論大體積混凝土施工中控制裂縫的綜合措施.doc

大體積混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中常見(jiàn)，如工業(yè)建筑中的設(shè)備基礎(chǔ)；在高層建筑中地下室底板、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層；各類(lèi)結(jié)構(gòu)的厚大樁承臺(tái)或基礎(chǔ)底板以及橋梁的墩臺(tái)等。其上有巨大的荷載，整體性要求高，往往不允許留施工縫，要求一切連續(xù)澆筑完畢。另外，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚積在內(nèi)部不易散發(fā)，澆筑初期混凝土內(nèi)部溫度顯著升高，而表面散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，如溫差過(guò)大則易于在混凝土表面產(chǎn)生裂紋。一般混凝土的硬化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生體積收縮，而且在澆筑后期，混凝土內(nèi)部逐漸冷卻也產(chǎn)生收縮，由于受到基底或已澆筑的混凝土的約束，接觸處將產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力，在混凝土正截面形成拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)齡期的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂縫，甚至?xí)灤┱麄€(gè)混凝土斷面，由此帶來(lái)嚴(yán)重的危害。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑中，上述兩種裂縫都應(yīng)設(shè)法防止。 一、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的種類(lèi)、形態(tài) 1、表面裂縫 這種裂縫在混凝土升溫階段和降溫階段都有可能發(fā)生，在混凝土熱量通過(guò)表面向周?chē)h(huán)境散發(fā)過(guò)程中，表面溫度低于內(nèi)部溫度，形成內(nèi)外溫差。當(dāng)這種溫差沿著厚度方向呈非線性分布時(shí)，引起混凝土的非均勻變形。起初混凝土處于塑性狀態(tài)，凝結(jié)硬化過(guò)程中，其彈性模量隨強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，當(dāng)溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。 2、貫穿裂縫 這種裂縫一般發(fā)生在降溫階段，大體積混凝土基礎(chǔ)呈降漸收縮狀態(tài)，降溫收縮受到基底及自身約束作用，產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。這種收縮裂縫有時(shí)會(huì)貫穿全斷面，成為結(jié)構(gòu)裂縫?；准白陨順?gòu)造約束作用越強(qiáng)，平均溫度峰值越高，貫穿裂縫出現(xiàn)的可能性越大。降溫階段經(jīng)歷時(shí)間較長(zhǎng)，大約從3d5d開(kāi)始，延續(xù)1個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間。降溫收縮與混凝土硬化收縮呈疊加趨勢(shì)，硬化收縮會(huì)大幅度加劇裂縫出現(xiàn)的可能性與程度。 3、深層裂縫 深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性。 二、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因 1、水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形 2、內(nèi)外約束條件的影響 3、外界氣溫變化的影響 4、砼的收縮變形 （1）砼的塑性收縮變形 塑性收縮裂縫發(fā)生在砼硬化之前，砼仍處于塑性狀態(tài)，它的產(chǎn)生主要是上部砼的均勻沉降受到了限制，如遇到鋼筋或大的砼骨料，或者平面面積較大的砼，其水平方向的減縮比垂直方向更難時(shí)，這樣會(huì)形成不規(guī)則的深裂縫。這種裂縫不僅發(fā)生在大體積砼之中，一般平面尺寸較大，厚度較薄的結(jié)構(gòu)構(gòu)件也會(huì)出現(xiàn)這種裂縫，防止這種裂縫的最好辦法是，連續(xù)澆筑與修整抹面，并立即養(yǎng)護(hù)，保護(hù)砼免受風(fēng)吹日曬。 （2）砼的體積變形 砼終凝以后會(huì)發(fā)生體積變化，既可能收縮也可能膨脹，其變化幅度介于4010-6和10010-6之間，溫度較高，水泥用量較多，自身體積變形將趨于增大。 （3）干燥收縮 （4）砼勻質(zhì)性的影響 三、質(zhì)量控制要點(diǎn) 1、施工方案的編制應(yīng)做到科學(xué)合理，內(nèi)容包括以下六個(gè)方面措施： （1）材料要求和配合比設(shè)計(jì)； （2）分層分塊澆搗措施； （3）混凝土的攪拌、運(yùn)輸和澆筑方案； （4）混凝土降溫措施； （5）混凝土的測(cè)溫措施； （6）養(yǎng)護(hù)措施 四、質(zhì)量控制措施 1、材料控制 （1）水泥：優(yōu)先采用低強(qiáng)度水泥，水泥含堿量應(yīng)小于0.6%，此外，應(yīng)進(jìn)行水化熱檢驗(yàn)，7d水化熱不宜大于250KJ/Kg。 （2）骨料：粗骨料應(yīng)采取連續(xù)級(jí)配或合理的摻配比例，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.25%；細(xì)骨料選用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.5%。 （3）摻合料：優(yōu)先采用磨細(xì)礦粉，因其比粉煤灰更具耐久性，更有效降低每立方米砼中的水泥用量。 （4）膨脹劑：摻入適量膨脹劑，它能對(duì)砼起補(bǔ)償收縮作用，減少砼的溫度應(yīng)力，但含堿量不應(yīng)大于0.75%。 （5）外加劑：選用低收縮率的外加劑，應(yīng)有7d、28d收縮率試驗(yàn)報(bào)告，任何齡期砼的收縮率均不得大于基準(zhǔn)砼的收縮率、外加劑每立方米砼帶入堿量不得超過(guò)1Kg，選用高效的緩凝劑和減水劑，減少水泥用量，推遲水化熱的峰值期。 2、優(yōu)化混凝土配合比 （1）現(xiàn)場(chǎng)砼坍落度：泵送宜為80140mm，坍落度允許偏差15mm，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)坍落度損失不應(yīng)大于30mm/h，總損失不應(yīng)大于60mm。 （2）盡可能降低砼的干縮與溫差收縮，由于砼最高純熱值溫升Tmax與每m3砼內(nèi)的水泥用量成線性正比關(guān)系，應(yīng)根據(jù)選用的原材料不同、水泥試驗(yàn)的富余標(biāo)號(hào)不同，進(jìn)行各種試配，最后確定最佳配合比。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中常見(jiàn)，如工業(yè)建筑中的設(shè)備基礎(chǔ)；在高層建筑中地下室底板、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層；各類(lèi)結(jié)構(gòu)的厚大樁承臺(tái)或基礎(chǔ)底板以及橋梁的墩臺(tái)等。其上有巨大的荷載，整體性要求高，往往不允許留施工縫，要求一切連續(xù)澆筑完畢。另外，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚積在內(nèi)部不易散發(fā)，澆筑初期混凝土內(nèi)部溫度顯著升高，而表面散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，如溫差過(guò)大則易于在混凝土表面產(chǎn)生裂紋。一般混凝土的硬化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生體積收縮，而且在澆筑后期，混凝土內(nèi)部逐漸冷卻也產(chǎn)生收縮，由于受到基底或已澆筑的混凝土的約束，接觸處將產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力，在混凝土正截面形成拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)齡期的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂縫，甚至?xí)灤┱麄€(gè)混凝土斷面，由此帶來(lái)嚴(yán)重的危害。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑中，上述兩種裂縫都應(yīng)設(shè)法防止。 一、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的種類(lèi)、形態(tài) 1、表面裂縫 這種裂縫在混凝土升溫階段和降溫階段都有可能發(fā)生，在混凝土熱量通過(guò)表面向周?chē)h(huán)境散發(fā)過(guò)程中，表面溫度低于內(nèi)部溫度，形成內(nèi)外溫差。當(dāng)這種溫差沿著厚度方向呈非線性分布時(shí)，引起混凝土的非均勻變形。起初混凝土處于塑性狀態(tài)，凝結(jié)硬化過(guò)程中，其彈性模量隨強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，當(dāng)溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。 2、貫穿裂縫 這種裂縫一般發(fā)生在降溫階段，大體積混凝土基礎(chǔ)呈降漸收縮狀態(tài)，降溫收縮受到基底及自身約束作用，產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。這種收縮裂縫有時(shí)會(huì)貫穿全斷面，成為結(jié)構(gòu)裂縫?；准白陨順?gòu)造約束作用越強(qiáng)，平均溫度峰值越高，貫穿裂縫出現(xiàn)的可能性越大。降溫階段經(jīng)歷時(shí)間較長(zhǎng)，大約從3d5d開(kāi)始，延續(xù)1個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間。降溫收縮與混凝土硬化收縮呈疊加趨勢(shì)，硬化收縮會(huì)大幅度加劇裂縫出現(xiàn)的可能性與程度。 3、深層裂縫 深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性。 二、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因 1、水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形 2、內(nèi)外約束條件的影響 3、外界氣溫變化的影響 4、砼的收縮變形 （1）砼的塑性收縮變形 塑性收縮裂縫發(fā)生在砼硬化之前，砼仍處于塑性狀態(tài)，它的產(chǎn)生主要是上部砼的均勻沉降受到了限制，如遇到鋼筋或大的砼骨料，或者平面面積較大的砼，其水平方向的減縮比垂直方向更難時(shí)，這樣會(huì)形成不規(guī)則的深裂縫。這種裂縫不僅發(fā)生在大體積砼之中，一般平面尺寸較大，厚度較薄的結(jié)構(gòu)構(gòu)件也會(huì)出現(xiàn)這種裂縫，防止這種裂縫的最好辦法是，連續(xù)澆筑與修整抹面，并立即養(yǎng)護(hù)，保護(hù)砼免受風(fēng)吹日曬。 （2）砼的體積變形 砼終凝以后會(huì)發(fā)生體積變化，既可能收縮也可能膨脹，其變化幅度介于4010-6和10010-6之間，溫度較高，水泥用量較多，自身體積變形將趨于增大。 （3）干燥收縮 （4）砼勻質(zhì)性的影響 三、質(zhì)量控制要點(diǎn) 1、施工方案的編制應(yīng)做到科學(xué)合理，內(nèi)容包括以下六個(gè)方面措施： （1）材料要求和配合比設(shè)計(jì)； （2）分層分塊澆搗措施； （3）混凝土的攪拌、運(yùn)輸和澆筑方案； （4）混凝土降溫措施； （5）混凝土的測(cè)溫措施； （6）養(yǎng)護(hù)措施 四、質(zhì)量控制措施 1、材料控制 （1）水泥：優(yōu)先采用低強(qiáng)度水泥，水泥含堿量應(yīng)小于0.6%，此外，應(yīng)進(jìn)行水化熱檢驗(yàn)，7d水化熱不宜大于250KJ/Kg。 （2）骨料：粗骨料應(yīng)采取連續(xù)級(jí)配或合理的摻配比例，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.25%；細(xì)骨料選用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.5%。 （3）摻合料：優(yōu)先采用磨細(xì)礦粉，因其比粉煤灰更具耐久性，更有效降低每立方米砼中的水泥用量。 （4）膨脹劑：摻入適量膨脹劑，它能對(duì)砼起補(bǔ)償收縮作用，減少砼的溫度應(yīng)力，但含堿量不應(yīng)大于0.75%。 （5）外加劑：選用低收縮率的外加劑，應(yīng)有7d、28d收縮率試驗(yàn)報(bào)告，任何齡期砼的收縮率均不得大于基準(zhǔn)砼的收縮率、外加劑每立方米砼帶入堿量不得超過(guò)1Kg，選用高效的緩凝劑和減水劑，減少