談大體積混凝土的裂縫防治

李奇峰 王軍芳

(1.盂縣建筑市場管理中心，山西陽泉 045100;2.清華規(guī)劃設(shè)計研究院建筑分院結(jié)構(gòu)室，北京 100048)

0 引言

近年來，隨著建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)以其低造價、易施工、承載力大等優(yōu)點，越來越受到人們的歡迎，因此大體積混凝土日益成為構(gòu)成大型設(shè)施或結(jié)構(gòu)物主體的重要組成部分。而大體積混凝土在施工過程中的開裂問題也越來越成為制約大體積混凝土施工發(fā)展的一個瓶頸。

1 大體積混凝土裂縫的種類及產(chǎn)生原因

1.1 溫度裂縫

混凝土在硬化期間短時間內(nèi)放出大量水化熱，內(nèi)部熱量釋放緩慢，結(jié)構(gòu)外表面熱量損失較快，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大，而混凝土的外部又制約著混凝土內(nèi)部的變形，這種內(nèi)外制約作用使混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生了拉應(yīng)力，而混凝土的極限抗拉強度一旦低于該拉應(yīng)力，混凝土表面就會出現(xiàn)裂縫。

1.2 濕度裂縫

在混凝土硬化期間，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部濕度變化較小，變形也較小，而結(jié)構(gòu)外表面水分揮發(fā)較快，濕度變化較大，變形也較大，此時混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生收縮變形，又由于受到混凝土內(nèi)部的約束，會產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，同樣當(dāng)該種拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度時，也會出現(xiàn)裂縫。

1.3 安定性裂縫

水泥安定性不合格引起的裂縫為安定性裂縫，它的主要表現(xiàn)形式為龜裂。

1.4 施工影響

澆搗大體積混凝土?xí)r，澆筑分層不合理、漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。其次，因為大體積混凝土工程進行的抹面次數(shù)不能滿足要求，更容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。另外，拆模過早且養(yǎng)護措施不到位，導(dǎo)致大體積混凝土早期脫水，也容易引起收縮裂縫。

2 裂縫的防治措施

2.1 設(shè)計措施

1)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分考慮施工時的氣候特征，合理設(shè)置后澆帶，保留時間一般不少于60 d;

2)優(yōu)化混凝土配合比。在保證混凝土質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能降低混凝土的用水量，采用“三低”“二摻”“一高”的設(shè)計準(zhǔn)則，使生產(chǎn)出的混凝土能達到抗裂、低熱、高強中彈的要求;

3)加設(shè)構(gòu)造鋼筋，提高結(jié)構(gòu)抗裂性能。設(shè)計中的配筋方式盡量采用小直徑、小間距，全截面的配筋率應(yīng)控制在0.3%～0.5%之間;

4)提高易裂邊緣處的配筋率，并設(shè)置暗梁，增強混凝土的極限抗拉強度;

5)在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采用增設(shè)構(gòu)造鋼筋等措施，改善該處受力情況，減少結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

2.2 原材料控制

1)水泥。水泥宜采用水化熱小、收縮性小或具有微膨脹性、鋁酸三鈣含量較低、硅酸三鈣含量較低的低熱礦渣水泥、粉煤灰水泥;

2)砂、石骨料。宜選用中、粗砂，含泥量不大于2%。石子應(yīng)選擇膨脹系數(shù)小，巖石彈模較低，級配良好，含泥量不大于1%的碎石;

3)摻加粉煤灰?？蓽p少混凝土中的水泥用量，提高混凝土的抗?jié)B性和耐久性，增加混凝土的和易性，減少收縮，提高混凝土的極限抗拉強度，抑制堿骨料反應(yīng)等;

4)適當(dāng)添加外加劑?；炷林袚郊訙p水劑和引氣劑，可減少大體積混凝土的單位用水量和水泥用量，改善新拌混凝土的坍落度，并對混凝土的受力性能、抗變形能力、耐久性等方面起著極為重要的作用。

2.3 施工控制

1)在混凝土澆筑過程中，為了保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差在較小的范圍內(nèi)變化，常采用分塊澆筑的方法。分塊澆筑目前又可分為全面分層(即在第一層全部澆筑完成后，再回頭澆筑下一層)、分段分層(混凝土澆筑先從底層開始，當(dāng)澆筑至一定距離后再開始澆筑第二層，依此類推至其他各層)和斜面分層(適用于結(jié)構(gòu)的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過厚度3倍的情況，混凝土澆筑從最下端開始，逐漸上移)三種澆筑方案;

2)控制混凝土入模溫度。在冬季，混凝土澆筑前應(yīng)對基礎(chǔ)及與之接觸處的冷壁用蒸汽預(yù)熱，應(yīng)視氣溫高低對原材料進行預(yù)熱處理。在夏季，對堆放在露天的砂石用布覆蓋，用以減少陽光的輻射，并對澆筑前的砂石用冷水降溫;

3)控制混凝土的澆筑速度。每次混凝土澆筑的不可過高、過厚，只有這樣才可以保證混凝土的溫度均勻上升;

4)提高混凝土振搗質(zhì)量。在混凝土振搗過程中，必須做到全面振搗，不得出現(xiàn)漏振和超振現(xiàn)象，并嚴(yán)格控制振搗時間，在施工中常以混凝土開始泛漿和不冒氣泡為依據(jù);

5)及時養(yǎng)護。夏季采用降溫法，冬季采用保溫法，在進行模板拆除作業(yè)時，混凝土結(jié)構(gòu)的最大溫差不得超過20℃，其溫差應(yīng)包括結(jié)構(gòu)表面溫度、結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度和室外溫度之間的溫差。

3 結(jié)語

大體積混凝土的施工質(zhì)量是一個系統(tǒng)化的工程，在工程設(shè)計和施工中必須采取合理的措施對裂縫進行預(yù)防和控制，才能確保工程質(zhì)量。也只有這樣才可以使大體積混凝土在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

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