关于大体积混凝土裂缝控制的探讨

来源:用户上传      作者:

　　摘要：工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，施工技术要求高，混凝土产生裂缝的机率较多。混凝土出现裂缝，就会直接影响工程质量，如果得不到重视，可能会造成无法估量的损失。为了保证工程质量，降低经济损失，我们要减少和控制裂缝的出现。
　　 本文结合工程实践，根据参考文献，调查研究，通过对大体积混凝土裂缝的特点和形成条件的分析，总结出影响大体积混凝土裂缝的因素，并提出一系列预防和解决问题的可行性方案和措施。
　　关键词：大体积混凝土 混凝土裂缝 配合比设计 混凝土养护
　　
　　第一章概述
　　1.1大体积混凝土和大体积混凝土裂缝
　　 1、大体积混凝土
　　 目前大体积混凝土在国际上没有一个统一的定义。目前普遍认同的是日本建筑学会的标准定义：结构断面最小尺寸在80cm以上；水热化引起混凝土内的最高温度和外界气温之差超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。
　　 2、大体积混凝土裂缝
　　 混凝土结构在建设和使用过程中由于各种因素的作用，出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象，按成因可分为温差裂缝、温变裂缝和干缩裂缝。
　　1.2大体积混凝土裂缝的危害
　　 混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害。混凝土早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发展成具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。而大体积混凝土往往运用在一些重要的结构上，如建筑基础、大坝等，一旦出现裂缝，可能造成的损失会更加严重。
　　第二章 对大体积混凝土裂缝成因的分析
　　 有关研究显示，温度、收缩和不均匀沉降是引起大体积混凝土裂缝的主要原因。
　　2.1温度因素
　　 1、水泥水化热的影响
　　 水泥水化过程中放出大量的热量，是混凝土内部热量的主要来源。其主要集中在浇筑后的7d左右，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量350Kg/m3～550 Kg/m3来计算，每m3混凝土将放出17500KJ～27500KJ的热量，从而使混凝土内部升高（可达70℃左右，甚至更高）。尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，混凝土中心温度很高，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、外界气温变化的影响
　　 大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。如果外界温度降低过快，会增加大体积混凝土的内外温差，从而造成很大的温度应力，极易引发混凝土的开裂。
　　2.2混凝土收缩的因素
　　 混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土的这种自发变形，受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。
　　 引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是混凝土在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。混凝土中约有20%的水分是水泥硬化所必须得，而约80%的水分要蒸发，多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。
　　2.3不均匀沉降和其他因素
　　 1、建筑物基础的不均匀沉降也会产生裂缝，这种裂缝会随着基础沉降而不断的增大，待地基下沉稳定后，将不会变化。
　　 2、混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝，一般是混凝土配合比中，粗骨料级配不连续、数量不够，砂率及水灰比不当所造成的裂缝。
　　 3、水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。
　　 4、由于振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉等原因引起的砼沉缩裂缝在大体积砼（特别是泵送大流态砼）施工中也是非常多。
　　
　　第三章 大体积混凝土的预防控制措施
　　 通过对大体积混凝土开裂原因的分析可知，大体积开裂主要是水化热使混凝土温度升高引起的，所以采用适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度，同时通过控制混凝土的收缩和其它措施，在一定范围内，就可控制和减少裂缝的现象。这些措施包含了混凝土施工的全过程，包括选择混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后降低混凝土的措施和养护保温等。
　　3.1 优选混凝土各种原材料
　　 1、水泥的选择
　　 大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，可适度增加活性细掺料替代水泥。
　　 2、骨料的选择
　　 在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。在选择细骨料时，采用平均粒径较大的中粗砂，从而降低混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。
　　 3、掺加外加料和外加剂
　　 掺加适量粉煤灰，可减少水泥用量，从而达到降低水化热的目的。掺加适量的减水剂，它可有效地增加混凝土的流动性，且能提高水泥水化率，增强混凝土的强度，从而可降低水化热，同时可明显延缓水化热释放速度。
　　3.2 设计优化措施
　　 1、精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量。
　　 2、增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。
　　 3、避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
　　3.3 施工控制措施
　　 1、控制混凝土入模温度
　　 在温度较高的情况下进行施工，可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖，同时对浇筑前的砂石用冷水降温，在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。如果在冬季施工，可以采取对砂石料加热的办法适当提高其温度。
　　 2、严格控制混凝土的浇筑速度，一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振。
　　3、混凝土温度控制、监测与养护
　　 为降低大体积混凝土的水化热，在混凝土的内部通入冷却循环水，采用循环法保温养护，以便加快混凝土内部的热量散发。
　　 为能够较准确地测量出混凝土内部温度，在混凝土中预埋测温管，用电子温度计测温，及时绘制出混凝土内部温度变化曲线，对照混凝土理论计算值，分析存在的问题，有的放矢地采取相应的技术措施。
　　 混凝土养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。混凝土浇筑完毕后，在其顶面及时加以覆盖，要求覆盖严密，并经常检查覆盖保湿效果。
　　3.4 不均匀沉降引起裂缝的预防措施
　　 1、对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。构件制作场地周围应作好排水措施，并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。
　　 2、避免直接在松软土或填土上制作预制构件，或经压夯实后作预制场地。
　　 3、模板应支撑牢固，保证有足够强度和刚度，并使地基受力均匀。拆模时间不能达早，应按规定执行。
　　 实践证明，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理，完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生。
　　参考文献
　　[1] 徐仁弟．大体积混凝土的温度收缩裂缝控制[J]．黑龙江科技信息2007年第6S期；
　　[2] 杨生茂．混凝土及拌合料[M].中国计划工业出版社，1999年2月版；
　　[3] 韩春萍．浅谈混凝土的施工温度与裂缝 [J]．科技情报开发与经济，2004年05期
　　[4] 杨少谋．混凝土的自身收缩及其控制措施[J]．西北水力发电，2004年第20卷第1期
　　[5] JGJ55－2000，普通混凝土配合比设计规程[S]；
　　[6] GB50204-2002，混凝土质量验收规范[S]；
　　[7] 东南大学，同济大学，天津大学．混凝土结构[M] ．中国建筑工业出版社，2008年版；
　　
　　

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-561050.htm