恐怕积水泥温控 – 水利施工【澳门游戏平台大全】

探微建筑工程混凝土裂缝成因与治理具体内容是什么,下面本网为大家解答。

下面是本网给大家带来关于泵送混凝土裂缝问题防治措施,以供参考。

绥芬河市五花山水库溢洪道工程

一、施工场地大环境方面

一、泵送混凝土的特点

混凝土配合比设计及温度监测方案

一般的工程施工都在室外进行,室外温度、湿度等受自然控制,施工环境很难做到人工控制,而混凝土和其他物质一样,都存在热胀冷缩的特性,因此,当温度突然出现较大变化的时候,混凝土结构就会随之产生温度变形。建筑结构将会在温度变形下产生一定的温度应力,相应的预防措施还没有进行的时候,当该种应力超过了混凝土本身的抗裂强度时,裂缝就会产生。同时,在施工场地,由于物料保存地点环境恶劣、人为造成灾害较多,比如火灾的发生,造成局部温度的变化,极易给施工质量带来危害,进而造成裂缝的出现。

1.水泥用量较多,为保证混凝土具有良好的可泵性,混凝土中的水泥用量多为350~550千克/立方米。

为了确保黑龙江省绥芬河市五花山水库溢洪道工程中大体积泵送混凝土的施工质量,受黑龙江省水利第二工程处委托,黑龙江省水利科学研究院结构材料研究所根据委托方的技术要求,针对工程实际,研究、设计五花山水库溢洪道工程大体积泵送混凝土的配合比及工程控制措施,为工程提供技术支持和质量保障。

二、混凝土配比方面

2.常添加掺合料,为改善混凝土的性能、节约水泥和降低造价,混凝土中时常掺加粉煤灰、矿渣、滑石粉等掺合料。

各种大型水工建筑物就其尺寸和体积来说,都是大体积混凝土。水工混凝土大体积浇筑时水泥水化热不易散发,混凝土内部易产生温升过高。当混凝土内部的温度与混凝土表面的温度差超过规范规定的上限时,混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的早期抗拉强度时,混凝土就会被拉裂,产生温差裂缝。造成这种结果的主要原因一是混凝土体积大,收缩量大,易产生收缩裂缝。二是混凝土量大,水泥水化热产生的热量大,加之混凝土为热的不良导体,短时间内混凝土内部的热量很难散去,如果降温速度过快,混凝土会产生较大的温差,而大体积混凝土是不可能一起随温差应力作用而变形的,再加之混凝土失水引起的体积收缩变形与混凝土受到地基和其它结构边界条件的约束引起的拉应力的共同作用,易产生有害的温度裂缝。所以大体积混凝土施工的关键问题是控制由混凝土中水泥水化热所产生的混凝土内部温度与外界环境温度之差以及由此产生的混凝土收缩问题,也就是说控制混凝土水化热的释放速率、释放量和混凝土的降温速率问题。对于温度裂缝,应该在设计和施工中加强温度控制和混凝土的质量管理。在工程实际中,一方面是加强施工的温度控制,降低结构的温度拉应力;另一方面是加强混凝土施工的质量控制,提高混凝土的均匀性和抗裂能力。

在进行配比的时候,由于水泥水化热原因,在进行较大体积的混凝土配比时,水泥的大量使用,造成水化热的凝聚,而水化热又不能及时排除,当内外温度相差较多的时候,就会出现裂缝。同时,水泥水化热后会产生过多的水分残留在混凝土材料中形成水泡,就大大地降低了混凝土的抗荷载能力,尤其当出现一些外力作用的时候,就会产生裂缝,造成质量问题出现。

3.砂率偏高、砂用量多。为保证混凝土的流动性、粘聚性和保水性,以便运输、泵送和浇筑,泵送混凝土的砂率一般要比普通流动性混凝土大,约为38%~45%。

大体积混凝土产生裂缝的原因很多,但温度原因是主要的,而且温度裂缝的成因非常复杂,所以大体积混凝土防裂研究通常先从温控着手。从工程实践中已知要降低水工混凝土施工中的水化热必须从控制混凝土的水化温升、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑,结合工程实践采取相应措施。

