【摘要J 本文分析了大體積混凝土產生裂縫的原因.并提出了多種預防措施.供廣大工程技術人員參考。
【關鍵詞】大體積混凝土 裂縫 預防措施
1前言
隨著社會的發展．城市建筑不斷往高層建筑發展.特別是近年來．城市的高層建筑越來越多.其結構形式多采用箱型基礎.筏板基礎。大體積混凝土多用于地下結構。雖然受外界溫度變化影響較小.但要求抗滲性較高。因此.控制混凝土的內外溫差和溫度變形而造成的裂縫.提高混凝土的抗滲、抗裂和抗侵蝕性能.是大體積混凝土施工的一個關鍵問題。本文分析了大體積混凝土施工裂縫的產生原因和預防措施。
2 大體積混凝土產生裂縫的原因
大體積混凝土產生裂縫的主要原因是由于結構斷面大水泥用量大．水泥水化時釋放水化熱會產生較大溫度變化和收縮作用.由此形成的溫度收縮應力．導致鋼筋混凝土產生裂縫。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內部的散熱條件不同.溫度外低內高.形成了溫度梯度.使混凝土內部產生壓應力．表面產生拉應力．表面的拉應力超過了混凝土抗拉強度引起的。
貫通裂縫是由于大體積混凝土在強度發展到一定程度.混凝土逐漸降溫.此溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形.受到地基和其他結構邊界條件的約束時引起的拉應力.超過混凝土抗拉強度時產生的貫通整個截面的裂縫。從控制裂縫的觀點來說.表面裂縫的危害較小．而貫通裂縫則會影響結構物的整體性、耐久性和防水性．影響結構的正常使用。因此.重點在于控制貫通裂縫。
3防止大體積混凝土裂縫的主要措施
3.1混凝土原材料和配合比的選用
(1)減少水泥用量
選用水化熱較低的32．5號礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比.3d的水化熱約低30％。大體積混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚.使混凝土早期升溫和后期降溫產生內部和表面溫差。合理的選用水泥是控制溫度裂縫有效措施。水泥選用不當.水化熱過高.水泥水化熱引起溫度應力和溫度變形而產生裂縫。水泥水化熱過程中產生大量熱量.每克水泥水化熱量達120cal／g.混凝土內部升溫約在3O度以上。
(2)控制骨料級配和含泥量
根據結構斷面最小尺寸和泵送管道內徑．選擇合理的最大粒徑。選用天然連續級配的粗集料.使混凝土具有較好的可泵性.減少用水量、水泥用量.進而減少水化熱.以采用級配良好的中砂為宜.通過試驗證明． 采用細度模數2．8的中砂比采用細度模數2．3的中砂．可減少用水量2O～25／m3.可降低水泥用量28～35kg／m3。因而降低了水泥水化熱．混凝土溫度升高和收縮.選用合理砂率對混凝土的可泵性是有所提高的。
(3)控制水灰比
選用優質外加劑。混凝土中摻人一定數量優質粉煤灰.不但能代替部分水泥.而且粉煤灰顆粒呈球狀具有滾動效應.起到潤滑作用.可改善混凝土拌和物的流動性、粘聚性、保水性.并且能夠補充泵送混凝土中粒徑在0．315mm 以下的細集料達到占15％ 的要求.從而改善了可泵性。摻優質粉煤灰混凝土后期強度高.在一定范圍內60d強度比28d強度均可增長20％ 左右。如果充分利用后期強度．可使每立方混凝土的水泥用量減少40～70kg左右．則混凝土水化熱過程中的溫度相應降低4～7℃左右。
3.2延緩混凝土降溫速度
1)選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土．盡量避開在炎熱天氣澆筑。
2)摻加相應的緩凝型減水劑。
