浅谈大体积混凝土施工中的裂缝控制技术
来源:用户上传
作者: 段世强
一、引言
混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
随着我国经济的发展,基础建设的加快，桥梁工程作为道路工程中的一个重要组成部分,而随着路桥覆盖面积的扩大,工程规模不断扩大，大体积混凝土被广泛的用于桥梁工程中,自然如何有效控制大体积混凝土产生温度裂缝，也就显得尤为重要。本文对如何有效地控制大体积混凝土温度裂缝进行探讨。
二、大体积混凝土产生裂缝等原因
1、 水泥产生的水化热
大体积钢筋混凝土结构中，由于结构体积大，水泥用量多，水泥水化所产生的水化热会使混凝土的温度迅速升高，由此引起的温度应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。水泥在水化过程中会释放出大量的热，尤其在混凝土浇筑完成48小时后，从而使混凝土内部温度升高。由于混凝土内部和表面的散热条件不同，中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
2、外界温度；
大体积混凝土在施工期间，外界温度变化的影响也很大。外界温度愈高，混凝土的结构温度也愈高，如果外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，尤其是在外界温度突降时，会增加表层混凝土与内部混凝土的温差。温度应力是由温差引起的，温差愈大，温度应力也愈大。在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度可达60℃，在这种情况下如何合理的进行温度控制，防止由于混凝土内外温差过大引起混凝土表面出现裂缝就显得尤为重要。
三、有效控制大体积混凝土温度裂缝的措施
在大体积混凝土工程施工过程中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，我们可以从以下方面进行控制。
1、设计措施
1.1留永久性变形缝或伸缩缝、设计冷却水管来降低大体积混凝土内部温度、减小混凝土断面。
1.2大体积混凝土配合比设计，原材料选用。①水泥：选用矿渣硅酸盐水泥，并尽可能减少水泥用量。②细骨料：宜采用Ⅱ区中砂，③粗骨料：选用粒径5-25mm连续级配，以减少混凝土收缩变形。④掺合料：添加粉煤灰，掺量15%～50%。粉煤灰能够起到节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性的作用。 同时还要使用高效缓凝减水剂。严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，保证振捣密实。同时保证混凝土供给，确保不留冷缝；严格控制混凝土的塌落度。
2、施工措施
2.1混凝土的浇筑要从最短边开始，注意降低混凝土的入模温度，如拌合用水使用冷水或加冰屑砂、石使用遮阳措施或喷水措施。为防止混凝土离析，混凝土的自由落差不超过2米.混凝土振捣采用机械振捣，振动棒的操作要求做到快插慢拔。在振捣过程中要求振动棒上下略有抽动，以使上下混凝土均匀密实。每个振点的振捣时间为20-30S。混凝土表面呈水平状，不再下沉，不再冒气泡，表面泛灰浆为准。振捣过程中要避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。振捣完一段要用木抹拍实。混凝土的养护要在初凝以后立即铺一层塑料膜覆盖并用土工布覆盖，养护时间不得低于14天。
2.2混凝土的测温。为了掌握混凝土的温度变化规律以及各种材料在各种条件下的影响，应对混凝土及时进行温度监测。混凝土浇筑时应设专人配合预埋测温导线。每个测温点均埋设三个导线，分别测混凝土的上中下部温度，导线用颜色区分。测温方法和测温点布置根据工程结构设置测温点，测温线应按测温平面布置图进行预埋，预埋时测温导线与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线有3根（即不同长度的测温线）在线的上断用胶带做上标记，便于区分深度。测温仪采用JDC-2便携式建筑电子测温仪，混凝土浇筑时，配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责，按时按孔测温，不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁，换班时要进行交底。 测温工作应连续进行，每测一次，持续测温及混凝土强度达到时间，强度并经技术部门同意后方可停止测温。
3、控制温度的措施
3.1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。
3.2拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。
3.3热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。
3.4在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。
3.5规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
3.6施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。
4、改善约束条件的措施是：
4.1合理地分缝分块。
4.2避免基础过大起伏。
4.3合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。
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。
四、结束语
总之，大体积混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。为了保证建筑物和构件的安全，我们一方面要从控制温度、改变约束、降低温度着手，另一方面应可能设法提高混凝土的抗裂性能。只有在施工中采取以上行之有效的措施，才能控制裂缝的出现或延伸，进而保证建筑物安全、稳定的工作。总之虽然大体积混凝土很轻易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明：只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响，还是完全可以避免危害结构的裂缝的产生。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-423265.htm
