大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫施工控制措施

1、大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫施工控制措施 一、概述美國混凝土學(xué)會的定義：任何現(xiàn)澆混凝土，其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，即最大限度減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。日本建筑學(xué)會的標(biāo)準(zhǔn)的定義是：結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上；水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度和外界氣溫之差，預(yù)計(jì)超過25的混凝土，稱為大體積混凝土。我國有的規(guī)范認(rèn)為：當(dāng)基礎(chǔ)邊長大于20米，厚度大于1米，體積大于400立方米時稱為大體積混凝土。大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，裂縫一般在混凝土澆注短期內(nèi)形成，此時設(shè)計(jì)荷載尚未作用于結(jié)構(gòu)上，因此由外荷載引起裂縫的可能性很小。但由于水泥的水化作用是放熱反應(yīng)，大體積混凝土自身又具有一定

2、的保溫性能，因此其內(nèi)部溫升幅度較其表層的溫升幅度要大得多，而在混凝土升溫峰值過后的降溫過程中，內(nèi)部降溫速度又比其表層慢得多，在這些過程中，混凝土各部分的溫度變形及由于其相互約束及外界約束的作用而在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，是相當(dāng)復(fù)雜的。一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，混凝土就會出現(xiàn)裂縫。本文著重介紹大體積混凝土施工裂縫控制。二、裂縫產(chǎn)生的原因大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產(chǎn)生的主要影響因素如下：1、水泥水化熱的影響水泥水化過程中要產(chǎn)生一定的熱量，是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來源。由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集不易散失，引起急劇升溫。由于混凝土導(dǎo)熱性能

3、較差，澆注初期混凝土的彈性模量和強(qiáng)度都很低，對水化熱急劇升溫引起變形約束不大，溫度應(yīng)力也就較小。隨著混凝土齡期增長，彈性模量和強(qiáng)度相應(yīng)提高，對混凝土降溫收縮變形的約束愈來愈強(qiáng)，即產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗該溫度應(yīng)力時，便開始產(chǎn)生溫度裂縫。2、混凝土收縮的影響混凝土在空氣中硬結(jié)時體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土收縮?；炷猎诓皇芡饬Φ那闆r下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時，將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結(jié)硬過程中產(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。3、外界氣溫濕

4、度變化的影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對預(yù)防大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起著很大的影響。混凝土內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。4、其他因素的影響建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降也會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫會隨著基礎(chǔ)沉降而不斷的增大，待地基下沉穩(wěn)定后，將不會變

5、化。混凝土配合比不良會造成混凝土塑性沉降裂縫，一般是混凝土配合比中，粗骨料級配不連續(xù)、數(shù)量不夠，砂率及水灰比不當(dāng)所造成的裂縫。水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學(xué)反應(yīng)也會產(chǎn)生裂縫。三、防止產(chǎn)生裂縫的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、防水性、危害嚴(yán)重，必須加以控制，大體積開裂主要是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程，包括選擇混凝土組成材料、施工安排、澆筑前后降低混凝土的措施和養(yǎng)護(hù)保溫等。1、優(yōu)選混凝土各種原材料1.1、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

6、化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應(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。1.2、骨料的選擇在選擇粗骨料時，可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級配良好的石子。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。在選擇細(xì)骨料時，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對混凝土的裂縫控制有重要作用。1.3、摻加外加劑摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動性，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，同時可

7、明顯延緩水化熱釋放速度。2、混凝土澆筑過程控制措施2.1、控制混凝土入模溫度入模溫度的高低，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)場對堆在露天的砂石用布覆蓋，以減少陽光對其的輻射，同時對澆筑前的砂石用冷水降溫。在攪拌過程中向混凝土中添加涼水。如果是在冬季進(jìn)行施工，因?yàn)橐乐乖缙诨炷帘粌鰡栴}。在澆筑混凝土以前還應(yīng)該對基礎(chǔ)及新混凝土接觸的冷壁用蒸汽預(yù)熱，對原材料應(yīng)視氣溫高低進(jìn)行加熱。 2.2、嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度，一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時間，移動距離和插入深度

8、，嚴(yán)防漏振。2.3、砼溫度控制、監(jiān)測與養(yǎng)護(hù)1)、溫度控制、監(jiān)測為降低大體積混凝土的水化熱，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)確地測量出砼內(nèi)部溫度，在砼中預(yù)埋測溫管，用水銀溫度計(jì)測溫。上下層溫差控制在1520之內(nèi)。根據(jù)各測點(diǎn)的溫度，可及時繪制出混凝土內(nèi)部溫度變化曲線，對照混凝土理論計(jì)算值，分析存在的問題，及時采取相應(yīng)的技術(shù)措施。3)、砼養(yǎng)護(hù)砼養(yǎng)護(hù)是大體積砼施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土的內(nèi)外溫差，促進(jìn)砼強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。從砼澆筑完成到終凝這段時間的養(yǎng)護(hù)對砼而言十分重要?；炷翝仓戤吅?，在其頂面及時加以覆蓋，要求覆蓋嚴(yán)密，并經(jīng)常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用有二：一是蓄水保溫，防止表面水分蒸發(fā)和抵抗受太陽輻射與刮風(fēng)時溫度驟變，二是保持內(nèi)外溫差的穩(wěn)定。2.4、健全施工組織管理：在制訂技術(shù)措施和質(zhì)