土建工程大體積混凝土施工裂縫

大體積混凝土施工的分析探討以防為主(保溫保濕養(yǎng)護(hù)為主要措施)，抗放兼施以防為主(保溫保濕養(yǎng)護(hù)為主要措施)，抗放兼施的原則大體積混凝土定義混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。大體積混凝土裂縫影響因素與控制措施1、影響因素：溫度裂縫：摻合料占膠凝材料的用量，澆筑的混凝土強(qiáng)度，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間（混凝土里表溫差一致的時(shí)間間隔），混凝土里表溫差?；炷晾锉頊夭铋g接影響因素為水泥水化熱、水泥含量。2、預(yù)控措施：粉煤灰摻量不宜超過(guò)膠凝材料用量的40%；礦渣粉的摻量不宜超過(guò)膠凝材料用量的50%；粉煤灰和礦渣粉摻合料的總量不宜大于混凝土中膠凝材料用量的50%。大體積混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)宜在C25～C40的范圍內(nèi)，并可利用混凝土60d或90d的強(qiáng)度作為混凝土配合比設(shè)計(jì)、混凝土強(qiáng)度評(píng)定及工程驗(yàn)收的依據(jù)。保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間不得少于14d，應(yīng)經(jīng)常檢查塑料薄膜或養(yǎng)護(hù)劑涂層的完整情況，保持混凝土表面濕潤(rùn)。保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行，當(dāng)混凝土的表面溫度與環(huán)境最大溫差小于20℃時(shí)，可全部拆除?；炷翝仓K體的里表溫差(不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度)不宜大于25℃；混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃；混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d；混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不宜大于50℃。大體積混凝土的模板,結(jié)合大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)。大體積混凝土的拆模時(shí)間，混凝土澆筑體表面與大氣溫差不應(yīng)大于20℃。大體積混凝土有條件時(shí)宜適當(dāng)延遲拆模時(shí)間，拆模后，應(yīng)采取預(yù)防寒流襲擊、突然降溫和劇烈干燥等措施。應(yīng)選用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，大體積混凝土施工所用水泥其3d天的水化熱不宜大于240kJ/kg，7d天的水化熱不宜大于270kJ/kg。拌和水用量不宜大于175kg/m3。水膠比不宜大于0.55。三、大體積混凝土的裂縫的危害大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴(yán)重的；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。出現(xiàn)裂縫并不是絕對(duì)地影響結(jié)構(gòu)安全，它都有一個(gè)最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.3mm；處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.2mm。對(duì)于地下或半地下結(jié)構(gòu)，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當(dāng)裂縫寬度在0.1~0.2mm時(shí)，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，裂縫可以自愈。如超過(guò)0.2~0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應(yīng)盡量避免超過(guò)0.3mm貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結(jié)構(gòu)的使用，必須進(jìn)行化學(xué)灌漿加固處理。四、大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因在工業(yè)與民用建筑的設(shè)備基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、筏基底板、立墻及地下隧道等大體積混凝土施工中，由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化，而導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫現(xiàn)象。