對(duì)大體積混凝土的裂縫分析

朱立松

河北藁城市廉州建筑有限公司（052160）

混凝土裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重病害。混凝土早期表面裂縫在以后氣溫驟降形成的溫度應(yīng)力和外力的作用下，表面裂縫可發(fā)張成具有破壞性的貫穿縫和深層裂縫。貫穿裂縫和深層裂縫會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性，改變混凝土的受力條件，有使局部甚至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞的可能，嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量和運(yùn)行安全性。而大體積混凝土往往運(yùn)用在一些重要的結(jié)構(gòu)上，如建筑基礎(chǔ)、大壩等，一旦出現(xiàn)裂縫，可能造成的損失會(huì)更加嚴(yán)重。具體分析如下:

1 溫度因素

由于水泥的水化作用是放熱反應(yīng)，大體積混凝土自身又具有一定的保溫性能，因此其內(nèi)部溫升幅度較其表層的溫升幅度要大得多，而在混凝土升溫峰值過后的降溫過程中，內(nèi)部降溫速度又比其表層慢得多，在這些過程中，混凝土各部分的溫度變形及由于其相互約束及外界約束的作用而在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力是相當(dāng)復(fù)雜的。一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

2 混凝土收縮的因素

引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結(jié)硬過程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形?；炷林屑s有20%的水分是水泥硬化所必須的，而約80%的水分要蒸發(fā)。多余水分的增發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮?；炷潦湛s的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交換變化，這對(duì)混凝土是很不利的。

3 不均勻沉降和其他因素

1）建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降也會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫會(huì)隨著基礎(chǔ)沉降而不斷的增大，待地基下沉穩(wěn)定后，將不會(huì)變化。

2）混凝土配合比不良會(huì)造成混凝土塑性沉降裂縫，一般是混凝土配合比中，粗骨料級(jí)配不連續(xù)、數(shù)量不夠，砂率及水灰比不當(dāng)所造成的裂縫。

3）水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學(xué)反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生裂縫。

4）由于振搗不密實(shí)、沉實(shí)不足，或者骨料下沉等原因引起的混凝土沉縮裂縫在大體積混凝土（特別是泵送大流態(tài)混凝土）施工中也非常多。

4 優(yōu)選混凝土各種原材料

4.1 水泥的選擇

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應(yīng)盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失,可適度增加活性細(xì)摻料替代水泥。

4.2 骨料的選擇

在選擇粗骨料時(shí)，可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、質(zhì)量?jī)?yōu)良、級(jí)配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應(yīng)減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。

在選擇細(xì)骨料時(shí),采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對(duì)混凝土的裂縫控制有重要作用。

4.3 摻加外加料和外加劑

摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達(dá)到降低水化熱的目的。但摻量不能大于30%。摻加適量的減水劑,它可有效地增加混凝土的流動(dòng)性，且能提高水泥水化率，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，從而可降低水化熱，同時(shí)可明顯延緩水化熱釋放速度。

5 施工控制措施

1）嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度，一次澆筑的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間、移動(dòng)距離和插入深度，嚴(yán)防漏振及過振。

2）混凝土溫度控制:為降低大體積混凝土的水化熱，在混凝土的內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水，采用循環(huán)法保溫養(yǎng)護(hù)，以便加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。

為能夠較準(zhǔn)確地測(cè)量出混凝土內(nèi)部溫度，在混凝土中預(yù)埋測(cè)溫管，用水銀溫度計(jì)測(cè)溫。上下層溫差控制在15～20℃之內(nèi)。根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的溫度，可及時(shí)繪制出混凝土內(nèi)部溫度變化曲線，對(duì)照混凝土理論計(jì)算值，分析存在的問題，有的放矢地采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

3）混凝土養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土的內(nèi)外溫差，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。

從混凝土澆筑完成到終凝這段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土而言十分重要?；炷翝仓戤吅?，在其頂面及時(shí)加以覆蓋，要求覆蓋嚴(yán)密，并經(jīng)常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用:1）蓄水保溫，防止表面水分蒸發(fā)和抵抗受太陽(yáng)輻射與刮風(fēng)時(shí)溫度驟變；2）保持內(nèi)外溫差的穩(wěn)定。

6 不均勻沉降引起裂縫的預(yù)防措施

1）對(duì)松軟土、填土地基應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。構(gòu)件制作場(chǎng)地周圍應(yīng)作好排水措施，并注意防止水管漏水或養(yǎng)護(hù)水浸泡地基。

2）避免直接在松軟土或填土上制作預(yù)制構(gòu)件，或經(jīng)壓夯實(shí)后作預(yù)制場(chǎng)地。

3）模板應(yīng)支撐牢固,保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，并使地基受力均勻。拆模時(shí)間不能過早，應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行。

[1]JGJ55－2000，普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].

[2]GB50204-2002，混凝土質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].