大體積混凝土裂縫控制綜述

1、大體積混凝土裂縫控制綜述 - 工程事故分析 摘要：簡述大體積砼裂縫產(chǎn)生的原因，裂縫預(yù)測、現(xiàn)場控制，材料選 擇，砼的養(yǎng)護(hù) 關(guān)鍵詞：大體積砼 溫度裂縫 沉縮裂縫 裂縫預(yù)測 裂縫控制 砼施工 前言 隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展， 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中大體積砼越來越多， 工程實(shí)踐 證明，大體積砼施工難度比較大， 砼產(chǎn)生裂縫的機(jī)率較多， 稍有差錯， 將會造成無法估量的損失。 為了降低經(jīng)濟(jì)損失， 我們要減少和控制裂 縫的的出現(xiàn)。從裂縫的形成過程可以看到， 砼特別是大體積砼之所以開裂， 主要是 砼所承受的拉應(yīng)力和砼本身的抗拉強(qiáng)度之間的矛盾發(fā)展的結(jié)果。 因而 為了控制大體積砼裂縫， 就必須盡最大可能提高砼本身抗拉強(qiáng)度性能 和

2、降低抗應(yīng)力（特別是溫度應(yīng)力）這兩方面綜合考慮?？估瓘?qiáng)度主要 決定于砼的強(qiáng)度等級及組成材料， 要保證抗拉強(qiáng)度關(guān)鍵在于原材料的 優(yōu)選和配合比的優(yōu)化 （砼強(qiáng)度等級設(shè)計已經(jīng)確定） ，由于砼選用地材， 從經(jīng)濟(jì)角度來考慮， 原材料優(yōu)化的空間相對較小， 所以降低拉應(yīng)力是 控制砼裂縫的有效途徑， 而降低拉應(yīng)力主要通過減少溫度應(yīng)力和沉縮 應(yīng)力來控制溫度裂縫和沉縮裂縫。、溫度裂縫1. 溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因：一是由于溫差較大引起的，砼結(jié)構(gòu)在硬 化期間水泥放出大量水化熱， 內(nèi)部溫度不斷上升， 使砼表面和內(nèi)部溫 差較大，砼內(nèi)部膨脹高于外部，此時砼表面將受到很大的拉應(yīng)力，而 砼的早期抗拉強(qiáng)度很低， 因而出現(xiàn)裂縫。 這種

3、溫差一般僅在表面處較 大，離開表面就很快減弱， 因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表 面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。 二是由結(jié)構(gòu)溫差較大， 受到外界的約束引 起的，當(dāng)大體積砼澆筑在約束地基（例如樁基）上時，又沒有采取特 殊措施降低，放松或取消約束，或根本無法消除約束，易發(fā)生深進(jìn)， 直至貫穿的溫度裂縫。2. 溫度裂縫形成的過程：一般（人為）分為三個時期：一是初期裂縫 -就是在砼澆筑的升溫期，由于水化熱使砼澆筑后 2-3 天溫度急劇上 升，內(nèi)熱外冷引起 “約束力 ”，超過砼抗拉強(qiáng)度引起裂縫。二是中期裂 縫-就是水化熱降溫期，當(dāng)水化熱溫升到達(dá)峰值后逐漸下降，水化熱 散盡時結(jié)構(gòu)物的溫度接近環(huán)境溫度，此間結(jié)構(gòu)

4、物溫度引起 “外約束 力”，超過砼抗拉強(qiáng)度引起裂縫。三是后期裂縫，當(dāng)砼接近周圍環(huán)境 條件之后保持相對穩(wěn)定， 而當(dāng)環(huán)境條件下劇變時， 由于砼為不良導(dǎo)體， 形成溫度梯度，當(dāng)溫度梯度較大時，砼產(chǎn)生裂縫。3. 溫度控制：溫度裂縫的產(chǎn)生一般是不可避免的，重要的是如何把其 控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)， 要進(jìn)行有效的控制， 就必須進(jìn)行科學(xué)預(yù) 測，以保證控制的準(zhǔn)確性。對溫度應(yīng)力的控制現(xiàn)場一般是進(jìn)行溫控。 在澆筑砼時，采用溫度傳感片和測溫儀，從澆筑開始測溫（包括入模 溫度，環(huán)境溫度），并及時抹壓（特別是初凝前）和保溫保濕養(yǎng)護(hù)。 澆筑完后根據(jù)溫控指標(biāo)，及時調(diào)整保溫保濕養(yǎng)護(hù)條件。溫度影響系數(shù)受多種因素影響，其中溫度、