大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：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，混凝土抗壓強(qiáng)度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過(guò)混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi)，一般不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，但卻對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響，必須予以重視和加以控制。因此，控制混凝土澆筑體因水泥水化熱引起的升溫、混凝土澆筑體的里外溫差及降溫速度，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫是施工技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題，必須認(rèn)真對(duì)待。造成大體積混凝土施工裂縫的原因是復(fù)雜的，而且是綜合性的，主要有以下幾種：1.溫度原因1）由于溫差較大引起的混凝土結(jié)構(gòu)在硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，混凝土內(nèi)部膨脹高于外部，此時(shí)混凝土表面將受到很大的拉應(yīng)力，而混凝土的早期抗拉強(qiáng)度很低，因而出現(xiàn)裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開(kāi)表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。2）由結(jié)構(gòu)溫差較大，受到外界的約束引起的，當(dāng)大體積混凝土澆筑在約束地基（例如樁基）上時(shí)，又沒(méi)有采取特殊措施降低，放松或取消約束，或根本無(wú)法消除約束，易發(fā)生深進(jìn)，直至貫穿的溫度裂縫。2.沉降伸縮裂縫當(dāng)然混凝土沉縮裂縫在大體積混凝土（特別是泵送大流態(tài)混凝土）施工中也是非常多的。混凝土澆筑成型后，養(yǎng)護(hù)工作不到位，沒(méi)有及時(shí)地進(jìn)行表面履蓋，表面水份散失過(guò)快，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部與外部不均勻收縮。其表面干收縮大于其內(nèi)部干收縮值。由于此干縮快慢差而形成的混凝土表面拉應(yīng)力，也是混凝土產(chǎn)生裂縫的重要原因。主要表現(xiàn)在振搗不密實(shí)，沉實(shí)不足，或者骨料下沉，表層浮漿過(guò)多，混凝土澆筑后，沒(méi)有及時(shí)抹壓實(shí)（特別是初凝前的二次拌壓），且表面覆蓋不及時(shí)，受風(fēng)吹日曬，表面水份散失快，產(chǎn)生干縮，混凝土早期強(qiáng)度又低，不能抵抗這種變形而導(dǎo)致開(kāi)裂。五、大體積混凝土裂縫施工過(guò)程的控制針對(duì)以上所分析的裂縫形成原因，我們可以采用以下措施加以控制：1.嚴(yán)格控制混凝土的組成材料大體積混凝土一般都是采用商品混凝土和泵送工藝澆筑，泵送商品混凝土對(duì)原材料的技術(shù)指標(biāo)要求很高。因此，首先混凝土的生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和計(jì)量的精確應(yīng)得到有效保障，組成混凝土的所有材料應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，以確保混凝土的質(zhì)量。1）水泥品種的選擇。應(yīng)根據(jù)大體積混凝土的特點(diǎn)，既要注意水泥的水化熱，又要注意水泥的收縮作用，選用低水化熱、低收縮的水泥，如抗硫酸鹽水泥、粉煤灰水泥、礦渣水泥，而不要采用早強(qiáng)型水泥。2）外加劑使用。采用緩凝劑、減水劑，延緩混凝土的凝結(jié)硬化速度，充分利用外加劑（特別是緩凝劑）的特性。適量摻入粉煤灰、礦渣粉摻和物等，在盡量少用水泥的基礎(chǔ)上，摻入一定量的粉煤灰，以保證膠凝材料的總量。摻入適量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰可以代替和節(jié)約水泥，一般摻量為水泥重量的15%~20%，粉煤灰在混凝土中主要起物理填充作用，加強(qiáng)了粉末效應(yīng)，增加了混凝土的密實(shí)度，可以改善混凝土的工作度，改善施工性能，減少混凝土的泌水和離析現(xiàn)象，減少收縮。粉煤灰還能夠延緩水化熱峰值的出現(xiàn)，降低溫度峰值。粉煤灰和減水劑同時(shí)摻入混凝土中，可以降低水灰比，減少水泥漿量，提高混凝土的可泵性。3）粗細(xì)骨料的選擇。配制大體積混凝土，應(yīng)選用細(xì)度模數(shù)在2.7~3.1之間的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值為0.33，以合理粗細(xì)骨料的比例，砂率過(guò)高意味著細(xì)骨料多，粗骨料少，增加了收縮，對(duì)抗裂不利。