三、针对建筑施工中混凝土裂缝的治理措施

4.粗骨料最大粒径为满足泵送和抗压强度要求,规范规定粗骨料最大粒径与普通直径比≤1/3。

降低水泥用量,延缓水化热集中释放。选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土,在考虑到实际工程混凝土耐久性及工程要求的条件下尽量选用P·O42.5或P·C32.5及其以上等级的水泥。

1.加强建筑工程施工设计管理

5.水灰比宜为0.4~0.6.水灰比<0.4时,混凝土的泵送阻力急剧增大;水灰比>0.6时,混凝土则易泌水、分层、离析,也影响泵送。

掺加适量掺合料和外加剂,改善混凝土和易性,降低水灰比。针对工程的实际情况,掺加适量掺合料替代水泥,降低水泥用量,同时使用外加剂降低用水量和水灰比,从而达到保证混凝土和易性,降低水化热的目的,并在工程规定的条件下充分利用混凝土的后期强度,采用60天或90天强度验收。

建筑工程施工设计是施工前的重要准备工作,其工作质量的好坏直接影响到施工的质量,因此在进行施工的设计时,一定选择正规的单位进行地质勘测、绘制和设计,不能以降低成本为代价,造成施工设计问题出现。并且在进行施工设计过程中,多进行相关的监督工作,及时发现问题,及时解决问题,从根本上消除不良隐患,避免了后期混凝土裂缝的出现,保证施工质量。

6.泵送剂:多为高效减少剂复合以缓凝剂、引气剂等,对混凝土拌合物流动性和硬化混凝土的性能有影响,因而对裂缝也有影响。

尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料及品质优良的细骨料。

2.加强施工材料的质量和配比保证

二、裂缝原因分析和防治措施

降低混凝土的入模温度。选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土,尽量避开炎热天气浇筑大体积混凝土。

现在的混凝土都是泵送商品混凝土,其对原材料供应有很高的技术要求,另外由于泵送混凝土的流动性要求与抗裂的要求相互矛盾,所以应当选取在满足泵送的坍落度下限条件下尽可能降低水灰比。因此,首先要保证原材料的质量,杜绝从小厂家进行原材料采购,因为其不能保证质量和相关的标准,另外,在施工过程中由于原材料使用量大,在原材料保存过程中,加强对原材料的保管,保证质量。关键在进行配比的时候,一定严格按照要求进行配比,尽量使用水化热低的水泥,满足泵送的坍落度下限条件下尽可能降低水灰比,尽可能减少混凝土裂缝的出现。

1.产生的原因

加强施工中的温度控制。在混凝土浇筑之后,做好混凝土的保温养护,缓缓降温。夏季应避免暴晒,注意保湿,冬季应采取措施保温覆盖,以免产生急剧的温度梯度。必要时采取延长养护时间,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,合理安排施工程序,尽量薄层浇注,控制混凝土在浇筑过程中温度均匀上升,避免混凝土拌和物堆积过大等措施。

3.混凝土浇筑后进行充分的保养工作

水泥在水化过程中产生大量的热量,若按502焦/克的热量释放计算,如水泥按350~550千克/立方米来计算,则释放的热量每立方米为17500~27500千焦的热量,从而使混凝土内部温度升高。如果按照我国施工验收规范规定混凝土浇筑温度为28℃,则可使混凝土内部温度达到65℃左右,如果没有降温措施,混凝土内部温度有时还会更高。水泥水化热在1~3天可放出热量的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3~5天,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,造成温度应力。当这种温度应力超过混凝土的内外约束力(包括混凝土抗拉强度)时,就会产生裂缝。一般认为,混凝土的内外温差超过25℃,极易产生温度裂缝,这种裂缝出现在混凝土浇筑后的3~5天,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。

针对芬河市五花山水库溢洪道工程混凝土的施工,主要进行以下几个方面的工作:
“事前”:按照设计、施工要求设计混凝土配合比,通过混凝土的热力学性能计算验证混凝土配比;“事中”:大体积混凝土浇筑施工过程的温度监测与监控;“事后”:大体积混凝土温度监测数据的整理与分析。

