土木施工中大體積混凝土裂縫成因及其防治措施分析

1、土木施工中大體積混凝土裂縫成因及其防治措施分析 摘要：在土木工程施工中，由于溫度和濕度的變化、混凝土的脆 性和不均勻性以及結(jié)構(gòu)不合理等等原因，造成混凝土在施工過程中產(chǎn) 生裂縫。本文是筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)對土木工程中大體積混凝土裂 縫的成因及其防止措施兩方面進(jìn)行了論述，僅供參考。 關(guān)鍵詞：土木工程；大體積混凝土；裂縫成因；防治措施 0 引言 近年來，混凝土在土木工程建設(shè)中的地位日益重要，混凝土裂縫 便成為了大家普遍關(guān)注的問題。盡管我們在施工中控制，采取各種措 施，混凝土裂縫的問題還是時常出現(xiàn)。大體積混凝土的裂縫可以分為 三種：即表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫。對于表面裂縫由于其對混 凝土的結(jié)構(gòu)應(yīng)力

2、、耐久性和安全影響不大，一般可不作處理。對深層 裂縫和貫穿裂縫可以采取鑿除裂縫，用風(fēng)鎬、風(fēng)鉆或人工方法將裂縫 鑿除，至裂縫消失，再在梯形鑿槽斷面上澆筑混凝土即可。 1混凝土裂縫形成的主要原因 首先溫度和濕度的變化是引起混凝土裂縫的主要原因?；炷猎?硬化期間，水泥會放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起 拉應(yīng)力；在后期降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束叉會在 混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力；同時氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大 的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，便會出現(xiàn)裂縫， 即混凝土裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面 濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。表面干縮

3、形變受到內(nèi)部混凝土的 約束，往往也會導(dǎo)致裂縫。其次，混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度 是抗壓強(qiáng)度的 110 左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（ 06 10） 104，長期加荷時的極限位伸變形也只有（ 1220） 104。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析 現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強(qiáng)度又是不均勻的，存在著許多抗拉 能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。 在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓 應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉 應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或 者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最

4、高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn) 時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時溫度 應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律 對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。 2 大體積混凝土裂縫形成的 主要防治措施 2.1 水泥的品種及用量選擇水泥釋放溫度的大小及速度取決于水 泥內(nèi)礦物成分的不同。水泥礦物中發(fā)熱速率最快和發(fā)熱量最大的是鋁 酸三鈣（ C3A），其他成分依次為硅酸三鈣（ C3S）、硅酸二鈣（ C2S） 和鐵鋁酸四鈣（ C4AF）。另外，水泥越細(xì)發(fā)熱速率越快，但是不影響 最終發(fā)熱量。充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，以減少水泥的用量。 2.2 控制溫度減少混凝土中的水泥用量，改善骨料

5、級配，優(yōu)化 混凝土配合比。在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰，可以增加混 凝土的密實(shí)度，提高抗?jié)B能力，改善混凝土的工作度，降低最終收縮 值，利用粉煤灰作混凝土的摻合料，降低大體積混凝土的水泥水化熱 引起的內(nèi)部溫升，提高混凝土的后期強(qiáng)度及其抗裂能力；降低混凝 土的澆筑溫度，拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻；減少澆筑厚 度，利用澆筑層面散熱（熱天澆筑）；埋設(shè)水管，冷水降溫；規(guī) 定合理拆模時間，氣溫驟降時做好混凝土表面保溫措施，避免混凝土 表面發(fā)生急劇溫度梯度；在寒冷季節(jié)，對在施工中長期暴露的混凝 土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，采取保溫措施。 2.3 改善約束條件合理分縫分塊，縮短混凝土分塊長度；避免基

6、礎(chǔ)過大起伏；合理安排施工工序。 2.4 預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生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，可能會破壞結(jié) 構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害非常嚴(yán)重。貫穿裂縫出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié) 構(gòu)的整體性十分困難，所以應(yīng)注意防止貫穿裂縫的發(fā)生。 2.5 添加外加劑，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng) 護(hù)，防止表面干縮，防止開裂，提高混凝土的耐久性。混凝土中存在 大量的毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后會使毛細(xì)管中產(chǎn)生張力，導(dǎo)致混凝土干縮 變形。若增大毛細(xì)孔徑可降低表面張力，但會影響混凝土強(qiáng)度，這就 是表面張力理論，早在六十年代就已在國際上被認(rèn)可；水灰比也是影 響混凝土收縮的重要因素

7、之一，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減 少 25；此外，水泥用量也嚴(yán)重影響了混凝土收縮率，摻加減水防裂 劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少 15的水泥用量，其體 積用增加骨料用量來補(bǔ)充，用減水防裂劑改善水泥漿稠度，控制混凝 土泌水，以減少沉縮變形。混凝土緩凝時間適當(dāng)，可以控制因水泥長 期不凝而帶來的塑性收縮。另外，減水防裂劑可有效地提高混凝土抗 拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能；摻加外加劑一方面可有效地提 高混凝土的抗碳化性，減少混凝土的碳化收縮，另一方面在混凝土表 面形成微膜，可減少水分蒸發(fā)，防止干燥收縮。 2.6 提高施工質(zhì)量加強(qiáng)混凝土澆筑過程中的振搗控制，保證混凝 土內(nèi)部組織密實(shí)，

8、達(dá)到提高混凝土極限拉伸值的目的。 2.7 混凝土養(yǎng)護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)的核心是防止混凝土早期表面失水， 同時養(yǎng)護(hù)可以補(bǔ)充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的進(jìn) 行。混凝土路面、橋面或地面施工，塑性收縮裂縫是長期困擾的問 題。過去混凝土泌水量大，一般采用二次收漿，然后開始養(yǎng)護(hù)，防止 塑性收縮裂縫?，F(xiàn)代高性能混凝土基本沒有泌水，如果風(fēng)大或溫度 高，水分蒸發(fā)量大，混凝土表面很快就會出現(xiàn)裂縫，必須在終凝前再 次抹面閉合裂縫。在工程實(shí)踐中，人們也一直在摸索如何更早地開始 養(yǎng)護(hù)，得到很多成功經(jīng)驗(yàn)。 3 結(jié)束語 綜上所述，大體積混凝土的裂縫對施工及其構(gòu)筑物危害很大，嚴(yán) 重影響了構(gòu)筑物的安全使用。在施工時一定要嚴(yán)格把關(guān)，做好混凝土 早期養(yǎng)護(hù)及其預(yù)防發(fā)生的措施，把混凝土的裂縫減少到最低限度，以 避免危害結(jié)構(gòu)的裂縫的產(chǎn)生。 參考文獻(xiàn)： 1