大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及若干預(yù)防措施

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及若干預(yù)防措施隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，大體積混凝土施工日益增多(如斜拉橋的索塔、承臺及基礎(chǔ)、高層建筑的箱型基礎(chǔ)或筏型基礎(chǔ))，而大體積混凝土施工中普遍會遇到裂縫控制問題，這是因?yàn)榛炷馏w積大，聚集的大量水化熱會導(dǎo)致混凝土內(nèi)外散熱不均勻，在受到內(nèi)外約束的情況下，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力并很可能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，最終為工程結(jié)構(gòu)埋下嚴(yán)重質(zhì)量隱患。因此，大體積混凝土施工中應(yīng)嚴(yán)格控制裂縫產(chǎn)生和發(fā)展，以保證工程質(zhì)量。二、大體積混凝土裂縫類型及裂縫產(chǎn)生原因分析大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要包括干燥收縮裂縫、塑性收縮裂縫、自身收縮裂縫、安定性裂縫、溫差裂縫、碳化收縮裂縫等。1.收縮裂縫混凝土在逐漸散熱和硬化過程中會導(dǎo)致其體積的收縮，對于大體積混凝土，這種收縮更加明顯。如果混凝土的收縮受到外界的約束，就會在混凝土體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的收縮應(yīng)力，當(dāng)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過當(dāng)時的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。影響混凝土收縮的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品種?；炷林械挠盟亢退嘤昧吭礁?，混凝土收縮就越大。水泥品種對干縮量及收縮量也有很大的影響，一般中低熱水泥和粉煤灰水泥的收縮量較小。自身收縮是混凝土收縮的一個主要來源。自身收縮與干縮一樣，是由于水的遷移而引起的。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失，而是因?yàn)樗嗨瘯r消耗水分造成凝膠孔的液面下降形成彎月面，產(chǎn)生所謂的自干燥作用，導(dǎo)致混凝土體的相對濕度降低及體積減小而最終自身收縮。水灰比對自身收縮影響較大，一般來說，當(dāng)水灰比大于0.5時，其自干燥作用和自身收縮與干縮相比小得可以忽略不計(jì)；但是當(dāng)水灰比小于0.35時，體內(nèi)相對濕度會很快降低到80%以下，自身收縮與干縮則幾乎各占一半。自身收縮主要發(fā)生在混凝土拌合后的初期。因此在模板拆除之前，混凝土的自身收縮大部分甚至全部已經(jīng)完成。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應(yīng)力增大，所以在水工大壩施工時早就將自身收縮作為一項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測定和考慮。但是，許多斷面尺寸雖不很大，且水灰比也不算小的混凝土，也必須考慮水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂影響，也需要考慮將溫度收縮和自身收縮疊加的影響。塑性收縮也是大體積混凝土收縮一個主要來源。在水泥活性大、混凝土溫度較高或者水灰比較低的條件下，混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時得到補(bǔ)充，這時混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點(diǎn)拉力，混凝土的表面就會出現(xiàn)分布不規(guī)則的裂縫。出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加快，于是裂縫迅速擴(kuò)展。所以在這種情況下混凝土澆筑后需要及早覆蓋養(yǎng)生。2.溫差裂縫混凝土內(nèi)部和外部的溫差過大會產(chǎn)生裂縫。溫差裂縫產(chǎn)生的主要原因是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。溫差的產(chǎn)生主要有三種情況：第一種是在混凝土澆筑初期，這一階段產(chǎn)生大量的水化熱，形成內(nèi)外溫差并導(dǎo)致混凝土開裂，這種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天(升溫階段)。另一種是在拆模前后，這時混凝土表面溫度下降很快，從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。第三種情況是當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度高達(dá)峰值后，熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值即內(nèi)部溫差。這三種溫差都會產(chǎn)生裂縫，但最嚴(yán)重的是水化熱引起的內(nèi)外溫差。3.安定性裂縫安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂，主要是由于水泥安定性不合格而引起。三、裂縫的防治措施1.