5、濕度、散熱界面（土、空 氣等），初凝時間、風(fēng)速、溫差等影響較大，特別是風(fēng)速和溫差較大 時，溫度影響系數(shù) ?大大降低，最高溫升將降低，這與我們的實(shí)測結(jié) 果是相吻合的。但為防止降溫過快，形成大的溫度梯度，夏季選用蓄 水養(yǎng)護(hù) ,秋冬季加蓋草袋、海綿如果工地氣候風(fēng)大、干燥特征拆模后 及時采取防風(fēng)，保溫措施， 并及時回填土，結(jié)果證明這些方法對溫度 影響系數(shù)的改變是非常有用的，事實(shí)表明控制也是非常成功的。二、沉縮裂縫當(dāng)然砼沉縮裂縫在大體積砼 （特別是泵送大流態(tài)砼） 施工中也是非常 多的。主要原因是振搗不密實(shí)，沉實(shí)不足，或者骨料下沉，表層浮漿 過多，砼澆筑后，沒有及時抹壓實(shí)（特別是初凝前的二次拌壓） ，且

6、表面覆蓋不及時，受風(fēng)吹日曬，表面水份散失快，產(chǎn)生干縮，砼早期 強(qiáng)度又低，不能抵抗這種變形而導(dǎo)致開裂。在施工中采用緩凝型泵送劑， 延緩砼的凝結(jié)硬化速度， 充分利用外加 劑（特別是緩凝劑）的特性，適時增加抹加次數(shù)，消除表面裂縫（特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫） ，特別是初凝前的抹壓，這對消除表 有效的。三、 保證大體積混凝土質(zhì)量的措施1選擇合適水泥和嚴(yán)格控制水泥用量優(yōu)先采用 525R 普通水泥，425R 普通水泥等高標(biāo)號水泥， 以減少水泥 用量。選用低熱水泥，減少水化熱，降低混凝土的溫升值。并盡量選 用后期強(qiáng)度（ 90或 120天），降低水泥量，并延緩峰值。在滿足設(shè)計 和混凝土可泵性的前提下， 將

7、425R水泥用量控制在 450kg m3，525R 水泥用量控制在 360kgm3。以降低砼最高溫升， 降低砼所受的拉應(yīng) 力。2. 嚴(yán)格控制骨料級配和合泥量選用 10.40mm 連續(xù)級配碎石 （其中 10.30mm級配含量 65左右），細(xì) 度模數(shù) 2.80-3.00 的中砂（通過 0315n 凹篩孔的砂不少于 15，砂率 控制在 40-45 ）。砂、石含泥量控制在 1以內(nèi)，并不得混有有機(jī) 質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂。3.選擇適當(dāng)外加劑可根據(jù)設(shè)計要求，混凝土中摻加一定用量外加劑，如防水劑、膨 脹劑、減水劑、 緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易 性，使用水量減少 20左右，水灰比可控制在

8、0.55 以下，初凝延長 到 5h 左右。4. 選擇優(yōu)化配合比選用良好級配的骨料，嚴(yán)格控制砂石質(zhì)量，降低水灰比，并在砼中摻 加粉煤灰和外加劑等， 以降低水泥用量， 減少水化熱， 以降低砼溫升， 從而可以降低砼所受的拉應(yīng)力。5. 采用切實(shí)可行的施工工藝根據(jù)泵送大體積混凝土的特點(diǎn)，采用 “分段定點(diǎn)，一個坡度，薄層澆 筑，循序推進(jìn)，一次到頂 ”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的 方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗 和接長，從而提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混 凝土澆筑間隔不超過初凝時間。 根據(jù)混凝土泵送時自然形成一個坡度 的實(shí)際情況， 在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器， 第一道布置在混 凝土出料口，主要解決上部混凝土的振實(shí)