泵送混凝土施工裂縫防治技術(shù)

泵送混凝土施工裂縫防治技術(shù)摘要泵送混凝土通過添加外加劑不僅能改善混凝土的施工性能，而且能減少混凝土收縮、防止裂縫、提高抗?jié)B性、改善耐久性。但是某些工程表明，泵送混凝土強(qiáng)度不足、凝結(jié)異常時(shí)有發(fā)生，特別是裂縫普遍存在，在一定程度上影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，值得引起足夠的重視，本文重點(diǎn)分析其產(chǎn)生原因，找出防止裂縫的技術(shù)措施。關(guān)鍵詞可泵性裂縫水化熱粉煤灰1泵送混凝土的特點(diǎn)對于泵送混凝土，其和易性的好壞，不僅與混凝土本身性質(zhì)有關(guān)，還與外界因素有關(guān)，如輸送泵的壓力和輸送管壁的擦阻力、水平和垂直輸送距離有關(guān)。僅用混凝土和易性，不能完全表示出混凝土在運(yùn)輸中的難易程度，所以用混凝土的‘可泵性’來表示。所謂‘可泵性’即混凝土輸送泵的壓力、管壁摩阻力、彎管及管道接頭的阻力等因素作用下，混凝土產(chǎn)生離析程度以及泵的壓力對混凝土物理性能的影響程度，如混凝土的升溫、含氣量減少、輕集料吸水等。2裂縫的一些概念2.1混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定其產(chǎn)生裂縫混凝土是粗集料、細(xì)集料、水泥石、水和氣體所組成的非均質(zhì)堆聚結(jié)構(gòu)?；炷粱旌狭显诓煌瑴貪穸葪l件下凝結(jié)硬化，并同時(shí)產(chǎn)生水泥石和集料之間相互粘結(jié)而約束，由于變形產(chǎn)生微裂縫。2.2凝土裂縫的種類按縫產(chǎn)生原因分類a．由外荷載(靜、動荷載)直接應(yīng)力引起的裂縫和次應(yīng)力引起的裂縫。b．由變形變化引起的裂縫：包括結(jié)構(gòu)因溫度濕度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫。據(jù)國內(nèi)外調(diào)查資料表明，工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生屬于變形變化(溫濕度、收縮與膨脹、不均勻沉降)引起的裂縫約占80%；屬于荷載引起的裂縫約占20%。按裂縫所處狀態(tài)分裂縫可分為運(yùn)動、不穩(wěn)定、穩(wěn)定、閉合和愈合等狀態(tài)。對于處于運(yùn)動和不穩(wěn)定擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)的裂縫，應(yīng)考慮加固和補(bǔ)救措施。而對于穩(wěn)定、閉合、愈合的裂縫則可持久的應(yīng)用。例如有些防水結(jié)構(gòu)，在0.1MPa水壓下，出現(xiàn)0.1～0.2mm裂縫時(shí)，可能開始時(shí)有輕微滲漏，但經(jīng)過一段時(shí)間后，裂縫處水化的水泥析出Ca(OH)2，逐漸彌合了裂縫，并與大氣中CO2作用，形成CaCO3結(jié)晶，封閉和自愈合裂縫，防止了滲漏的產(chǎn)生。這種裂縫是穩(wěn)定的，不會影響工程結(jié)構(gòu)的使用和耐久性。3變形裂縫產(chǎn)生的原因和特征水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，每克水泥放出50J的熱量，如果以水泥用量300～550kg/m3來計(jì)算，每m3混凝土將放出15000～27500KJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高，在澆筑溫度的基礎(chǔ)上，通常升高35℃左右。3.1影響因素混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)?；炷猎胶?，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。3.2沉陷(塑性)收縮裂縫產(chǎn)生的原因和特征在泵送混凝土現(xiàn)澆的各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別是板、墻等表面系數(shù)大的結(jié)構(gòu)之中，經(jīng)常出現(xiàn)一種早期裂縫。這種裂縫為斷續(xù)的水平裂縫，裂縫中部較寬、兩端較窄、呈梭狀。裂縫經(jīng)常發(fā)生在板結(jié)構(gòu)的鋼筋部位、板肋交接處、梁板交接處、梁柱交接處、結(jié)構(gòu)變截面的地方。這種裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土和易性和均質(zhì)性較差，在凝結(jié)硬化前沒有密實(shí)或者密實(shí)不夠，當(dāng)混凝土沉陷時(shí)受到鋼筋、模板抑制以及模板移動、基礎(chǔ)沉陷所致。裂縫在混凝土澆筑后1～3小時(shí)出現(xiàn)，裂縫的深度通常達(dá)到鋼筋上表面。3.2.2影響因素和防治措施a．要嚴(yán)格控制混凝土水灰比在0.6以下，在滿足泵送和澆筑要求時(shí)，宜盡可能減少用水量；b．摻加適量、質(zhì)量良好的泵送劑和摻合料，可改善工作性和減少沉陷；c．普通混凝土攪拌時(shí)間為3分鐘，當(dāng)添加外加劑時(shí)攪拌時(shí)間延長1分鐘，時(shí)間過短、過長都會造成拌合物均勻性變壞而增大沉陷；d．混凝土澆筑時(shí)，下料不宜太快，防止堆積或振搗不充分；e．