大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及防治措施

[摘 要] 大體積混凝土硬化時(shí)由于要釋放出大量的水化熱，將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高，經(jīng)常出現(xiàn)很多裂縫，是工程實(shí)踐中存在的常見(jiàn)問(wèn)題。本文幾個(gè)方面來(lái)分析大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因，并討論了相應(yīng)的技術(shù)措施。

[關(guān)鍵詞] 大體積混凝土 裂縫 技術(shù)措施

隨著我國(guó)建筑市場(chǎng)的快速發(fā)展，大型建筑工程也變得越來(lái)越多，特別是在一些大壩、橋梁以及高層建筑的基礎(chǔ)工程中混凝土的消耗量很大，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)大體積混凝土(混凝土結(jié)構(gòu)物中實(shí)體最小尺寸大于或等于1m的部位所用的混凝土稱(chēng)為大體積混凝土)，而大體積混凝土硬化時(shí)要釋放出大量的水化熱，使混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高，經(jīng)常出現(xiàn)很多裂縫。這些裂縫必然會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，所以減少大體積混凝土的裂縫顯得至關(guān)重要。

一、裂縫產(chǎn)生的原因

1.內(nèi)外溫差的影響

由于大體積混凝土澆筑后，水泥水化會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量，而其熱量不易散發(fā)，使混凝土內(nèi)部溫度升高，而其外露表面熱量易散發(fā)，就必然會(huì)造成混凝土內(nèi)部與表面的溫差過(guò)大，這樣就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形。會(huì)使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力?；炷猎胶?，水泥用量越大，內(nèi)部溫度愈高。而且溫差越大，其溫度應(yīng)力也越大。如溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力超過(guò)此時(shí)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在其表面產(chǎn)生裂縫。

同時(shí)，如果在混凝土施工階段氣溫下降較大的話，會(huì)使混凝土內(nèi)外溫差增大，形成較大的溫度應(yīng)力，使大體積混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

2.約束條件的影響

澆筑大體積混凝土?xí)r，其內(nèi)部產(chǎn)生的水化熱會(huì)使混凝土的溫度升高，由此產(chǎn)生的變形可能會(huì)受到已有結(jié)構(gòu)或模板的約束，從而產(chǎn)生約束應(yīng)力。在混凝土澆筑完成后，溫度的上升會(huì)使混凝土產(chǎn)生的膨脹變形，周邊的約束會(huì)使其內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。而當(dāng)混凝土水化反應(yīng)減慢，溫度下降時(shí)，又會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)其超過(guò)混凝土的當(dāng)時(shí)的抗拉強(qiáng)度時(shí)，其內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫。

3.混凝土的收縮變形

在施工中， 大體積混凝土因收縮變形也會(huì)引起的裂縫，水泥的量、混凝土配合比、外加劑與施工工藝、養(yǎng)護(hù)條件等都是影響混凝土收縮的因素。

混凝土塑性收縮裂縫發(fā)生在降溫階段，硬化之前， 混凝土的體積隨溫度不斷減小而產(chǎn)生收縮，同時(shí)混凝土的硬化過(guò)程也混凝土內(nèi)部膠質(zhì)體的膠凝過(guò)程，這樣使大體積混凝土產(chǎn)生硬化收縮。當(dāng)收縮應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫，這種裂縫有時(shí)會(huì)成為貫穿全斷面的結(jié)構(gòu)性裂縫，給結(jié)構(gòu)帶來(lái)質(zhì)量隱患。

水泥安定性不合格或骨料中含泥量過(guò)多會(huì)引起混凝土產(chǎn)生龜裂裂縫，所以在水泥和骨料的選取時(shí)要把好質(zhì)量關(guān)。

另外，在澆筑大體積混凝土?xí)r，如果使用的混凝土坍落度和外加劑不同，以及振搗的密實(shí)程度不一致，都會(huì)使混凝土產(chǎn)生不勻質(zhì)性，形成混凝土彈性模量也不同，使混凝土在收縮變形中形成局部應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂縫。

二、減少混凝土裂縫的技術(shù)措施

針對(duì)大體積混凝上述的特點(diǎn)，分析其產(chǎn)生裂縫的原因，我們需要采取有效的措施來(lái)防止有害裂縫的產(chǎn)生，以下為常用的技術(shù)措施:

1.細(xì)致分析并合理選擇混凝土的配合比，采用水化熱低的水泥(如礦渣水泥)，并控制好水灰比，降低水泥的用量來(lái)降低混凝土的升溫值。

2.充分考慮砼的澆筑環(huán)境。氣溫高的季節(jié)，砼澆筑安排在溫度最低時(shí)，盡量降低砼的入模溫度，同時(shí)加強(qiáng)砼的振搗，使用二次振搗技術(shù)，利用分層板振動(dòng)器振搗，提高砼的密實(shí)度，使早期出現(xiàn)的微裂紋愈合，提高抗裂能力。冬季施工時(shí)， 必須采用保溫措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，同時(shí)可以增加混凝土中大骨料的含量(如果配合比條件允許)， 這樣可以減少混凝土中水泥的用量，從而起到降低水化熱的目的。

降低混凝土內(nèi)部的最高溫度，可以采用冷卻水管技術(shù)。在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通過(guò)循環(huán)冷水進(jìn)行冷卻。另外，放慢大體積混凝土的澆筑速度會(huì)有效降低其內(nèi)部溫度的上升。

3.在澆筑的混凝土中加入減水劑，這樣在改善混凝土工作性能的同時(shí)，又減少了水和水泥的用量，降低混凝土的水化熱。

4.在澆筑的混凝土中摻入一定量的膨脹水泥或微膨脹劑，這樣使混凝土收縮得到補(bǔ)償，減少混凝土的溫度應(yīng)力。

5.在施工過(guò)程中嚴(yán)格做好混凝土養(yǎng)護(hù)，例如采取遮陽(yáng)和噴水等措施避免混凝土表層水分的損失。

三、總結(jié)

我們根據(jù)大體積混凝土的性質(zhì)，采取優(yōu)化混凝土的配合比，并按照大體積混凝土施工要求，編制好施工方案，做好充分的施工準(zhǔn)備，并且完全按照方案組織施工，同時(shí)做好混凝土的養(yǎng)護(hù)，同步控制好混凝土的溫度，就可以控制好混凝土的有害裂縫的產(chǎn)生，保證大體積混凝工澆筑的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn):

[1]葛建華 雪 平:大體積混凝土施工的溫升控制措施[J].交通科技，2002，5:9～11

[2]蔣葉萍:大體積混凝土施工和質(zhì)量控制[J].西部探礦工程，2002，1:27～28

[3]韓亦斌:大體積混凝土施工中的溫度控制[J].施工技術(shù)，2002，8:51～52