3)大體積混凝土澆筑后為了減少升溫階段內外溫差．防止產生裂縫.應給予正當的保溫養護和潮濕養護。對混凝土進行保溫、保濕養護．可使混凝土水化熱降溫速度延緩.減少結構內外溫差.防止產生過大的溫度應力和溫度裂縫。
4)采用長時間的養護.規定合理的拆模時間.延緩降溫時間和速度.充分發揮混凝土的“應力松弛效應”。
5)合理安排施工工序.控制混凝土在澆筑過程中均勻上升．避免混凝土拌合物堆積過大。在結構完成后及時回填土．避免其側面長期暴露。
6)加強測溫和溫度監測與管理.實行信息化控制.隨時控制混凝土內的溫度變化.內外溫差控制在25℃ 以內.基礎表面溫度與底面溫度均控制在2O℃ 以內．及時調整保溫及養護措施．使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大。
3．3改進泵送混凝土施工工藝
(1)原材料降溫
根據混凝土攪拌前后總熱量相等原理.混凝土的出機溫度與原材料的溫度成正比．為此對原材料采用降溫措施十分必要且效果明顯.為了防止太陽直接照射.在砂石堆場搭設遮陽棚。將礦場石子利用井水連續澆水.可大大降低石子溫度且可預先吸收水分.減少混凝土坍落度損失.降低了出機溫度從而使得入模溫度人為降低。
(2)控制混凝土澆筑溫度
緊密配合施工進度．確保混凝土連續均勻供應.混凝土輸送管外壁四周用麻袋包裹．并在其上覆蓋草包并淋水、降溫.防止混凝土在輸送過程中引起溫度升高。采取分層均勻澆筑.錯開層與層之間澆筑推進時間以利下層混凝土散熱。由于泵送混凝土漿體相對較多.在澆筑乎后用直尺刮均勻.避免漿體集中積聚。
(3)澆搗
澆筑采用“一個坡度、層層澆筑、一次到頂”的方針。根據泵送時形成的坡度．在上層與下層布置兩道振點。第一點布置在混凝土卸料點．主要解決上部振實。第二道布置在混凝土坡角處.確保深層混凝土的密實。先振搗料口處混凝土.以形成自然流淌坡度.然后全面振搗.為提高混凝土的極限抗拉強度.防止混凝土沉落而出現裂縫.減少內部微裂．提高混凝土密度．還采取混凝土密實度二次振搗法.在振搗棒撥出時混凝土仍能自行閉合而不會在混凝土中留孔洞．此時是施加二次振搗的合適時機。由于泵送混凝土坍落度大、水灰比大.振搗后表面水泥漿較厚.先用長刮尺排除面上的泌水與實際標高刮平.在澆筑2小時至4小時后.用木蟹抹兩遍.使其表面密實.在混凝土初凝前作二次光面.排除混凝土因泌水形成水分、空隙.提高握裹力.增強混凝土的抗裂性能。
(4)養護方法
為了嚴格控制大體積混凝土內外溫度差．確保混凝土質量。減少裂縫．養護是十分重要和關鍵的工序。混凝土的早期養護.主要在于保持適宜溫濕條件.以達到兩個方面的效果.一方面使混凝土免受溫度變形的侵襲。防止有害的冷縮和千縮。另一方面使水泥水化作用順利進行。從而達到設計要求和抗裂拉力。采用“蓄熱法”進行早期養護是一種好的方法。用塑料膜作為密封層。塑料布間用5cra寬膠帶封口.搭接嚴密.防止混凝土熱量散發.封住水分.保證塑料布內有凝結水。中間鋪設兩層土工布.灑水浸透.最上一層用塑料薄膜覆蓋壓住。在混凝土的終凝前利用混凝土的水化蒸發水達到養護目的。混凝土澆筑5—7天后.混凝土處于開始降溫狀態.揭去薄膜層.僅留一層土工布。在混凝土結構上側兩邊緣采用25mm 塑料管.再隔20—30cra鉆lmm 左右水孔.臨時掛在外露拉條筋上．在混凝土澆筑前.合理設置冷卻水管.冷卻水管采用一25mm塑料管。自來水通過孔口混凝土壁面進行養護.養護不得少于14天。
4結束語
大體積混凝土的裂縫產生原因復雜.在施工中要采用多種措施聯合作用。才可以有效地降低裂縫的產生.工程技術人員和管理部門要提高認識.防微杜漸.確保工程的安全。
參考文獻
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