浅谈高性能混凝土早期裂缝的原因与防治

近年来,随着高性能混凝土日益广泛应用于混凝土结构工程,由于它组份上的一些特点,在施工阶段比普通混凝土更容易形成表面上的裂缝。其形成原因十分复杂,涉及到混凝土材料的变形,施工因素,气候条件的变化,设计方面防裂构造措施不足等。各种因素综合作用,相互叠加,最终使混凝土所受到的拉应力大于当时的混凝土极限强度,造成混凝土早期的表面裂缝。特别是受力的重要部位,在浇灌混凝土后几天,即有裂缝产生。所形成的表面裂缝形态各异,分布不规则,程度大小不一。这样不仅影响混凝土建筑物的外观,也严重损害其结构强度和耐久性业主、施工、监理、质检部门,从不同角度进行分析,往往意见分歧很大,莫衷一是,影响工程的进展。因此,有必要通过对高性能混凝土早期裂缝产生的原因进行综合分析,总结出比较符合实际的建议和措施,切实解决混凝土施工过程中出现的裂缝问题,提高施工质量。
1 　高性能混凝土早期出现裂缝的原因分析
高性能混凝土不同于普通混凝土,它具有一些特殊性质。根据我国高强高性能混凝土专业委员会的专家定义:“高强高性能的特点是低水胶比,加磨细矿物掺合料和高效外加剂”。高强高性能混凝土在配合比设计过程中,尽管已经采取了降低混凝土收缩的多种措施,例如降低水泥用量,控制砂率,降低水胶比等,由于高效减水剂的加入,大幅度降低了混凝土中单方用水量;为了改善工作性能加入缓凝剂,混凝土凝结时间延长;如果此时混凝
土表面因环境干燥,自由水分急剧蒸发,塑性收缩裂缝就不可避免了。高性能混凝土胶凝材料总量不得超过600 kg/ m3 ,水泥用量不得超过500 kg/ m3 。虽然有大量的矿物细掺料加入,骨料总量低于普通混凝土,总体收缩就会大一些。同时还应考虑到,由于水泥用量的提高,当结构厚度较大时,在硬化过程中水泥产生的水化热导致混凝土内部温度升高,其尺寸虽然未达到大体积混凝土规定的限度,混凝土的内外温差大时,仍会产生温度应力裂缝。简言之,在施工期间,高强高性能混凝土出现裂缝的机会比普通混凝土大得多,必须引起足够的重视,及时分析其产生的原因,并采取相应措施,预防裂缝的形成。
2 　高性能混凝土早期裂缝的防治措施
土塑性阶段完成,容易形成混凝土工作缝,因此在施工中采用倾斜分层浇筑的方式进行,即由梁的一端向另一端进行。在浇筑中形成10°～16°混凝土倾斜度,在形成一定工作长度后,翼板与梁肋同时浇筑,每层混凝土浇筑厚度30 cm～50 cm ,并向前推进,当底层混凝土到达另一端时反向浇筑混凝土,直到T 梁翼板连续浇筑完成 。
混凝土振捣采用插入式振捣器与附着式振捣器配合进行,由于附着式振捣器布置位置偏梁体下侧,梁体混凝土受到振捣范围内的限制,所以梁体上部及翼板部分混凝土的振捣采用插入式振捣棒进行振捣。附着式振捣器振动频率为9 000γ/ min ,属于高频振捣器,根据现场振捣性能试验,每次振动时间控制在30 s 左右,就能够振动至混凝土停止下沉,不再有气泡浮出,混凝土表面呈规则的倾斜状态,同时有泛浆出现。由于倾斜混凝土浇筑过程中,混凝土在振动器作用下呈塑性流动状态,可降低钢筋及预应力管道对混凝土骨料的架立作用,且在流动过程中充分排出气泡,形成密实的混凝土层,充分保证了主梁底部混凝土的浇筑质量。通过九龙村大桥T 梁预制混凝土浇筑工艺控制,确保了T 梁混凝土的强度,同时梁体外观质量也得到了明显的改善,有效地控制了混凝土浇筑过程中的各种缺陷,确保了混凝土质量,在历次检查评比中受到了新原公司的好评,为建设优良工程打下了坚实的基础。