大體積混凝土裂縫控制措施淺析

　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土，施工，裂縫原因，防治措施

　　1.概述

　　國(guó)內(nèi)外對(duì)大體積混凝土有許多不同的定義，至今沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》認(rèn)為，建筑物的基礎(chǔ)最小邊尺寸在1～3m范圍內(nèi)就屬大體積混凝土。

　　隨著我國(guó)城市大型公共設(shè)施和高層建筑的興建，除水工結(jié)構(gòu)、大型設(shè)備基礎(chǔ)和橋梁中應(yīng)用大體積混凝土外，現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑中大體積混凝土也被廣泛使用。高層建筑地下結(jié)構(gòu)裂縫調(diào)查中，底板出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象占20％左右，地下室的外墻混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象占80％左右，這些裂縫的出現(xiàn)勢(shì)必影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。所以減少大體積混凝土的裂縫顯得至關(guān)重要。

　　2．裂縫產(chǎn)生的原因

　　2.1水泥水化熱與約束的影響

　　大體積混凝土澆筑后，水泥產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土表面散熱的影響，混凝土中心溫度向表面遞減，產(chǎn)生溫度梯度，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外變形不統(tǒng)一，因而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，由于混凝土所受約束的不相同而導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力大小也不相同，當(dāng)混凝上抗拉應(yīng)力不能抵抗溫度應(yīng)力的作用時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

　　2.2外界環(huán)境變化的影響

　　大體積混凝土在施工期間，外界氣溫的變化對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生有著很大的影響�；炷�土內(nèi)部溫度是由澆注溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加而成。混凝土的入模溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫越高，入模溫度也會(huì)升高；如果外界溫度降低，則會(huì)增加混凝土的內(nèi)外溫度梯度，會(huì)造成很大的溫度應(yīng)力，極容易引發(fā)混凝土的開(kāi)裂。另外外界的濕度對(duì)混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會(huì)加速混凝土的干縮，也會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

　　2.3混凝土收縮影響

　　大體積混凝土收縮包括自由收縮、塑性收縮、碳化收縮和干縮�；炷�土在不受外力情況下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時(shí)(地基土壤、支承條件、配筋等)，將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開(kāi)裂。引起混凝土裂縫的原因主要是后三類收縮。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結(jié)硬過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。

　　2.4其他原因

　　大體積混凝土水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生裂縫；混凝土自身的不均勻性和脆性都是混凝土易于形成裂縫的內(nèi)在的因素；建筑結(jié)構(gòu)物地基不均勻沉降也可產(chǎn)生裂縫，這類裂縫隨著基礎(chǔ)沉降而不斷增加，但待地基穩(wěn)定后將不會(huì)發(fā)生變化。

　　3.防治措施

　　大體積混凝土的裂縫破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性，危害嚴(yán)重，必須加以控制，混凝土的開(kāi)裂主要是水泥水化熱使混凝土溫度升高引起的，所以采用適當(dāng)措施控制混凝土溫度升高和溫度變化速度，在一定范圍內(nèi)，就可避免出現(xiàn)裂縫。這些措施包含了混凝土施工的全過(guò)程，包括選擇構(gòu)造設(shè)計(jì)、優(yōu)選混凝土組成材料、施工期間合理安排、混凝土養(yǎng)護(hù)和溫度監(jiān)測(cè)與控制等。

　　3.1防裂控制構(gòu)造設(shè)計(jì)措施

　�、佼�(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大時(shí)，為減小外約束力、溫度應(yīng)力和混凝土內(nèi)部熱量的散發(fā)，降低混凝土的內(nèi)部溫度，可設(shè)置后澆帶，在正常施工條件下，后澆帶間距30m左右，保留時(shí)間不得小于60天，后澆帶封閉時(shí)，用補(bǔ)償收縮混凝土澆灌密實(shí)；

　�、谠O(shè)置緩沖層:為了緩解地基對(duì)基礎(chǔ)收縮時(shí)的側(cè)壓力，可在大體積混凝土的某些部位設(shè)置緩沖層；

　�、墼O(shè)置增強(qiáng)配筋：在容易開(kāi)裂部位配置斜向鋼筋或鋼筋網(wǎng)片，避免結(jié)構(gòu)突變，產(chǎn)生應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)角與孔洞處增設(shè)構(gòu)造加強(qiáng)筋。

　　3.2防裂控制材料措施

　　①水泥的選擇：大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過(guò)程中釋放大量的熱量。因此在混凝土施工中應(yīng)盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥或硫酸鹽水泥，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失，可適度增加活性細(xì)摻料替代水泥。