混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，時(shí)間以10～15秒/次為宜，在柱、梁、墻和板的變截面處宜分層澆筑、振搗。在混凝土澆筑1～1.5小時(shí)后，混凝土尚未凝結(jié)之前，對混凝土進(jìn)行兩次振搗，表面要壓實(shí)抹光；f．在炎熱的夏季和大風(fēng)天氣，為防止水分激烈蒸發(fā)，形成內(nèi)外硬化不均和異常收縮引起裂縫，應(yīng)采取措施緩凝和復(fù)蓋。4泵送混凝土配合比的確定4.1原材料和配合比應(yīng)符合下列規(guī)定a.水泥宜采用保水性好、泌水性小的品種，每立方米混凝土中的水泥用量不宜小于300Kg。b.細(xì)骨料宜選用中砂，粒徑小于0.315mm顆粒所占的比重宜為15%-20%，砂率宜為38%-45%。粗骨料的最大粒徑應(yīng)與所用輸送管徑相適應(yīng)，碎石的最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比不宜大于1：3；卵石不宜大于1：2.5。c.摻用的泵送劑、緩凝型外加劑或粉煤灰應(yīng)符合現(xiàn)行國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，摻入粉煤灰后砂率宜減小2%-6%。粉煤灰宜采用超量取代方法，即用粉煤灰取代部分水泥，以超量部分取代等體積用砂。摻粉煤灰是現(xiàn)在已普遍推廣的技術(shù)，其對砼耐久性的好處有：①提高抗CL-離子滲透。②提高砼抗堿能力。③提高抗硫酸鹽侵蝕的能力。④提高抗?jié)B性能。⑤防止早期裂紋。d.泵送混凝土的配合比，除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，尚應(yīng)滿足連續(xù)作業(yè)所要求的和易性。泵送混凝土的坍落度不宜小于80mm。水泥用量強(qiáng)度等級C20～C60范圍為300～550kg/m3。4.1.2超細(xì)摻合料的添加為改善混凝土性能，節(jié)約水泥和降低造價(jià)，混凝土中摻加粉煤灰、礦渣、沸石粉等摻合料。4.1.3砂率為保證混凝土的流動性、粘聚性和保水性，以便于運(yùn)輸、泵送和澆筑，泵送混凝土的砂率要比普通流動性混凝土增大6%以上，約為38%～45%。4.1.4水灰比泵送混凝土的用水量與水泥和礦物摻和料的總量之比不宜大于0.6。泵送劑多為高效減水劑復(fù)合以緩凝劑、引氣劑等，對混凝土拌合物流動性和硬化混凝土的性能有影響，因而對裂縫也有影響。5實(shí)際應(yīng)用5.1工程概況：*******污水處理廠工程總體設(shè)計(jì)規(guī)模16.5萬噸/日。一期工程日處理污水能力5.5萬噸。二期工程日處理污水能力11萬噸，主要工程數(shù)量A/O生物池兩座、二沉池兩座、細(xì)格柵及曝氣沉砂池兩座、污泥泵房及配電間一座、除磷池一座、廠區(qū)工藝管道及設(shè)備安裝、道路工程等。5.2A/O生物池、二沉池、細(xì)格柵、暴氣沉砂池泵送混凝土施工5.2.1泵送混凝土配合比強(qiáng)度水灰比砂率（%）水泥（Kg）水（Kg）砂（Kg）石（Kg）粉煤灰（Kg）JT-3A（KKg）UEA-H1（KKg）C250.50383651816791150303.6536.5每盤用量（Kg）100501863158110配合比10.501.863.150.080.010.1注：7天強(qiáng)度為18.4Mpa28天強(qiáng)度為31.4Mpa5.2.2粗細(xì)集料的選用粗集料的選用是根據(jù)施工中混凝土結(jié)購最小斷面尺寸和泵送管道內(nèi)徑進(jìn)行選擇，配合比中粗集料粒徑為5~40mm連續(xù)級配碎石，此粒徑碎石比5~25mm粒徑碎石減少用水量6~8Kg/m3，降低水泥用量15Kg/m3，應(yīng)而降低了成本。選用連續(xù)級配碎石使混凝土具有較好的可泵性，減少用水量、水泥用量，進(jìn)而減少水化熱。細(xì)集料選用級配良好的中砂，細(xì)度模數(shù)為2.8。實(shí)踐證明，采用細(xì)度模數(shù)為2.8的中砂比采用細(xì)度模數(shù)為2.3的中砂，可減少用水量20~25Kg/m3，降低水泥用量28~35Kg/m3，因而降低了水化熱。5.2.3粉煤灰及外加劑施工中摻加了粉煤灰、JT-3A型泵送劑及UEA-H1膨脹劑，摻加粉煤灰不僅節(jié)約了水泥，而且在保持混凝土原有和易性的條件下減少了用水量，相應(yīng)的降低了水灰比，因此提高了混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性和減少了水化熱，并改善了混凝土的抗化學(xué)侵蝕性，防止了混凝土的開裂。摻入JT-3A型泵送劑、UEA-H1膨脹劑，不僅能使混凝土的泵送性能改變，而且可以減少拌合水和水泥用量，從而降低水化熱，延遲了水化熱釋放速度，推遲放熱峰。5.2.4泵送混凝土攪拌、澆筑及養(yǎng)護(hù)在施工中為了降低混凝土的總溫升，減少基礎(chǔ)、池壁的內(nèi)外溫差。在氣溫較高時(shí)，為了防止太陽直接照射，在砂石堆場搭設(shè)簡易遮陽棚，在使用前用冷水沖洗集料，同時(shí)對泵送管道進(jìn)行冷卻?；炷翝仓r(shí)采用二次投料的砂漿裹石工藝，有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而提高混凝土強(qiáng)度10%或節(jié)約水泥5%，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫。混凝土澆筑抹壓完畢后用塑料薄膜覆蓋，混凝土硬化后