關于大體積混凝土裂縫控制技術

1、關于大體積混凝土裂縫控制技術摘要：在建筑物以及各類構筑物施工過程中，經常涉及到大體積混凝土施工技術，避免混凝土施工裂縫，提高大體積混凝土施工質量已經成為混凝土施工技術研究的重點內容。本文首先分析了大體積混凝土裂縫產生的原因，進而從混凝土生產準備以及施工兩個階段，介紹了大體積混凝土裂縫的預防及控制措施。關鍵詞：大體積；混凝土裂縫；控制引言 隨著社會經濟的飛速發(fā)展，建筑業(yè)也在快速的得到發(fā)展，由于高層建筑、大型項目越來越多，而高層建筑的基礎常常采用大體積混凝土結構，與此同時，大體積混凝土的質量問題也頻繁出現(xiàn)，尤其以大積混凝土施工時生產的有害裂縫最為突出。如何控制大體積混凝土的施工裂縫，保證施工質量和

2、結構安全也就成了重要問題。 一、大體積混凝土裂縫產生原因分析 由于混凝土是多種材料組成的非勻質材料，因而具有抗壓強度、耐久性好，然而抗拉強度以及抗變形能力差，因此混凝土經常出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。 1.大體積混凝土內部水泥水化熱的作用。大體積混凝土截面相對較大、水泥用量高、水泥水化過程中混凝土溫升作用明顯的特點，而且由于混凝土導熱性能 相對較低，內部熱量散失較慢，外部與環(huán)境接觸部分熱量散失相對較快，因此造成混凝土各個部位之間的存在不同的溫度差和溫度應力，進而導致混凝土內部產生拉應力導致混凝土的開裂。 2.混凝土收縮變形影響?；炷恋陌韬退?，只有約20的水分是水泥水化所需要的，其余的80是由于混凝土澆

3、筑過程中保證足夠的和易性所需要的，這80的水分都要被蒸發(fā)。混凝土在水泥水化過程中的體積變形，多數(shù)是收縮變形，少數(shù)是膨脹變形，多余水分的蒸發(fā)是混凝土體積收縮的主要原因之一。當存在約束時，這種干燥收縮即產生收縮應力。大體積混凝土結構，為防止其產生溫度裂縫，首先要進行溫度應力和整澆長度的計算。驗算由溫差和混凝土收縮所產生的溫度應力是否超過當時基礎混凝土的極限抗拉強度，或者進行最大整澆長度計算，以便研究是否需要留置伸縮逢(設置后澆帶)，除此以外，在施工之前針對混凝土產生溫度裂縫的原因，采取有效的技術措施具有重大意義。 3.混凝土澆筑結束后的約束作用。對于大體積混凝土澆筑，其澆筑結束后由于結構功能以及所

4、處結構部位的不同，會受到其他結構部位的約束作用，在不同的約束條件作用下，混凝土結構的變形應是溫差與混凝土線膨脹系數(shù)的乘積，當混凝土的膨脹系數(shù)超過混凝土的極限拉伸值時，就會造成混凝土裂縫的產生。 4.外界氣溫變化影響。大體積混凝土施工期間，外界氣溫的變化對結構產生裂縫有重大影響。大體積混凝土不易散熱，其內部溫度有時高達80以上，而且持續(xù)時間較長，當外界氣溫下降，特別是外界氣溫驟降時，外層混凝士與內部混凝土形成很大溫差，導致混凝土裂縫的開展。 5.施工過程中的混亂和無序 施工中為了保持混凝土的和易性而隨意向混凝土拌和物中加水，使混凝土的強度降低。同時混凝土的物料比例計量不準，隨意變更和增加用水量和

5、水泥用量意味著增加了混凝土結構的內外溫差，使溫度應力增加，增加了裂縫產生的可能。模板的支撐不好，由于沉降使混凝土在未能發(fā)展足夠強度支撐自身重量之前而產生裂縫。拆模時間控制不好和拆模方法錯誤，也會導致混凝土出現(xiàn)裂紋。對于預制構件在施工期間的超載和不恰當安裝及搬運方法也是出現(xiàn)裂紋的原因之一。對鋼筋保護層控制不力，使鋼筋保護層過大，表面鋼筋起不到約束混凝土表面收縮的作用，易在混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫?；蛘哂捎阡摻畹谋Ｗo層過小，鋼筋容易銹蝕膨脹而導致混凝土開裂。 二、大體積混凝土生產準備階段防范裂縫措施 1.大體積混凝土生產原材料的選擇 為了確?；炷临|量得到保證，首先在源頭就必須做好質量的控制管理工作

