淺析大體積混凝土施工的裂縫產(chǎn)生與控制

　　關鍵詞：大體積混凝土,裂縫控制,裂縫產(chǎn)生

　　1、裂縫的產(chǎn)生

　　裂縫的形成原因主要是混凝土所承受的拉應力和混凝土本身的抗拉強度之間的矛盾發(fā)展的結(jié)果。因而為了控制大體積混凝土裂縫，就必須提高混凝土本身抗拉強度和降低抗應力(尤其是溫度應力)�？估瓘姸戎饕獩Q定于混凝土的強度等級及組成材料，要保證抗拉強度關鍵在于原材料的優(yōu)選和配合比的優(yōu)化。但是從經(jīng)濟角度來考慮，此種方法不宜采用。所以降低拉應力是控制混凝土裂縫的有效途徑。降低拉應力主要通過減少溫度應力和沉縮應力來控制溫度裂縫和沉縮裂縫。

　　1.1 溫度裂縫

　　溫度裂縫產(chǎn)生的原因有以下兩個方面：

　　1.1.1 由于溫差較大引起的，混凝土結(jié)構在硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，混凝土內(nèi)部膨脹高于外部，此時混凝土表面將受到很大的拉應力，而混凝土的早期抗拉強度很低，因而出現(xiàn)裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表面層以下結(jié)構仍保持完整。

　　1.1.2 結(jié)構溫差較大，當大體積混凝土澆筑在約束地基(例如樁基)上時，由于受到外界的約束，又沒有采取特殊措施降低，放松或取消約束，或根本無法消除約束，裂縫易發(fā)生深進，直至貫穿整個混凝土整體。

　　1.1.3溫度裂縫形成的過程一般分為三個時期：

　　一是初期裂縫，就是在混凝土澆筑的升溫期，由于水化熱使混凝土澆筑后2-3天溫度急劇上升，內(nèi)熱外冷引起“約束力”，超過混凝土抗拉強度引起裂縫。

　　二是中期裂縫，就是水化熱降溫期，當水化熱溫升到達峰值后逐漸下降，水化熱散盡時結(jié)構的溫度接近環(huán)境溫度，結(jié)構溫度引起“外約束力”，超過混凝土抗拉強度引起裂縫。

　　三是后期裂縫，當混凝土接近周圍環(huán)境條件之后保持相對穩(wěn)定，而當環(huán)境條件下劇變時，由于混凝土為不良導體，形成溫度梯度，當溫度梯度較大時，混凝土產(chǎn)生裂縫。

　　溫度裂縫的產(chǎn)生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，要進行有效的控制，就必須進行科學預測，以保證控制的準確性。對溫度應力的控制一般是現(xiàn)場進行溫控。在澆筑混凝土時，采用溫度傳感片和測溫儀，從澆筑開始測溫(包括入模溫度，環(huán)境溫度)，并及時抹壓(特別是初凝前)和保溫保濕養(yǎng)護。澆筑完后根據(jù)溫控指標，及時調(diào)整保溫保濕養(yǎng)護條件。這里要說明一下，溫度影響系數(shù)受多種因素影響，其中溫度、濕度、散熱界面(土、空氣等)，初凝時間、風速、溫差等影響較大，特別是風速和溫差較大時，溫度影響系數(shù)會大大降低，最高溫升將降低。但為防止降溫過快，形成大的溫度梯度，夏季選用蓄水養(yǎng)護,秋冬季加蓋草袋、海綿，如果工地風大、氣候干燥，拆模后應及時采取防風，保溫措施，并及時回填土，實踐證明這些方法對溫度影響系數(shù)的改變是非常有用的，控制也是非常成功的。

　　1.2 沉縮裂縫

　　沉縮裂縫在大體積混凝土(特別是泵送大流態(tài)混凝土)施工中也經(jīng)常出現(xiàn)。主要原因是振搗不密實，沉實不足，或者骨料下沉，表層浮漿過多，砼澆筑后，沒有及時抹壓實(特別是初凝前的二次拌壓)，且表面覆蓋不及時，受風吹日曬，表面水份散失快，產(chǎn)生干縮，混凝土早期強度又低，不能抵抗這種變形而導致開裂。在施工中充分利用外加劑(特別是緩凝劑)的特性，適時增加抹壓次數(shù)(特別是初凝前的抹壓)，對消除表面裂縫(特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫)是有效的。

　　2、大體積混凝土裂縫的控制措施

　　2.1 控制混凝土溫升

　　(1)選用中、低熱的水泥品種，可以減少水泥水化反應釋放的水化熱，使混凝土減少升溫。

　　(2)摻入一定數(shù)量的粉煤灰外加料。粉煤灰具有一定活性，既可以替代部分水泥，又能改善混凝土的粘塑性和可泵性，降低混凝土的水化熱粉煤灰最多摻量不得高于水泥用量的20%。