碎石應(yīng)采用粒徑5-31.5mm，含泥量不大于1%，級(jí)配良好彈性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率應(yīng)盡可能小一些，以利于降低收縮。4）混凝土的配合比設(shè)計(jì)。優(yōu)化合理地選擇混凝土的強(qiáng)度和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際要求，合理利用混凝土的后期強(qiáng)度，如60天、90天或更長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)度。2.優(yōu)化混凝土的施工過(guò)程1）認(rèn)真合理編制大體積混凝土施工方案。組織施工管理人員和施工班組詳細(xì)交底，分清職責(zé)，檢查設(shè)備和做好物資儲(chǔ)備，在澆筑混凝土過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案的施工線路實(shí)施澆筑。2）嚴(yán)格控制坍落度。在施工中控制各車(chē)發(fā)出、到達(dá)時(shí)間，混凝土坍落度各車(chē)不要有大的差異，澆筑基礎(chǔ)時(shí)底板坍落度可控制在100—140mm，也可根據(jù)天氣狀況適時(shí)調(diào)整?；炷翝补鄷r(shí)，攪拌車(chē)在卸料前，要求高速運(yùn)轉(zhuǎn)一分鐘，確保進(jìn)入泵車(chē)受料斗的混凝土質(zhì)量均勻。3）大體積混凝土的澆筑應(yīng)合理分段，分層進(jìn)行，使混凝土高度均勻上升，混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，在前層混凝土初凝前必須把后層混凝土澆上。澆筑應(yīng)在室外氣溫較低時(shí)進(jìn)行，混凝土澆筑氣溫不宜超過(guò)28℃，在炎熱的氣候條件下應(yīng)采取降溫措施。4）在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次振搗措施。在施工中適時(shí)增加抹面次數(shù)，不得少于3遍，采取人機(jī)抹面對(duì)消除表面裂縫是有效的。5）大體積混凝土澆筑必須安排專人負(fù)責(zé)監(jiān)控混凝土里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度，在混凝土澆筑后，每晝夜可不應(yīng)少于4次；入模溫度的測(cè)量，每臺(tái)班不少于2次。如有異常情況，及時(shí)上報(bào)，采取措施，處理解決。3.加強(qiáng)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)在盡量減小混凝土內(nèi)部溫升的前提下，大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)關(guān)鍵工作，必須切實(shí)做好，對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度條件，保溫的目的有兩個(gè)，一是減小混凝土表面的熱擴(kuò)散，減小混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫；二是延長(zhǎng)散熱時(shí)間，充分發(fā)揮混凝土強(qiáng)度的潛力和材料松馳特性，使平均總溫差對(duì)混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，防止產(chǎn)生貫穿性裂縫。潮濕養(yǎng)護(hù)的作用：一是剛澆筑不久的混凝土，尚處在凝固硬化階段，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生干縮裂縫；二是混凝土在保溫（25—40℃）及潮濕條件下可使水泥的水化作用順利進(jìn)行，提高混凝土的極限拉伸和抗拉強(qiáng)度，使早期抗拉能力增長(zhǎng)很快。在施工過(guò)程中早期因水泥水化熱使混凝土內(nèi)部濕度很高，如過(guò)早拆模，混凝土表面溫度較低，形成很陡的溫度梯度，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，這對(duì)于早期強(qiáng)度低，極限拉伸小的混凝土處于不利的溫度條件下，就極易形成裂縫。因此大體積混凝土除要求強(qiáng)度外，還必須防止內(nèi)外溫差太大而引起裂縫。正確規(guī)定拆模時(shí)間對(duì)防止裂縫的開(kāi)展關(guān)系較大，要應(yīng)盡量延遲模板拆除時(shí)間，五、結(jié)語(yǔ)通過(guò)以上分析探討，目前大體混凝土施工要做到優(yōu)化配合比，選用良好級(jí)配的骨料，嚴(yán)格控制砂石質(zhì)量，降低水灰比，以降低混凝土最高溫升，降低混凝土所受的拉應(yīng)力。同時(shí)，要加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理?；炷翝仓?，應(yīng)盡快回填土，加以養(yǎng)護(hù)。大體積混凝土控制的目標(biāo)：防止裂縫的發(fā)生。裂縫發(fā)生的主要原因：溫度裂縫。措施：以防為主(保