混凝土在浇筑后,要进行及时有效的保养,这也是减少裂缝出现的关键工作环节,可有效地降低混凝土浇筑块体内外的温差值,同时还能降低混凝土块体自身的约束应力。因此在混凝土浇筑后,及时进行保养,夏天要及时进行遮挡和保湿,避免水分蒸发过快出现裂缝;冬季做好保暖养护,平衡内外温度,降低裂缝出现。在雨季的时候,要注意对浇筑混凝土的排水,避免雨水的冲刷,造成混凝土流失,同时预防积水,对混凝土的凝固带来影响,从而造成裂缝出现,因此对浇筑后混凝土进行充分的保养工作,既能减少裂缝的出现,还能保证施工质量。

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。混凝土分层越厚,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,产生裂缝的可能性也越大。

一、绥芬河市五花山水库溢洪道工程大体积混凝土配合比设计

4.对已经存在的裂缝要进行及时处理,防止出现严重质量问题

恐怕积水泥温控 – 水利施工【澳门游戏平台大全】。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。

1设计原则

我们对混凝土的裂缝要采取防治措施,既要预防,又要治理,那么对已经存在的混凝土裂缝问题,应当及时的组织相关人员进行修补,以免病害进一步扩大,进而影响到整个建筑工程的结构的安全性及其使用耐久性。首先,对发现的较小的裂缝,要组织相关施工人员进行灌浆,利用压力设备将预先配置好的适量修补浆液压入到混凝土裂缝位置,通过物理修补法使裂缝闭合,将浆体渗入到裂缝处,防止裂缝继续扩大。再者,将裂缝表面做涂层封闭处理,再利用混凝土材料对细微的裂缝或网状的裂纹可产生的毛细作用,可以将修补的胶液充分地吸收,有效地进行封闭。以上的两种主要针对危害性较小的裂缝进行的处理,而较大的危害裂缝需要进行深度处理,需要将裂缝进行处理,保证裂缝的干燥和清洁,然后利用水泥砂浆和填充材料对建筑工程施工裂缝进行填充和封堵,防止裂缝进一步扩大。

2.防治措施

混凝土配合比的设计及优化应根据大体积混凝土的结构特点和温控要求进行;

百年大计,质量第一,在建筑施工中,永远将质量放在首位,因此,在进行混凝土施工的时候,一定要全面了解其裂缝形成的原因,采取相关措施,杜绝裂缝的出现,加强思想重视和施工技术创新,保证施工质量,确保建筑工程安全使用。

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。

为降低混凝土内部的温升和水化热,宜采用“掺合料取代”或“双掺”技术;

合理进行混凝土分层分块

应满足结构物设计强度的要求,根据其所处环境的重要性,从保证结构安全的角度出发,并考虑到混凝土原材料、拌和、运输、浇筑和养护等的差异进行配合比设计,以满足设计强度的要求;

混凝土浇筑前,应根据结构物的结构尺寸、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大,以避免产生温度裂缝。

应满足工作性能的要求,大体积混凝土,采用泵送方式浇筑施工,混凝土的目标坍落度宜为180~220
mm,试配时必须经多次试拌调整,并保证混凝土拌和物不离析、不泌水,确保新拌混凝土有良好的工作性能。

混凝土原材料和配合比的选用

2 技术要求

水泥品种选择和水泥用量控制:大体积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。在满足强度的条件下,尽可能减少水泥用量,控制在450克/立方米以下,经研究和经验表明,每立方米混凝土的水泥用量增减10千克,其水化热将使混凝土的温度相应升高或降低1℃。

绥芬河市五花山水库溢洪道工程混凝土技术要求见表1。

选择质量优良的粗细骨料:根据结构最小断面尺寸和泵送管道内径,选择合理的最大粒径的粗骨料。天然连续级配的粗骨料可使混凝土具有较好的可泵性,减少用水量、水泥用量,进而减少水化热。例如5~40毫米粒径比5~25毫米粒径的碎石或卵石混凝土可减少用水量6~8千克/立方米,降低水泥用量15千克/立方米,因而减少泌水、收缩和水化热。细骨料采用级配良好的中砂为宜。实践证明,采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂,可减少用水量20~25千克/立方米,可降低水泥用量28~35千克/立方米,因而降低了水泥水化热,混凝土温升和收缩。