　　(3)粗、細骨料的選擇;根據(jù)施工條件和施工工藝，盡量選用粒徑較大、級配良好的石子;細骨料采用優(yōu)質(zhì)中、粗砂。增大骨料粒徑可減少用水量，使混凝土的收縮和泌水隨之減少，同時也減少水泥用量，使水泥的水化熱減少，最終降低了混凝土的溫升。

　　2.2 延緩混凝土的降溫速率

　　大體積混凝土澆筑后應及時對混凝土進行保溫、保濕養(yǎng)護。保溫可減少混凝土上升溫階段的內(nèi)外溫差，防止產(chǎn)生表面裂縫;保溫可防止混凝土表面脫水產(chǎn)生干縮裂縫;混凝土的保溫、保濕還可使混凝土水化降溫速率延緩，減少結(jié)構溫差，防止產(chǎn)生過大的溫度應力。

　　2.3 提高混凝土極限拉伸值

　　(1)摻入微膨脹外加料。適量的微膨脹外加劑可補償混凝土的收縮，抵消由于多余水蒸發(fā)導致混凝土收縮而產(chǎn)生的拉應力，從而提高混凝土的抗裂性。

　　(2)改進施工工藝，提高施工質(zhì)量。對澆筑后的混凝土進行二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗骨料和鋼筋下部產(chǎn)生的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止混凝土出現(xiàn)裂縫，增加混凝土的密實度，使混凝土的抗壓強度提高，從而提高抗裂性。

　　2.4 設置后澆帶

　　當大體積混凝土平面尺寸過大時，可適當設置后澆帶，以減少外應力和溫度應力;同時也有利于散熱，降低混凝土的內(nèi)部溫度。

　　3、積混凝土施工過程質(zhì)量控制

　　(1)施工前應周密計劃，保證混凝土的供應，攪拌站和施工現(xiàn)場要密切配合，以保證有足夠的混凝土供應量，確保大體積混凝土的順利施工。

　　(2)對現(xiàn)場混凝土泵車進行合理安排和調(diào)度，安排好施工順序， 以使混凝土結(jié)構一次澆筑成型，避免出現(xiàn)施工裂縫。

　　(3)混凝土澆筑時采用“分區(qū)定點、一個坡度、循序推進、一次到位”的澆筑工藝。根據(jù)混凝土泵車布料桿的長度，劃定澆筑區(qū)域，每臺泵車負責本區(qū)域混凝土澆筑。澆筑時先在一個部位進行，直至達到設計標高�；炷�土形成扇形向前流動，然后在其坡面上連續(xù)澆筑，循序推進。這種澆筑方法能較好的適應泵送工藝，便每車混凝土都澆筑在前一車混凝土形成的坡面上，確保每層混凝土之間的澆筑間歇時間不超過規(guī)定的時間。同時可解決頻繁移動泵

　　管的間題，也便于澆筑完的部位進行覆蓋和保溫。

　　(4)混凝土澆筑應連續(xù)進行，間歇時間不超過6h。如遇特殊情況，混凝土在4h仍不能連續(xù)澆筑時，需采取措施，即在己澆筑的混凝土表面上插φ12短插筋，長度lm，間距50mm，呈梅花形布置，同時將混凝土表面用塑料薄膜加草席覆蓋保溫。

　　(5)對于泵送混凝土，其表面水泥漿較厚，不僅會引起混凝土的表面收縮開裂.而且會影響混凝土的表面強度，因此在混凝土澆筑后要進行二次抹面工作。在混凝土澆筑后，初凝前先初步按設計標高用長刮尺刮平后，用木抹子抹壓，初凝后終凝前再用水抹子抹壓一遍，以閉合收水裂縫，避免混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生。

　　4、混凝土的養(yǎng)護

　　大體積混凝土的養(yǎng)護是一項十分關鍵的丁作。養(yǎng)護主要是保持適宜的溫度和濕度， 以便控制混凝土內(nèi)表溫差，促進混凝土強度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)工程的具體情況，應盡可能多養(yǎng)護一段時間，拆模后應立即回土或覆蓋保護，同時預防近期驟冷氣候影響，以控制內(nèi)表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。養(yǎng)護用水的溫度應與現(xiàn)場測得的混凝土表面溫度接近，以免人為造成混凝土表面產(chǎn)生溫度梯度，進而出現(xiàn)裂縫。大體積混凝土的養(yǎng)護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。溫度控制就是對混凝土的澆筑溫度和混凝土內(nèi)部的最高溫度進行控制。

　　結(jié)語：

　　大體積混凝土結(jié)構的施工技術與控制直接關系到混凝土的使用性能，若不能很好的了解大體積混凝土裂縫的原因以及掌握應對此類問題所采取相應的控制措施，那么實際生產(chǎn)當中就很難保證施工質(zhì)量。