大体积混凝土裂缝产生的原因及措施_混凝土论文发表

分类：建筑设计论文发表 时间：2011-09-28 10:05 关注：(1)

大体积混凝土裂缝产生的原因及措施

彭尚东

摘要：在大体积混凝土施工中，温度应力及温度控制具有相当重要的现实意义，然而，实际施工过程中，虽然谨慎小心，采取了各种防范处理措施，但仍无法避免裂缝的出现，其不仅影响美观，而且往往影响到结构的整体性和耐久性。本文结合工程的特定奈件，从施工角度研讨了如何采取有效措施，来降低大体积混凝土内部温升，有效避免混凝土温度裂缝的产生，以保证的施工质量。

关键词：大体积混凝土；温控防裂；预防措施

近几年来,随着产业结构的调整和经济“又快又好”发展的转型,基本建设领域进一步扩大,大型现代化工业建筑、民用建筑,城市基础设施不断增多。而混凝土以其原材料丰富,适应性强,耐久性好,强度大,施工方便,能源消耗与成本较低,同时又能消化大量的工业废渣等特点,成为一种用途最广,用量最大的建筑材料。建筑物、构筑物地下部分是承受上部巨大荷载的部位,一般几何尺寸都非常大,从建筑技术和经济角度考虑,在现在生产力水平条件下,只能用混凝土作为建筑物、构筑物的基础。随着建筑物、构筑物上部荷载设计越来越大,大体积混凝土基础越来越多地出现在建筑施工技术人员面前。裂缝在混凝土施工中是普遍存在的问题,尤其是大体积混凝土更容易出现裂缝,裂缝一旦形成,特别是出现在建筑物、构筑物的重要部位,危害极大,它会降低构件的承载力和耐久性,从而影响建筑物、构筑物的使用安全。因此如何解决大体积混凝土裂缝是摆在施工技术人员面前的难题。

一、大体积混凝土产生裂缝的原因

1．水泥水化热引起的温度应力和温度变形。大体积混凝土浇筑完后,水泥在水化过程中产生了大量的热量,而且混凝土是热的不良导体,其内部的热量不容易散发,因而随着水泥水化反应的深入,混凝土内部的温度越来越高,而表层温度基本等于室外环境温度,这就形成了混凝土内外温差。温度应力与温差成正比,温差越大,温度应力越大,而早期混凝土强度较低,当温度应力超过混凝土内外约束时,就会产生裂缝。在混凝土内部升温阶段,混凝土内部膨胀,内部的应力为压应力;混凝土的外部相对内部收缩,外部的应力为拉应力,而且混凝土的抗压强度远远高于抗拉强度,因此在混凝土内部升温阶段,混凝土内部不会开裂,当其外部在温度拉应力超过混凝土抗拉强度时,产生了表层裂缝。在混凝土内部降温阶段,混凝土内部收缩,外部也在收缩,但外部混凝土由于受钢筋、模板、裂缝处混凝土的约束,收缩量较小,外部相对于内部为膨胀,因此在混凝土内部应力表现为拉应力,在混凝土外部表现为压应力,混凝土的抗压强度远远高于抗拉强度,这样在混凝土外部裂缝不会加剧。在内部,当温度拉应力超过混凝土抗拉强度时,内部混凝土开裂,从而把混凝土升温阶段的表层裂缝发展为深层裂缝和贯穿裂缝。如果混凝土中水泥在水化过程中产生的热量较小,混凝土内部温值升高不大,内部膨胀量较小,温度应力较小,当内外温差小于20℃时,温度应力小于混凝土外部抗拉强度,混凝土不会产生裂缝;并且在混凝土内部降温时,混凝土内部的温度应力肯定会小于内部的抗拉强度,混凝土内部不会开裂。

2．外界气温的变化对混凝土内外温差的影响。混凝土内部温度是由水泥水化热引起的绝对热温度、混凝土入模温度、散热温度三者的叠加。绝对热温度随着水泥水化反应的加剧温度升高较快,散热温度由于混凝土是热的不良导体,降温较慢。当气温下降,特别是在混凝土刚浇筑完后,气温骤降,会大大增加混凝土外部与内部的温差,造成混凝土内部的膨胀量和外部的收缩量增大,产生温度应力,使大体积混凝土产生裂缝。

二、保证大体积混凝土质量的措施

1．选择合适水泥。采用“海螺”42.5普硅水泥。

2．减少水泥用量。采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或靶化剂等措施以减少混凝上中的水泥用量、减少水泥水化热，降低混凝土的温升值，在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将42.5水泥用量控制在375kt;／m2，提高水泥浆与骨料的粘结力提高的混凝土抗裂性能。

3．掺外加剂，控制水灰比。根据设计要求，混凝土中掺加水泥用量4%的复合液，它具有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂4种外加剂的功能。溶液中的糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20%左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到5h左右。掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地捉高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。

4．严格控制混凝土入模温度。施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水预先放入80m3的地下蓄水池中降温。使入模温度控制在25C以下。

5．加强技术管理。由南向北不间断地推进。根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑．循序推进，一次到顶”的方法。

这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好五六详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。

6．合理组织劳动力及机械设备。施工人员分两大班四六制作业。每班交接班工作提前半小时完成，人不到岗不准换班，并明确接班注意事项，以免交接班过程带来质量隐患。 浇筑采用两台泵泵送，以免接、拆泵管或堵管时混凝土出现冷缝。砂、石采用自动配料机配料，ZL30装载机配合。每台泵输出混凝土量为25m3／h左右。

7．采用切实可行的施工工艺。混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实，由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。