表1 混凝土 技术要求

添加掺合料:除了掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂,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,而且能起到润滑作用,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0.315毫米以下的细集料达到占15%的要求,从而改善了可泵性。特别重要的效果是掺加粉煤灰之后,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,如混凝土在1~28天龄期内,掺加20%粉煤灰的水泥混凝土,其温升和水化热约为未掺加粉煤灰的水泥混凝土的80%。可见,添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。

序号

泵送混凝土施工工艺改进控制混凝土出机温度和浇筑温度:对于浇筑温度的控制,规范中有明确规定,高温季节施工时,混凝土最高浇筑温度应≤28℃。降低混凝土的出机温度,最有效的方法是降低原材料温度,根据测温掌握温度变化情况,采用冰水搅拌混凝土,粗细骨料遮阳防晒或洒冷水降温等措施降低混凝土的浇筑温度。除此之外,搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。

混凝土设计指标

改进工艺:振动工艺,对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振动,可排除混凝土因泌水而在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。养护工艺,为了严格控制大体积混凝土的内外温差,确保混凝土质量,减少裂缝,必须切实做好养护工作,养护要做到使混凝土表面经常保持湿润,养护时间为28天。通过养护、保持了适当的温度和湿度条件,降低混凝土表层的温度差,防止表面裂缝。

级配

塑性收缩裂缝

坍落度

1.产生的原因采用泵送混凝土现浇的各种钢筋混凝土结构中,经常出现一种早期裂缝,即塑性收缩裂缝,造成混凝土塑性收缩裂缝的主要原因是混凝土在塑性状态时混凝土表面失水过快造成的,常发生在混凝土板或表面积较大的墙面上,一般长度大约0.2~2米,宽度为1~5毫米,从外观分为无规则网络状和混凝土构件截面变化等规则的形状,深度一般3~10厘米,裂缝在混凝土浇筑后1~3小时内出现。

1

2.防治措施严格控制混凝土单位用水量及水灰比,在满足泵送和浇筑要求时,尽可能减少坍落度;掺加适量、质量良好的泵送剂和掺合料,可改善工作性,减少沉陷;混凝土搅拌时间要适当,时间过短、过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷;混凝土应分层浇筑、振捣密实,振捣时间以10~15秒/次为宜,在混凝土浇筑1~1.5小时后,混凝土尚未凝结之前,对混凝土进行二次振捣,表面要压实抹光;在浇筑混凝土前,对模板进行预湿,混凝土浇筑成型后,采取措施,有利于降低混凝土表面的温度,如覆盖塑料薄膜等,防止因水分急剧蒸发而形成内外硬化不均和异常收缩引起的裂缝。

C25F200

干燥收缩裂缝

16~31.5mm

1.产生原因当混凝土因养护不够,表面水分蒸发过快,混凝土表面收缩加快,受混凝土内部的约束,将在表面产生拉应力,便产生裂缝。水泥水化反应,使混凝土内部和表面形成很大的温差,混凝土抗拉强度不足以抵抗因收缩产生的拉应力时,便产生表面裂缝。

180-220mm

2.防治措施水泥用量的控制,混凝土干燥收缩随着水泥用量的增大而增大,因泵送混凝土的水泥用量偏高,在满足强度质量的前提下,在有可能减少水泥用量时,还是尽可能降低水泥用量。

3 试验依据

用水量控制,混凝土的干燥收缩受用水量的影响很大,在同一水泥用量条件下,混凝土的干燥收缩和用水量成正比,当水泥用量较高的条件下,混凝土的干燥收缩随着用水量的增加而急剧增大。即水灰比越大,干燥收缩越大。因此严格控制泵送混凝土的用水量是减少裂缝的根本措施。

试验严格按照现行国家和行业的有关规程规范进行,使用的主要标准有:

砂率控制:混凝土的干燥收缩随着砂率的增大而增大,但增加的数值不大。泵送混凝土宜加大砂率,使其控制在最佳砂率范围内,可通过理论计算和工程实践确定。

《水工混凝土试验规程》(SL352-2006);

