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【灌浆料】施工温度对灌浆料产生裂缝的影响及解决措施

作者:上海华固建材 发布日期:2018-07-25 14:06:25

  随着建设工程的发展,在桥梁、道路、房建等工程建设方面,处处都能用到灌浆料,而灌浆料出现裂缝的问题也屡见不鲜。尽管很多施工单位都积极采取各项措施防治灌浆料施工裂缝的产生,但如何才能有效避免这些问题呢?很多时候,往往最常见的问题最容易被我们忽视,温度应力及温度控制具有重要意义,也就是说灌浆料施工温度对灌浆料裂缝产生的影响一直存在着。

  下面就由华固建材为您讲解灌浆料施工温度对防治灌浆料裂缝产生的几大解决措施。

  1.选用中低热的材料品种,充分利用灌浆料的后期强度

  灌浆料温度升高和变动的主要原因在于灌浆料浇筑中水泥水化热的存在,在施工中应选用水化热较低的水泥作为主要的施工材料,这样能够降低由于水泥水化热引起的温度变更措施。为此,在大体积灌浆料施工的过程中一般都采用矿渣硅酸盐水泥作为主要的施工材料。

  2.掺加外加剂

  为了满足送到现场的灌浆料具有一定坍落度,如果在施工的过程中单纯的增加水泥的用量,不仅仅使得水泥使用成本增加,更是增加了灌浆料的收缩时间,从而增加了水泥水化热温度。这样子更容易引起水泥温度裂缝的产生,因此选择适当的外加剂是保证水泥质量的基础。木质素磺酸钙属阴离子表面活性剂,对水泥颗粒有明显的分散效应,并能使水的表面张力降低而引起加气作用。因此,在灌浆料中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂(即木质素磺酸钙),它不仅能使灌浆料和易性有明显的改善,同时又减少了10%左右的拌和水,节约10%左右的水泥,从而降低了水化热。

  目前,有一种新型“减低收缩剂”,常用的有UEA、AEA,是掺入后可使砼空隙中水分表面张力下降,从而减少收缩的新材料,它可减少收缩40%~60%,但是能否起到有效地控制收缩裂缝的作用,还应注重其条件和后期收缩。试验资料表明,在灌浆料内掺入一定数量的粉煤灰,由于粉煤灰具有一定活性,不但可代替部分水泥,而且粉煤灰颗粒呈球形,具有“滚珠效应”而起润滑作用,能改善灌浆料的黏塑性,并可增加泵送灌浆料(大体积灌浆料多用泵送施工)要求的0.315 mm以下细粒的含量,改善灌浆料可泵性,降低灌浆料水化热。另外,根据大体积灌浆料的强度特性,初期处于高温条件下,强度增长较快、较高,但后期强度就增长缓慢,这是由于高温条件下水化作用迅速,随着灌浆料的龄期增长,水化作用慢慢停止的缘故。掺加粉煤灰后可改善灌浆料的后期强度,但其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。

  3.粗细骨料选择

  为了达到预定的要求,同时又要发挥水泥最有效的作用,粗骨料应达到最佳的最大粒径。对于土建工程的大体积钢筋灌浆料,粗骨料的规格往往与结构物的配筋间距、模板形状以及灌浆料浇筑工艺等因素有关,宜优先采用以自然连续级配的粗骨料配制灌浆料。因为用连续级配粗骨料配制的混凝上具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量以及较高的抗压强度。在石子规格上可根据施工条件,尽量选用粒径较大、级配良好的石子。因为增大骨料粒径,可减少用水量,而使灌浆料的收缩和泌水随之减少。同时亦可减少水泥用量,从而使水泥水化热减小,最终降低灌浆料的温升。当骨料粒径增大后,容易引起灌浆料的离析,因此必须优化级配设计,施工时加强搅拌、浇筑和振捣工作。

  根据有关试验结果表明,采用5 mm~25 mm石子,1 m3灌浆料可减少用水量15 kg左右,在相同水灰比的情况下,水泥用量可减少20 kg左右。粗骨料颗粒的形状对混凝上的和易性和用水量也有较大的影响。因此,粗骨料中的针、片状颗粒按重量计应不大于15%,细骨料以采用中、粗砂为宜。根据有关试验资料表明,当采用细度模数为2.79、平均粒径为0.38的中、粗砂,它比采用细度模数为2.12、平均粒径为0.336的细砂,1 m3灌浆料可减少用水量20 kg~2 kg,水泥用量可相应减少28 kg~35 kg。这样就降低了灌浆料的温升和减小了灌浆料的收缩。泵送混凝上的输送管道除直管外,还有锥形管、弯管和软管等。当灌浆料通过锥形管和弯管时,灌浆料颗粒间的相对位置就会发生变化,此时如混凝上的砂浆量不足,便会严生堵管现象。所以在级配设计时适当提高一些砂率是完全必要的,但是砂率过大,将对灌浆料的强度产生不利影响。因此在满足可泵性的前提下应尽可能使砂率降低。

  另外,砂、石的含泥量必须严格控制。根据国内经验,砂、石的含泥量超过规定,不仅会增加灌浆料的收缩,同时也会引起灌浆料抗拉强度的降低,对灌浆料的抗裂是十分不利的。因此,在大体积灌浆料施工中建议将石子的含泥量控制在小于1%,砂的含泥量控制在小于2%。

  4.控制灌浆料的出机温度和浇筑温度

  为了减低大体积灌浆料总温升和减少结构的内外温差,控制出机温度和浇筑温度同样重要。对于出机温度的控制,根据搅拌前灌浆料原材料总的热量与搅拌后灌浆料总热量相等的原理,得到的灌浆料出机温度的理论计算公式可以得知,灌浆料的原材料中石子的比热较小,但其在1 m3混凝上中所占的重量较大;水的比热最大,但它的重量在1 m3灌浆料中只占一小部分。因此,对灌浆料出机温度影响最大的是石子及水的温度,砂的温度次之,水泥的温度影响很小。

  大体积灌浆料浇筑后,对灌浆料进行保湿和保温养护是重要的,进行蓄水养护也是一种很好的方法,灌浆料终凝后,在其表面蓄存一定深度的水,具有一定的隔热保温效果,这样可延缓灌浆料内部水化热的降温速率,缩小灌浆料中心和灌浆料表面的温差值,从而可控制灌浆料的裂缝开展。此外,在大体积灌浆料结构拆模后,宜尽快回填土,用土体保温避免气温骤变时产生有害影响,亦可延缓降温速率,避免产生裂缝。

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