浅析青海高原混凝土裂纹的产生及预防

2015-10-21 19:08雷山
建筑工程技术与设计 2015年17期
关键词:产生原因预防措施

【摘要】青海高原混凝土裂纹的产生原因有很多,主要是混凝土内部与外部温差、湿度变化引起的,早期养护不到位,原材料不合格等,都为混凝土的裂纹的产生提供了条件。本文以钢筋混凝土盖板涵为例,主要介绍青海高原混凝土裂纹的产生及预防。

【关键词】高原混凝土;施工裂纹;产生原因;预防措施

一、概述

本标段K142+470钢筋混凝土盖板明涵全长22.5m,净宽3m,混凝土等级为C30;位于青海省果洛州久治县境内,果洛州属于典型的大陆性高原气候,境内地形复杂,气候严寒,日温差大,日照时间长,干燥多风,降水日数多,蒸发量大等特点。结构如图1所示:

二、混凝土配合比的设计

1.原材料

①.四川都江堰拉法基有限公司生产的P.O42.5水泥;②.碎石采用5-31.5mm连续级配,其中5-10mm碎石占20%,10-20mm碎石占60%,16-31.5mm碎石占20%,针片状、压碎值、含泥量等指标均符合技术规范要求;③.砂子为黄河滩天然河沙,细度模数:2.89,属中砂符合Ⅱ区级配要求。④.水选用饮用水,pw=1000Kg/m3;⑤.外加剂选用山西铁力TL-AD 聚羧酸高性能减水剂(内掺有抗冻剂)。

2.设计坍落度为:160-210mm。

3.设计步骤:①.混凝土设计强度(fcu.k)=30MPa,②.确定混凝土配合比强度:(fcu.o)≥fcu.k+1.645σ=38.2MPa,③.计算水胶比(W/B)=(aa*fce)/(fcu.o+aa*ab*fce)=0.60取0.40,④.选定用水量(mwo)=208kg/m3,外加剂减水率为25%,掺外加剂后用水量=156kg/m3,

⑤.计算水泥用量(mco)=mwo/(W/B)=390kg/m3,⑥.外加剂每方用量=mco×3%=11.7kg/m3,⑦.选定砂率βs=42%,选定混凝土容重(mcp)=2400kg/m3,⑧.计算砂用量(mso)=774kg/m3,计算石用量(mgo)=mcp-mso=1068kg/m3,

⑨.提出基准配合比为:水泥:砂:石:水:外加剂=390:774:1068:156:11.70;W/B=0.40;⑩.检验强度及确定试验室配合比;

最终确定试验室配合比为:水泥:砂:石:水:外加剂=390:774:1068:156:11.70;W/B=0.40。该配合比拟用于路基涵洞工程,施工时采用确定试验室配合比,换算为施工配合比进行施工。

三、混凝土施工及养护

1.浇筑混凝土时,模板温度宜在5℃-35℃,混凝土拌合物入模温度宜在5℃-30℃。当室外昼夜平均气温连续5天稳定低于5℃时,钢筋、混凝土及砌体等工程应采取冬季施工措施。

2.混凝土浇筑采用吊车吊灌分层浇筑混凝土,自吊斗口下落的自由倾落高度未超过2m,振动棒时垂直的直上直下,要做到“快插慢拔”。快插是为了防止先将表面混凝土振实而与下面混凝土发生分层、离析现象;慢拔是为了使混凝土能填满振动棒抽出时所造成的空洞。

3.混凝土凝土分层浇筑时,每层混凝土厚度应不超过振动棒头长度的1.25倍;在振捣上一层时,应插入下层5cm左右,以消除两层之间的接缝,同时在振捣上层混凝土时,要在下层混凝土初凝之前进行(间隔时间不宜超过30mim)。插点要掌握好振捣时间,过短不易捣实,过长可能引起混凝土产生离析现象,对塑性混凝土尤其要注意,一般每次振捣时间为20~30秒,使用高频振动器时,最短不应少于10秒,但应视混凝土表面呈水平不再显著下沉,不再出现气泡,表面泛出灰浆为准。一般振动棒的作用半径为30~40cm。捣器距离模板不应大于振捣器作用半径的0.5倍,并不宜紧靠模板振动,且应尽量避免碰撞钢筋及各种预埋件等。

4.混凝土第10天出现了如图2所示的表面裂纹,经分析后发现:①.由于现场管理不到位,混凝土浇筑完后未及时进行养护也未采取任何保温措施;②.浇筑完混凝土到出现裂纹共10天,在此期间白天平均最高温度为24.9℃,夜间的平均温度为1.2℃,说明高原温差大,具体温度记录如图3所示;③.在同一浇筑地的另一涵洞由于现场施工管理人员重视质量,对混凝土及时进行了养护,并搭设了保温暖棚,在养护到第14天时对保温暖棚进行了拆除,经现場试验检测人员仔细查找未发现任何裂纹。

四、预防措施

1.温度控制

①.采用符合级配要求的骨料,掺掺合料,加引气剂等措施以减少混凝土中的水泥用量,以此来降低水泥水化热;

②.拌合混凝土时,严格控制混凝土的出机温度温(不低于10℃);

③.温差变化大时进行表面保温(保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完的砼上,可先覆盖塑料薄膜,上部再覆盖草袋、麻袋等保温材料,保温材料的铺设厚度为:一般情况下0℃以上铺一层,0℃以下铺两层或三层。)拆模后的砼也应覆盖保温材料,以防止砼表面温度骤降而产生裂缝。

2.加强早期养护

混凝土常见的裂缝,大多是不同深度的表面裂纹,其主要原因是混凝土内部和表面温差造成的,高原地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝起着重要作用。对混凝土的保温应到达以下标准:

①.防止混凝土内外温度差,来防止混凝土表面裂缝的产生。

②.防止混凝土过冷,应该尽量设法使混凝土的施工时的最低温度(为5℃),不低于混凝土使用期的常温。

五、结束语

混凝土的早期养护,主要目的在于保持混凝土适宜的温湿条件,起到两个方面的作用,一是使混凝土免受不利温、湿度变化的影响,防止混凝土表面出现收缩裂纹。另一方面是使水泥水化作用顺利进行,以达到设计强度和抗裂能力。同时混凝土的保温措施也起着保湿的作用。因此混凝土浇筑后的前几天是养护的关键期,高原混凝土养护应不少于14天,在施工时应严把养护关。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部,JTG E30-2005,公路工程水泥及水泥混凝土试验规程,人民交通出版社,2005

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部,JGJ 55-2011,普通混凝土配合比设计规程,中国建筑工业出版社,2011

[3]中华人民共和国交通运输部,JTG/T F50-2011,公路桥涵施工技术规范,人民交通出版社,2011

作者简介:雷山.男.25岁.四川广安.毕业于西南交通大学.大专学历;

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