掺合料控制:质量良好,含有大量球形颗粒的一级粉煤灰,由于内比表面积小、需水量少,能降低混凝土干燥收缩值。

《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001);

养护时间和方法控制:混凝土浇筑面表面干燥过快,产生较大的收缩,受到内部混凝土的约束,在表面产生拉应力而开裂。如果混凝土终凝之前进行早期保温养护,对减少干燥收缩有一定作用。

《水工混凝土外加剂技术》(DL/T5100-1999);

综上所述,泵送混凝土,特别是在高强度、大流动性条件下,由于水泥用量多、单位用水量大、砂率高和掺化学外加剂,使混凝土干燥收缩,产生裂缝的潜在危险大,对此必须引起足够重视。为此要按施工要求选择较低坍落度,在满足流动性和泵送性的条件下,使单位用水量降低,在满足强度质量条件下,尽可能降低水泥用量。同时应选用对混凝土干燥收缩影响小的泵送剂,掺加适量膨胀剂,在施工中采用二次振捣,加强抹面和养护也是必不可少的技术措施。

《外加剂》(GB8076-2008);

《混凝土膨胀剂》(JC476-2001);

《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T1346-2001);

《水泥密度测定方法》(GB/T208-1994);

《水泥比表面积测定方法》(GB8074-2008);

《水泥化学分析方法》(GB176-2008);

《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009);

《水泥胶砂强度检验方法》(GB17671-1999);

《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007);

《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》(DL/T5055-2007)。

4 原材料试验

遵循经济适用、就地取材,且符合业主指定的材料范围的原则,组成大体积混凝土的各种材料应尽量有利于降低混凝土发热量的原则。

水泥

水泥水化过程释放热量,每克水泥可产生热量500J左右,而混凝土导热性能较差,大体积混凝土因热量积聚绝热温升可达70℃或更高,当内外温差产生的约束应力超过混凝土抗拉强度时,将导致裂缝,因此避免用高热量水泥,本研究结合工地实际情况采用建设方提供的牡丹江牌P.C32.5复合硅酸盐水泥。试验结果显示,该水泥的各项指标满足国家标准要求。

粉煤灰

大体积混凝土要求水泥用量应在保证混凝土抗压强度的同时,尽可能降低水泥用量,以达到降低水化热的目的,粉煤灰作为大体积混凝土掺合料,其应用技术及理论已发展的较为完善,其应用范围极广,国内外应用于水利工程的范例也不胜枚举。粉煤灰混凝土中,粉煤灰中的活性组分反应生成的水化硅酸钙可以填充其中的孔隙,以及其微粒填充效应也可改变混凝土微观结构使之结构密实,同时掺加粉煤灰也可取代部分水泥并有利于泵送,使得工作性能满足施工要求。本工程采用Ⅱ级粉煤灰,通过试验测试各项指标满足《水工混凝土掺用粉煤灰技术规程》(DL/T5055-2007)中对Ⅱ级粉煤灰的质量要求。

骨料

混凝土中,砂、石骨料用量约占混凝土质量的70%,合理的骨料用量可以提高混凝土的抗压强度及耐久性、减少混凝土的变形、降低工程造价。骨料质量的好坏不仅能够对混凝土的性能产生影响,甚至可以起到决定性作用,所以,合理选用骨料及其级配组成对保证混凝土质量、降低水泥用非常重要。本项目采用建设方提供的粗、细骨料。

泵送引气剂

本项目采用的外加剂为黑龙江省翔波公司生产的复合型泵送引气剂SB-M-Ⅲ。该泵送剂有明显的减水引气效果,可有效的降低水灰比,并且利于泵送。依据《外加剂》(GB8076-2008)和《水工混凝土外加剂技术》(DL/T5100-1999)对泵送剂进行了性能检验,各项指标满足规范要求。

试验室对委托方送检材料进行大量试验,各种材料性能指标见附件。

5 配合比设计

依据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000、《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)、《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)进行混凝土配合比设计。混凝土保证率取95%,施工配制制度按下式计算:

f配 = f设 + 1.645 σ

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