大體積混凝土裂縫的預(yù)防策略

1、大體積混凝土裂縫的預(yù)防策略    摘要：大體積混凝土裂縫一旦形成,特別是重要的結(jié)構(gòu)部位出現(xiàn)貫穿裂縫, 危害極大,不僅會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性, 削弱構(gòu)件的承載力, 而且還可能危害到構(gòu)造物的安全。文章分析大體積混凝土裂縫的形成原因，探討大體積混凝土裂縫的預(yù)防策略。 關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；形成原因；預(yù)防策略 Abstract: mass concrete crack once formed, especially important structure parts appear throughout the crack, great harm, not on

2、ly can reduce the durability of structures, weaken the bearing capacity of the component, but also could harm to the safety of the slope. This paper analyzes the formation of mass concrete crack reason, this paper discusses the mass concrete crack prevention strategies. Keywords: mass concrete; Crac

3、k; Formation reasons; Prevention strategies 中圖分類號(hào)： TV544+.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： 當(dāng)前，裂縫問題已成為大體積混凝土結(jié)構(gòu)的重要研究課題, 探討大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和機(jī)理, 并在此基礎(chǔ)上提出合理的防治措施, 對保證混凝土結(jié)構(gòu)正常、安全有重要的意義。 一、 大體積混凝土裂縫的形成原因 大體積混凝土裂縫按產(chǎn)生原因可分為兩類: 一是結(jié)構(gòu)型裂縫, 是由外荷載作用產(chǎn)生的, 包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫；二是非結(jié)構(gòu)性裂縫, 即在非荷載作用下引起的裂縫, 主要是由水泥水化過程中釋放的水化熱引起的溫度變化和混

4、凝土收縮而產(chǎn)生的。本文主要探討非結(jié)構(gòu)性裂縫。 1、溫度裂縫 混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形, 若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。大體積混凝土的溫度裂縫產(chǎn)生原因主要有兩個(gè)方面: 一是混凝土的內(nèi)部因素,主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差；二是混凝土的外部因素,主要是結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束, 阻止混凝土收縮變形, 從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力, 一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的極限抗拉強(qiáng)度時(shí), 即會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。 2、收縮裂縫 混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必須的,而約80%的水分是要蒸發(fā)的。多余水分的蒸發(fā)必然

5、會(huì)引起混凝土體積的收縮?；炷潦湛s種類很多,其中塑性收縮和干燥收縮是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因, 此外還有自身收縮和碳化收縮。 3、安定性裂縫 安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂, 主要是因水泥安定性不合格而引起的, 本文不予討論。 二、 大體積混凝土裂縫的預(yù)防策略 對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工, 應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)、受力狀況、約束條件等因素進(jìn)行綜合考慮, 從工程結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)、材料性能、施工工藝、養(yǎng)護(hù)方法等方面采取綜合防治措施, 才能確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量, 預(yù)防各種裂縫的出現(xiàn)。 1、合理設(shè)計(jì), 優(yōu)化結(jié)構(gòu) （1）充分利用混凝土的后期強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)中考慮采用后期強(qiáng)度（60d）作為設(shè)計(jì)值, 以減少混凝土單

6、方用灰量, 從而降低水化熱。 （2）合理選擇結(jié)構(gòu)型式, 盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中, 在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。增配構(gòu)造筋提高抗裂性能。配筋宜采用小直徑、小間距。 （3）設(shè)置后澆帶, 降低每次澆筑的蓄熱量。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 可在適當(dāng)位置設(shè)置后澆帶, 將大體積混凝土分成若干塊澆筑, 在施工后期再將分塊的混凝土連成一個(gè)整體, 這樣既可以降低每次澆筑的蓄熱量, 又可以放松約束程度。 （4）設(shè)置滑動(dòng)、緩沖層, 以消除嵌固, 減少約束。當(dāng)?shù)鼗鶠檐浲恋鼗鶗r(shí), 可采用砂墊層加固地基,減小地基對混凝土基礎(chǔ)的約束作用, 同時(shí)提高地基的承載能力, 減小地下水的影響。當(dāng)?shù)鼗鶠閳?jiān)硬巖基時(shí), 可

