淺談大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與控制

1、    淺談大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與控制    明磊摘要：混凝土滲漏主要是混凝土裂縫造成的，混凝土在施工過(guò)程中存在著各種各樣的變形縫、接茬縫等，同時(shí)，混凝土的自身缺陷使其內(nèi)部存在著空隙和細(xì)微裂縫，這些都能造成混凝土滲漏。1、裂縫產(chǎn)生原因（1）溫差裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑?；炷两Y(jié)構(gòu)在澆筑初期，由于水泥水化過(guò)程中散發(fā)出大量熱量，升溫速度很快，混凝土內(nèi)部升溫值一般在3d5d內(nèi)產(chǎn)生，3d內(nèi)溫度可達(dá)到或接近最大溫升，一般可達(dá)到55°c-59°c，此后趨于穩(wěn)定并開(kāi)始降溫。但由于混凝土體積大、導(dǎo)熱性能差，混凝土內(nèi)部溫度聚集

2、在結(jié)構(gòu)物內(nèi)長(zhǎng)期不易散失，在溫度迅速升高階段，由于混凝土內(nèi)、外散熱條件不同，形成溫度梯度。表面受拉，內(nèi)部受壓，而此時(shí)混凝土齡期短，抗拉強(qiáng)度很低，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫；混凝土降溫階段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過(guò)程中，由于混凝土內(nèi)部拌和水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時(shí)收縮，溫差變形加上體積收縮變形在基底、承臺(tái)、模板或結(jié)構(gòu)本身的約束作用下，在結(jié)構(gòu)體中央斷面產(chǎn)生內(nèi)部拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，整個(gè)混凝土截面就會(huì)產(chǎn)生貫穿裂縫。承臺(tái)大體積混凝土的開(kāi)裂主要是由溫差引起的早期裂縫（2）收縮裂縫?；炷恋氖湛s引起收縮裂縫。收縮的主要影

3、響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，干縮、收縮的量也不同；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力牙到一起咸要使應(yīng)力增大，所以施工時(shí)應(yīng)將自身收縮作為一項(xiàng)性能指題。自身收縮與干縮收縮一樣，是由于水的遷移而引起，但它不是由于水向外蒸發(fā)散失，而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔的液面下降，形成彎月面，產(chǎn)生所謂的白干燥作用，導(dǎo)致混凝土體的相對(duì)濕度降低，體積減小。（3）安定性裂縫。安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。（4）鋼筋施工技術(shù)不當(dāng)引起的裂縫。混凝土沿鋼筋方向出現(xiàn)剝落和細(xì)小裂縫，這

4、種情況雖然不是溫度和溫差造成的，但同樣會(huì)在結(jié)構(gòu)物表面出現(xiàn)。首先是澆筑混凝土?xí)r無(wú)工作平臺(tái)，施工人員直接觸動(dòng)鋼筋，造成鋼筋局部變形，形成素混凝土，使混凝土的抗拉能力下降，于是很容易出現(xiàn)無(wú)規(guī)則交叉混凝土裂紋；其次是鋼筋保護(hù)層偏小，混凝土極易被碳化，從而引起鋼筋被銹蝕，而鋼筋生銹是一個(gè)體積增大的過(guò)程，這種效應(yīng)使鋼筋外圍混凝土產(chǎn)生相當(dāng)大的拉應(yīng)力，誘發(fā)了沿鋼筋方向的裂縫；第三是鋼筋間距對(duì)裂縫的影響，鋼筋間距偏大，使得鋼筋與混凝土粘結(jié)力過(guò)小，不能通過(guò)粘結(jié)力將拉力擴(kuò)散到混凝土中去，不能有效地約束混凝土的回縮或體積變化。2、裂縫的防治措施2.1設(shè)計(jì)措施（1）合理設(shè)計(jì)混凝土的配合比。混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在保證混凝

5、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；低水灰比）；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、低熱和高極拉值”的抗裂混凝土。（2）增配構(gòu)造筋提高抗裂性能，配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3%0.5%。（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，提高混凝土的極限拉伸。（5）在征求設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位同意下，應(yīng)充分考慮施工時(shí)的氣候特征，合理設(shè)置后澆縫，在正常施工條件下，后澆縫間距20-30m，保留時(shí)間一般不

6、小于60d。如不能預(yù)測(cè)施工時(shí)的具體條件，也可臨時(shí)根據(jù)具體情況作設(shè)計(jì)變更。2.2施工措施（1）嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。選用水化熱低、初凝時(shí)間長(zhǎng)的礦山水泥，在條件許可的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小或具有微膨脹性的抗裂水泥。減少水泥的用量。在確定混凝土強(qiáng)度及坍落度的情況下，宜用大粒徑骨料、合理的集料級(jí)配，并通過(guò)摻粉煤灰、緩凝減水劑來(lái)減少水泥用量。水泥用量一般控制在300kg/m3以下。骨料在大體積混凝土中所占比例一般為混凝土絕對(duì)體積的80%-83%，在選擇骨料時(shí)，應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無(wú)弱包裹層、級(jí)配良好的骨料。砂除滿足骨料規(guī)范要求外，應(yīng)選用中、粗砂，適當(dāng)放寬石粉或細(xì)

7、粉含量，砂子中石粉比例一般在15%18%為宜，這樣不僅有利于提高混凝土的工作性，而且可提高混凝土的密實(shí)性、耐久性和抗裂性。粗細(xì)骨料的含泥量應(yīng)盡量減少（1%1.5%以下）。粉煤灰只要細(xì)度與水泥顆粒相當(dāng)，燒失量小，含硫量和含堿量低，需水量比小，均可摻在混凝土叫，使用，混凝土中摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，抑制堿骨料反應(yīng)，減少新拌混凝上的泌水等。（2）采用綜合措施，控制混凝土初始溫度。盡量不要使用剛出廠的水泥。通過(guò)摻用高效減水劑減少用水，減少膠凝材料，多摻粉媒灰和礦物摻和料降低混凝土內(nèi)的水化熱溫度。通過(guò)搭棚遮陽(yáng)、水冷和風(fēng)冷降溫骨

8、料降低混凝土入模溫度。夏季最好選擇在夜間施工。體內(nèi)埋設(shè)冷卻水管和風(fēng)管、表面灑水冷卻、表面保溫材料保護(hù)調(diào)整內(nèi)外溫差，但要防止“過(guò)速冷卻”和“超冷”。（3）加強(qiáng)施工技術(shù)管理工作。混凝土自由下落高度超過(guò)2m時(shí)，應(yīng)采用串筒、溜槽或振動(dòng)管下落，以保證混凝土拌和物不發(fā)生離析。大體積混凝工要分層澆筑，根據(jù)工程實(shí)際情況分別采用全面分層、分段分層、斜面分層。振搗混凝土?xí)r，應(yīng)采用二次振搗法，以保持混凝土良好的粘結(jié)，提高密實(shí)度，并及時(shí)排除混凝土表面的泌水。混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15以上。加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，提高早期強(qiáng)度，確?；炷羶?nèi)外溫差不超過(guò)25?；炷翍?yīng)在澆筑完畢后12h（炎夏為2h-3h，干硬性混凝土在1h-2h）內(nèi)加以覆蓋和養(yǎng)護(hù)。采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d，摻有緩凝型外加劑或有抗?jié)B性要求的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。設(shè)置測(cè)溫裝置，加強(qiáng)觀測(cè)并作好記錄。（4）