1.4 外界因素
支架不均匀沉降,产生沉降裂缝。
1.5 温度裂缝
混凝土硬化中,水泥放出大量水化热(内部温度可达70℃),造成其内外温差大,表面受内部混凝土的约束,将产生很大应力,使混凝土因早期强度低而产生裂缝。因此,为防治水化热引起的裂缝,施工前应计算升温峰值、内外温差及降温速率,制定相应的技术措施,防止和控制温度裂缝,确保工程质量。混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。
在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,应该采取以下控制温度的措施。
(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。
(2)降低混凝土入模温度。
a、降低原材料进入搅拌机的温度如夏季在水箱内加冰块,降低水温;粗骨料遮阳防晒,并洒冷水降温;细骨料遮阳防晒;散装水泥提前储备,避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施最大限度降低混凝土出机温度。
b、夏季混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。
c、混凝土浇筑作业面遮阳,减少混凝土冷量损失。
d、控制浇注温度。应调整施工时间,尽量选择低温及夜间施工;考虑到冷量损失在浇注过程中影响较大,因此要加快运输,缩短浇注时间。
(3)降低混凝土水化热。
a、选择中低热品种水泥,优先选用矿渣硅酸盐水泥。
b、掺人一定比例的粉煤灰。
c、掺人高效减水剂。
d、掺加缓凝剂。
e、热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热。
(4)控制混凝土的出机温度。
对混凝土出机温度影响大的是石子和水的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响最小。气温较高时,为防止阳光直接照射,砂石堆应设遮阳棚,并喷冷水降温。拌合用水可加冰,使水温度控制在5℃,混凝土出机温度应控制在18-20℃为宜。
(5)规定合理的拆模时间。
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂(如微膨胀剂、减水防裂剂)也是减少开裂的措施之一。
使用减水防裂剂的其主要作用为:
a. 混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低;
b. 水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%;
c. 水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充;
d. 减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形;
e. 提高水泥浆与骨料的粘结力,提高混凝土的抗裂性能;
f. 混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能;
g. 掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩;
h. 掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
3 大桥裂缝产生的主要原因
裂缝产生后业主及时组织专家及相关人员赴现场查看,对裂缝产生的原因进行了分析,认为横梁裂缝是多种因素综合影响的结果,主要包括施工工艺、气温条件、混凝土材性、支架系统以及混凝土水化热影响等因素。但是主要的原因是:1、现场施工气温高,最高时达40℃以上,风速大湿度低,加上高标号混凝土产生的大量水化热以及烈日暴晒,致使梁体的内外温差远远超过25℃。2、混凝土的初凝时间仅为3小时,远小于浇筑时间,上层混凝土在浇筑的过程中,下层混凝土已经初凝,在荷载的作用下就会出现裂缝。