7、在基礎(chǔ)底部設(shè)置滑動(dòng)層, 如鋪設(shè)油氈、瀝青、砂漿層等。 2、合理選材, 優(yōu)化配比 合理的配合比, 應(yīng)具有較低的水泥用量, 較低的水化熱, 較低的水灰比, 防止水化溫過高, 同時(shí)具有較好的和易性和可泵性。 3、合理施工, 控制重點(diǎn) （1）施工溫度控制。一是混凝土澆注入倉溫度。與混凝土水化熱一樣, 混凝土澆注入倉溫度也是影響大體積混凝土質(zhì)量的一個(gè)重要因素。澆注溫度直接影響混凝土體內(nèi)的溫度場, 引起混凝土內(nèi)部收縮開裂縫。在高溫施工季節(jié), 可采用冷卻拌和用水, 對砂石料進(jìn)行遮陽覆蓋, 并用水噴淋冷卻的方法,最大限度的降低混凝土入模溫度。二是混凝土澆注溫度。主要是混凝土出拌和機(jī)后, 經(jīng)運(yùn)輸、平倉、振搗等過

8、程之后的溫度。夏季施工應(yīng)盡量安排在1 天中溫度最低時(shí)（一般安排在夜間）,冬季施工則要避免夜間施工,防止混凝土受凍。 （2）加強(qiáng)施工中混凝土內(nèi)外溫度控制。施工中混凝土溫度的控制宜采用“外保內(nèi)降”或“外蓄內(nèi)散”的方法, 來提高混凝土的表面溫度、降低混凝土的中心溫度，以減小混凝土內(nèi)外溫差和溫度梯度,防止溫度裂縫的出現(xiàn)。混凝土澆筑凝固后, 在混凝土的表面采用保溫材料或者蓄水來減緩表層混凝土降溫速度?；炷翝仓尚秃? 可通過埋設(shè)在其內(nèi)部的冷卻水管進(jìn)行冷水循環(huán)降溫, 以減少混凝土的內(nèi)外溫差。 （3）加強(qiáng)施工溫度監(jiān)測。對大體積混凝土內(nèi)部各部位進(jìn)行溫度跟蹤監(jiān)測, 可以及時(shí)準(zhǔn)確地掌握混凝土各個(gè)部位的溫度變化,

9、 以便采取處理措施降低內(nèi)部溫度, 保證工程質(zhì)量。混凝土溫升最快的階段在澆注后的15d, 在這段期間，宜每30min 讀取數(shù)據(jù)一次, 以后數(shù)據(jù)的讀取時(shí)間可以延長。 （4）控制拆模時(shí)間。混凝土在實(shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25以內(nèi)，預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過9以上允許拆模。 （5）保溫保濕養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內(nèi)表溫差，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。對于大體積混凝土，夏季施工有條件時(shí)宜采用蓄水養(yǎng)護(hù)，冬季施工時(shí)，可采用麻袋覆蓋，側(cè)面采用碘鎢燈照射養(yǎng)護(hù)

10、。 4、正確判別大體積混凝土結(jié)構(gòu) 目前國內(nèi)大體積混凝土尚無一個(gè)明確的尺寸界定標(biāo)準(zhǔn)，國外的定義也不盡相同。日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(JASS5) 規(guī)定: “結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm 以上，同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過25的混凝土，稱為大體積混凝土”。美國混凝土學(xué)會(huì)(ACI)規(guī)定: “任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂”。 因此，大體積混凝土不是由其絕對截面尺寸的大小決定的，而是由是否會(huì)產(chǎn)生水化熱引起的溫度收縮應(yīng)力來定性的，但水化熱的大小又與截面尺寸有關(guān)。 由于對大體積混凝土沒有統(tǒng)一定義，以截面尺寸來簡單判斷是否是大體積混凝土的現(xiàn)象比較常見，給工程帶來不同程度的損失。例如: 有些工程雖然厚度達(dá)到80cm(或1m)，但也不屬于大體積混凝土的范疇，業(yè)主卻要求施工單位按大體積混凝土標(biāo)準(zhǔn)施工, 造成不必要的浪費(fèi)；有些工程雖然厚度未達(dá)到80cm(或1m)，但水化熱卻較大，施工單位卻沒有按大體積混凝土的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工，造成結(jié)構(gòu)裂縫，結(jié)果采取種種措施加以補(bǔ)救，又造成額外費(fèi)用。 三、 結(jié)束語 防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，工程千差萬別，只要我們了解掌握各種裂縫的發(fā)生機(jī)理，精心選擇原材料，優(yōu)化配合比，