6、，對于原材料方面針對大體積混凝土裂縫的防范措施，主要有以下幾方面： （1）水泥的選擇。為了避免大體積混凝土施工中的水化熱，水泥應盡可能的選用水化熱相對較低的標號425或者525的礦渣水泥，混合材料一般選擇粉煤灰、礦渣、火山灰、超細礦粉等材料。 （2）集料的選擇。在混凝土的生產過程中，對于集料的選擇，應盡可能的采用粒徑級配良好，粒徑相對較大，針片狀含量較少的材料，為了盡可能地降低水泥用量，可以適當增加塊石的含量。對于細集料應該以中、粗砂為主，同時嚴格控制砂石的含泥量。 （3）合理使用外摻劑。為了有效的控制大體積混凝土的裂縫，可以適當?shù)牟捎猛鈸絼┮员阌诟纳拼篌w積混凝土的特性，并起到減少水泥用量降低

7、混凝土水化熱的溫升效應，現(xiàn)階段使用較多的外摻劑主要是高效復合減水劑類。 2.大體積混凝土配比設計階段 為了控制大體積混凝土裂縫的產生，在混凝土的配比設計階段應該將有效的降低混凝土的絕熱升溫，適當?shù)难娱L混凝土的凝結時間，以避免溫度裂縫的產生作為大體積混凝土的配比設計原則。在配比設計過程中，在保證混凝土強度的前提下，適當?shù)奶岣邠胶狭弦约傲捷^大集料的用量，以盡可能的降低單方混凝土的水泥用量。在大體積混凝土配合比確定后，應及時進行相關水化熱的測算，只有水化熱測算結果符合相關要求后方可進行混凝土的生產。 三、大體積混凝土施工階段防范裂縫措施 1.大體積混凝土澆筑以及振搗施工 科學規(guī)范的大體積混凝土施工

8、工藝，也是有效預防混凝土裂縫的重要措施。 對于大體積混凝土的澆筑施工，應嚴格按相關施工規(guī)范，在進行大體積的混凝土澆筑作業(yè)前，將模板清掃干凈，并噴水保濕準備澆筑作業(yè)。大體積混凝土澆筑順序應該按照由遠及近進行，對于呈傾斜面的澆筑區(qū)域，則遵循由低到高的施工順序。大體積混凝土工程的澆筑一般采用整體分層連續(xù)澆筑或者推移式連續(xù)澆筑施工方式進行。混凝土的澆筑速度應該結合混凝土的標號以及坍落度，并考慮氣候條件加以調整，通常是控制澆筑速度在20-30m 3/ h左右。對于需要重復澆筑作業(yè)的情況，其間的間隔需要根據(jù)環(huán)境溫度確定，一般情況氣溫低于25的情況下間隔不得少于2.5h，超過25 時可適當延長2h。大體積混

9、凝土的振搗主要有插入振搗器以及平板振搗兩種作業(yè)方式，一般是首先混凝土澆筑過程中，先采用插入式的振動器進行混凝土振搗，之后再通過平板式振動器沿著澆筑混凝土的縱向以及橫向進行振搗施工，將混凝土的表面振搗密實。振搗結束后，在混凝土初凝前抹平最后一次，同時對于抹平的混凝土表面應當覆蓋薄膜類材料，以免出現(xiàn)混凝土表面的不規(guī)則裂縫。 2.大體積混凝土施工養(yǎng)護管理 大體積混凝土養(yǎng)護對于避免裂縫的發(fā)生起著至關重要的作用，大部分混凝土裂縫的產生與混凝土澆筑振搗結束后的養(yǎng)護措施不完善有關。大體積的混凝土澆筑時，由于水泥水化過程中產生大量的熱量，因而容易導致混凝土的內外溫差較大，如果混凝土內外的溫差大于25時，極易導