設(shè)計(jì)措施（1）精心設(shè)計(jì)混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出“高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高抗拉值”的抗裂混凝土。（2）增配構(gòu)造筋，提高抗裂性能。應(yīng)采用小直徑、小間距的配筋方式，全截面的配筋率應(yīng)在0.3～0.5%之間。（3）避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(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。（4）在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限抗拉強(qiáng)度。喪振（知5糟）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過中應(yīng)充分考慮映施工時的氣候箏特征，合理設(shè)亡置后澆縫，在題正常施工條件駕下，后澆縫間飽距引2伍0殺～紛30云m鑰，保留時間一所般不小受于炕6大0峽天。如不能預(yù)志測施工時的具怖體條件，也可虜臨時根據(jù)具體綠情況作設(shè)計(jì)變滾更。阿扒鏈2建.雖原材料控制措合施連級（殃1千）盡量選用低饒熱或中熱水貝泥水(罷如礦渣水泥、注粉煤灰水譽(yù)泥耽)雨，或利用混凝多土的后期強(qiáng)棋度稅(90韻d趁～猴180d獅)領(lǐng)以降低水泥用餐量，減少水化南熱拖(飲因?yàn)槊考犹潨p偏10k詳g挽水泥，溫度會僵相應(yīng)增鍛減溉1嚇℃流，水化熱與水今泥用量成正凱比戀)限。在條件許可改的情況下，應(yīng)輩優(yōu)先選用收縮屯性小的或具有堤微膨脹性的水集泥。因?yàn)檫@種本水泥在水化膨役脹期騎（芹1論～麥5坦d晉）可產(chǎn)生一定月的預(yù)壓應(yīng)力，宇而在水化后期拴預(yù)壓應(yīng)力可部晨分抵消溫度徐該變應(yīng)力，減少唉混凝土內(nèi)的拉愉應(yīng)力，提高混醬凝土的抗裂能納力。顏施（仍2屬）適當(dāng)攙加粉借煤灰。混凝土趟中摻用粉煤灰賤后，可提高混卻凝土的抗?jié)B性是、耐久性，減硬少收縮，降低淹膠凝材料體系倘的水化熱，提掃高混凝土的抗腎拉強(qiáng)度，抑制君堿骨料反應(yīng)，氏減少新拌混凝側(cè)土的泌水等。感己（互3文）選擇級配良罵好的骨料。骨察料在大體積混句凝土中所占比壘例一般為混凝廊土絕對體積路的音80宴%睡～神83曬%盤，因此在選擇邀骨料時，應(yīng)選映擇線膨脹系數(shù)異小、巖石彈模殺較低、表面清配潔無弱包裹層謊、級配良好的私骨料。一般來廉說，可以選用重?？v徑釣4m曠m券～糞40m預(yù)m杜的粗骨料，盡身量采用中砂，炒嚴(yán)格控制砂、紅石子的含泥作量特(詢石子湊在商1俊%涌以內(nèi)，砂爸在竭2顯%說以蝕內(nèi)攀)緒?？刂扑冶日圃诤?.斥6矛以下。還可以睜在混凝土中摻蹲緩凝劑，減緩扔澆筑速度，以系利于散熱。另競外還可以考慮盼在大體積混凝壞土中摻加堅(jiān)實(shí)絹無裂縫、沖洗眠干凈、規(guī)格抄為對150m剩m攀～形300m膚m恨的大塊石。摻典加大塊石不僅將減少了混凝土辣總用量，降低匪了水化熱，而驢且石塊本身也睡吸收了熱量，桐使水化熱能進(jìn)禽一步降低，對測控制裂縫有一染定好處。私室（杯4扔）適當(dāng)選用高脆效減水劑和引絹氣劑，這對減獲少大體積混凝方土單位用水量紅和膠凝材料用翁量，改善新拌彎混凝土的工作狗度，提高硬化芝混凝土的力學(xué)誠、熱學(xué)、變形簡、耐久性等性挎能起著極為重套要的作用。啊灑悄3容.傻施工方法控制括措施鴉大體散積混凝土施工翅時內(nèi)部應(yīng)適當(dāng)尸預(yù)留一些孔道扎，在內(nèi)部通循眾環(huán)冷水或冷丟氣冷卻，降溫話速度不應(yīng)超知過替0.坊5爆℃良～敏1.袋0椒℃集/城h列。對大型設(shè)備腿基礎(chǔ)可采用分漆塊分層澆推筑傻(笛每層間隔時渣間賄5廳d股～旺7d驟)晌，分塊厚度揪為耀1.0賴m粗～耽1.5盈m頓，以利于水化如熱散發(fā)和減少克約束作用。當(dāng)鐵混凝土澆筑在可巖石地基或厚蓋大的混凝土墊春層上時，在巖您石地基或混凝租土墊層上鋪設(shè)側(cè)防滑隔離戲?qū)又?墾澆二度瀝青膠比撒倚鋪各5m慌m允厚砂子或鋪二弄?dú)秩哂蛧?特，底板高低起塊伏和截面突變刻處，做成漸變繩化形式，以消矩除或減少約束穴作用。此外，如還應(yīng)加強(qiáng)混凝譜土的澆灌振搗鐵，提高密實(shí)度誰。盡可能晚拆酸模，拆模后混史凝土表面溫度蘋不應(yīng)下緩降尺1紙5夠℃嚼以上。盡量采腰用兩次振搗技盯術(shù)，改善混凝獻(xiàn)土強(qiáng)度，提高赴抗裂性。還可尊根據(jù)具體工程降特點(diǎn)，采嗎用謙UE樂A蜓補(bǔ)償收縮混凝崇土技術(shù)。仆衛(wèi)爐4窗.陣溫度控制措施于混凝鹽土溫度和溫度元變化對混凝土禁裂縫是極其敏揉感的。當(dāng)混凝敬土從零應(yīng)力溫頸度降低到混凝瓜土開裂溫度時敏，混凝土拉應(yīng)頁力超過了此時戶的混凝土極限退拉應(yīng)力。因此大，通過應(yīng)降低辜混凝土內(nèi)水化博熱溫度和混凝爭土初始溫度，辨減少和避免裂迅縫風(fēng)險(xiǎn)。苗人工棕控制混凝土溫父度的措施對早咱期因熱原因引老起的裂縫作用汗不明顯。比如土表面保溫材料析保護(hù)可以減少鳴內(nèi)外溫差，但被不可避免地招夜致混凝土體內(nèi)窗溫度很高，從型受約束而導(dǎo)致蜂貫穿裂縫的角躺度看，是一個池潛在惡化裂縫拔的條件。因?yàn)橐后w內(nèi)熱量遲早作是要散發(fā)掉的襯。另外人工控產(chǎn)制混凝土溫度搞還需注意的問窩題是防止過速爹冷卻和超冷，拾過速冷卻不僅模會使混凝土溫傲度梯度過大，醫(yī)而且早期的過徹速超冷會影響北水掛泥灶—縱—貢膠體體系的水抓化程度和早期貢強(qiáng)度，更易產(chǎn)叛生早期熱裂縫憲。超冷會使混著凝土溫差過大逗，引起溫差裂聯(lián)縫澆筑時間盡屈量安排在夜間癢，最大限度降風(fēng)低混凝土