　�、诠橇系倪x擇：骨料在大體積混凝土中所占比例一般為其絕對(duì)體積的80%左右，因此，在選擇骨料時(shí)，應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無(wú)弱包裹層、級(jí)配良好的骨料，控制粗、細(xì)骨料的含泥量，既可以減少用水量，也可以相應(yīng)減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。

　�、蹞饺胪饧觿�（料）：摻入適量的緩凝型外加劑和摻和料，可顯著改善混凝土的和易性，從而降低用水量和混凝土的水化熱。若在混凝土中摻入占水泥質(zhì)暈0.25%的木質(zhì)素磺酸鈣,可減少10%的拌和水，節(jié)約10%的水泥；若摻加適量的減水劑，可有效地增加混凝土的流動(dòng)性，且能提高水泥水化率，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，從而可降低水化熱，同時(shí)可明顯延緩水化熱釋放速度。

　　在混凝土中加入適暈的粉煤灰，降低膠凝材料體系的水化熱，可節(jié)省水泥用量，但摻量不能大于水泥用量的30％。

　　3.3防裂控制施工措施

　　①控制混凝土入模溫度，混凝土入模溫度與出機(jī)溫度密切相關(guān)，另外還與運(yùn)輸工具、運(yùn)距、轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)、施工氣候等有關(guān)。在溫度較高的情況下進(jìn)行施工，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)堆在露天的砂石用布覆蓋，以減少陽(yáng)光對(duì)其的輻射，同時(shí)對(duì)澆注前的砂石用冷水降溫，在攪拌過(guò)程中向混凝土中添加冰水；

　�、诨炷�土澆筑可用分層連續(xù)澆筑，不留設(shè)施工縫，控制澆筑層厚度和進(jìn)度，以利散熱。每層厚度在300mm～500mm，上下層澆注混凝土?xí)r間間隔不得超過(guò)初凝時(shí)間；

　�、劭刂苹炷�土下料時(shí)的自由下落高度不大于2m；混凝土自高處自由傾落高度超過(guò)2m時(shí)，應(yīng)沿串筒、溜槽、溜管等下落，以保證混凝土不至發(fā)生分層離析現(xiàn)象。

　�、軐�(duì)混凝土振搗應(yīng)選用插入式振動(dòng)器，振動(dòng)器的振搗方法采用垂直振搗，即振動(dòng)棒與混凝土表面垂直。振動(dòng)器的操作要做到“快插慢拔”，避免混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，同時(shí)保證振搗密實(shí)。

　　3.4防裂控制養(yǎng)護(hù)及溫度控制措施

　�、僬�確的保護(hù)、養(yǎng)護(hù)措施也是防止大體積混凝土裂縫的關(guān)鍵，混凝土的養(yǎng)護(hù)條件包含混凝土的潮濕狀態(tài)及養(yǎng)護(hù)溫度。濕養(yǎng)護(hù)能使混凝十盡可能接近于飽和狀態(tài)，防止混凝土表面脫水產(chǎn)生干縮裂縫；而保溫養(yǎng)護(hù)的目的主要是降低大體積混凝土澆筑體的內(nèi)外溫差，以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力，同時(shí)降低混凝土塊體的降溫速度，以充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到防止產(chǎn)生和控制裂縫的目的。

　�、跒榻档痛篌w積混凝土的水化熱，在混凝土的內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水，采用循環(huán)法保溫養(yǎng)護(hù)，以便加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。為能夠較準(zhǔn)確地測(cè)量出混凝土內(nèi)部溫度，在混凝土中預(yù)埋測(cè)溫管，用水銀溫度計(jì)測(cè)溫。上下層溫差控制在15～20℃之內(nèi)，不得25℃。根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的溫度，可及時(shí)繪制出混凝土內(nèi)部溫度變化曲線，對(duì)照混凝土理論計(jì)算值，分析存在的問(wèn)題，這樣可以因時(shí)、因地地采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

　　4.結(jié)束語(yǔ)

　　對(duì)于大體積混凝土裂縫，應(yīng)以預(yù)防為主，大體積混凝土工程是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。因此，在設(shè)計(jì)、材料選取和施工過(guò)程控制必須相互聯(lián)系，必須結(jié)合實(shí)際、全面考慮、合理采用，才能起到良好的效果。

　　實(shí)踐證明，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，做好溫度監(jiān)測(cè)工作及在加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面采取有效的施工技術(shù)措施，堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理，是可以在一定程度控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的產(chǎn)生。

　　參考文獻(xiàn)：

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