10、致混凝土產生溫度裂縫，影響混凝土的施工質量，因此，應該在大體積的混凝土澆筑完成以及找平施工結束后，應該及時的在混凝土表面及鋪蓋塑料薄膜，進而在塑料薄膜上繼續(xù)覆蓋麻袋或者草被。同時采取合理的養(yǎng)護措施并對混凝土的表面溫度加以控制，盡可能的降低大體積混凝土的內外溫度差，一般情況下，基礎混凝土養(yǎng)護時間不得少于14d。 3.大體積混凝土溫差的監(jiān)測管理 有效的監(jiān)測混凝土澆筑結束后在水化過程中的混凝土內外溫差，并不斷調整養(yǎng)護手段是預防混凝土裂縫的必要手段。根據(jù)相關研究表明，如果在養(yǎng)護階段將大體積混凝土的內外溫差控制在25以內，就可以有效的預防大體積混凝土澆筑后裂縫的產生，因此，在澆筑施工結束后，必須采取科學

11、有效的監(jiān)測手段對混凝土的內外溫差進行監(jiān)測管理，如果出現(xiàn)混凝土的內外溫差較大的情況，應該在混凝土表面增加保溫覆蓋措施，盡可能的降低溫差。測量溫度的測孔通常是將薄壁鋼管預埋在混凝土內，將溫度及深入測溫孔內的中下部，并將管口通過軟橡皮塞堵住，以確保測溫的準確性。大體積混凝土施工的一般在混凝土初凝后開始測溫，通常情況下前7d內間隔四小時測溫，后7d內間隔八小時測溫，并做好測溫記錄，混凝土如果連續(xù)24小時內溫度穩(wěn)定，表明混凝土的水化熱釋放基本停止，可以停止測溫。 大體積混凝土澆筑體的內外溫差計算公式如下所示： 公式中：T（t）混凝土齡期 t 時混凝土溫差()；Th（t）混凝土齡期 t 時混凝土最高溫度，

12、()；Ts（t）混凝土齡期 t 時的表層溫度，()； 四、大體積混凝土的裂縫檢查與處理 對于混凝土裂縫，應以預防為主，為此需要精心設計、施工，但是由于目前采用的防止裂縫的安全系效較小，而實際情況復雜多變，所以實際工程中還是難免出現(xiàn)一些裂縫。大體積混凝土的裂縫分為三種：表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。對于表面裂縫因為其對結構應力、耐久性和安全基本沒有影響，一般不作處理。對深層裂縫和貫穿裂縫可以采取鑿除裂縫，可以用風鎬、風鉆或人工將裂縫鑿除，至看不見裂縫為止，鑿槽斷面為梯形再在上面澆筑混凝土，限裂鋼筋，在處理較深的裂縫時，一般是在混凝土已充分冷卻后，在裂縫上鋪設12層的鋼筋后再繼續(xù)澆筑新混凝土，對比

13、較嚴重的裂縫可以采取水泥灌漿和化學灌漿，水泥灌漿適用于裂縫寬度在0.5mm以上時，對于裂縫寬度小于0.5mm時應采取化學灌漿，化學灌漿材料一般使用環(huán)氧糠醛丙酮系等漿材。 五、加強混凝土的保濕保溫養(yǎng)護 從養(yǎng)護方面著手，在盡量減少混凝土內部溫升的前提下，提高混凝土的表面溫度，應加強對大體積混凝土的養(yǎng)護，以保持適宜的溫度和濕度條件，減少混凝土表面的熱擴散，減少內外溫差。由于混凝土中形成的膨脹結晶鈣礬石需要大量的水，否則就影響膨脹效能，因此在每一塊混凝土澆注、抹面完成后，為防止混凝土在硬化工程中出現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象，要及時進行二次抹面處理。在混凝土初凝以后，終凝之前，先人工用木抹拍打，使混凝土的漿液滲出；然后再用力進行抹壓，直至抹壓平整：混凝土澆筑完畢后不宜立即澆水，以免降低混凝土表面溫度而加大混凝土內外溫差，引起早期收縮裂縫，當混凝土澆筑完后的35d內，可用一至二層塑料薄膜覆蓋，按計算的厚度覆蓋保溫材料，水化熱高峰期過后即應澆水保溫保濕養(yǎng)護，時間不少于兩周，養(yǎng)護工作要派專人負責。 結束語 由于大體積混凝土在建筑物或者構筑物中，多作為基礎、承臺或者梁柱等重要結構部分，因此其控制大體積混凝土施工裂縫的產生對于確保建筑物或者構筑物施工質量，提高其可靠性具有重要的作用。合理的選擇混凝土生產原材料，科學的選擇設計