早期強度低于 5 MPa(臨界強度)時受凍，將惡化混凝土的物理 一力學(xué)性能和建筑一技術(shù)性能，產(chǎn)生裂縫。

1 冬季混凝土裂縫按形成時期分類

混凝土的裂縫按形成過程的時間可分為下面三類。 
1.1 初期裂縫 

初期是指澆筑后的升溫期。在此期間，由于水化熱使得混凝土澆筑后 2～3 d溫度急劇上升，內(nèi)熱外冷引起“自約束應(yīng)力”，超過混凝土抗拉強度即引起初期裂縫。可采用控制溫差 20℃辦法來控制初期裂縫。 
1.2 中期裂縫 

中期是指水化熱降溫期。當(dāng)水化熱升溫到達(dá)峰值之后逐漸下降，水化熱散盡使結(jié)構(gòu)物的溫度接近于周圍氣溫。此期間結(jié)構(gòu)物冷縮(另外還增加干縮)引起“外約束應(yīng)力”，超過混凝土抗拉強度便引起中期裂縫。 

1.3 后期裂縫 

后期是指“準(zhǔn)穩(wěn)定期”。當(dāng)混凝土接近周圍氣溫之后即保持相對穩(wěn)定，隨季節(jié)溫度和日溫度而變化。有的工程由于受到生產(chǎn)上的散熱作用有的暴露在外面的混凝土受凍引起裂縫，在此期間還有干縮作用。這些稱作后期裂縫。 

根據(jù)以往大體積混凝土基礎(chǔ)施工經(jīng)驗，混凝土的表面裂縫占90%；裂縫寬度小于 0.5 mm的占94%，一般都在 0.1～0.2 mm，裂縫大部分呈垂直方向，少數(shù)裂縫呈水平方向。水平裂縫大部分在施工縫部位。裂縫的長度一般不超過 3～5 m有些斷面單薄窄長的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了貫穿性的裂縫。 

上述裂縫的出現(xiàn)、擴(kuò)展、增加都隨溫度的變化而變化。寒冷季節(jié)中經(jīng)常出現(xiàn)的寒潮襲擊是引起大量表面性裂縫的主要原因。

2 控制冬季裂縫的施工技術(shù)措施

(1)通過保溫，嚴(yán)格控制內(nèi)外溫差，允許溫差為 20℃。 
(2)合理安排澆筑順序以減少溫差，薄層連續(xù)澆筑是個比較好的辦法，如分層大間歇(15~6d)澆筑，則裂縫顯著增加。 
(3)改善混凝土的性能，提高均勻性。控制砂、石骨料的規(guī)格，含泥量，強度等級。力爭避免塌落度波動太大的情況出現(xiàn)。考慮到基礎(chǔ)的荷載需要經(jīng)過數(shù)月至一年才有可能全部施加，所以應(yīng)當(dāng)利用后期強度減低水泥用量，降低水化熱減少收縮，這些是有 利于控制 裂縫的。有些國家，如日本和美國都是提倡利用 90 d強度，這樣不僅有利于控制裂縫，還有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，但對負(fù)荷較早的薄壁受彎構(gòu)件，則不應(yīng)利用其后期強度。 
(4)混凝土的水灰比對混凝土的抗凍性能有決定性的影響。隨著水灰比的增加，抗凍性，抗拉強度和極限拉伸都會降低，適宜的水灰比為0.6～0.65，越小越好。 
(5)可以應(yīng)用預(yù)制板作為混凝土基礎(chǔ)的一部分，使其在早期就具有強度很高的表面層，使混凝土在表面區(qū)，在陡峻的溫度梯度區(qū)具有較高的抗裂度。當(dāng)無條件采用預(yù)制板時，在大體積厚壁結(jié)構(gòu)中加強面層構(gòu)造鋼筋對控制表面裂縫也是有效的。 
(6)在變截面處及薄弱環(huán)節(jié)(配筋弱的地方應(yīng)適當(dāng)增加一些構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片，以提高抗裂性能。 
(7)拆模時間相對于抗裂性能至關(guān)重要，一般為 14～30 d，好不低于30 d，拆模后應(yīng)立即保溫或回填。 
(8)冬季施工要特別重視保溫養(yǎng)護(hù)，保溫養(yǎng)護(hù)可以減小界面溫差及提高抗拉能力。保溫層的效果和質(zhì)量由“放熱系數(shù)”來評定。根據(jù)材料的放熱系數(shù)草袋佳，油布次之，帆布較差。草袋草簾之類材料易得，價格低廉，可大量采用。 
(9)砂層保溫。混凝土工程的側(cè)表面保溫較容易，而相對于上表面的保溫和養(yǎng)護(hù)則不易。因為經(jīng)常有工人操作、支模、放線，上面有層狀材料易損壞。此時上面覆以20～30 em砂層好。在非嚴(yán)寒地區(qū)早期采用濕砂，后期采用干砂，既可保濕又可保持早期的潮濕狀態(tài)，有效地防止裂縫。并可以就地取材，重復(fù)使用，施工方便。 
(10)利用水化熱自我養(yǎng)護(hù)。澆筑混凝土?xí)r的氣溫達(dá)到零度左右，甚至 -5℃時，按照一般混凝土施工規(guī)范應(yīng)停止?jié)仓珜τ?.8 m厚以上的混凝土結(jié)構(gòu)物，在上述溫度條件下完全可以繼續(xù)澆筑，但需要采取必要的保溫措施。這類大體積混凝土可以依靠 自身散發(fā)的水化熱使混凝土強度正常上升，控制裂縫的產(chǎn)生。