大體積混凝土開裂的起因及防裂措施

摘 要：大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能，若不能很好的了解大體積混凝土結(jié)構(gòu)開裂的原因以及掌握應(yīng)對(duì)此類問題所采取的相應(yīng)施工措施，那么實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中就很難保證施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫原因；防裂措施

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

1、大體積混凝土裂縫形成原因分析

由于外荷載（靜、動(dòng)荷載）作用產(chǎn)生的直接應(yīng)力及各種結(jié)構(gòu)次應(yīng)力超過混凝土抗拉極限強(qiáng)度時(shí)而產(chǎn)生的裂縫?；炷恋目估瓘?qiáng)度很小而抗壓強(qiáng)度很大，因此，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，一般要求只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力或者不出現(xiàn)拉應(yīng)力（如重力壩的設(shè)計(jì)）。因此，由于外荷載引起的大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫很少。收縮變形主要有干燥收縮和塑性收縮變形兩個(gè)方面?；炷猎谟不?，處于的狀態(tài)就是塑性狀態(tài)，上部的混凝土如果均勻沉降受到限制，當(dāng)它的垂直方向沒有水平方向減縮難時(shí)，其就容易形成一些不規(guī)則的塑性收縮裂縫。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，隨著混凝土結(jié)構(gòu)的大型化及施工速度的加快，結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫的重要原因主要是由水泥水化熱溫度應(yīng)力引起的。同時(shí)，由于傳熱效果差，其厚度、體積均較大，水泥水化產(chǎn)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部長期不易散失，形成較大的溫差和溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力和溫差成正比，溫差越大，溫度應(yīng)力也越大。此外，大體積混凝土施工期間，外界氣溫的升降都會(huì)造成過大的溫度應(yīng)力。這是因?yàn)闇囟鹊淖兓瘯?huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外部的溫差，如何控制混凝土的溫度應(yīng)力、降低混凝土的發(fā)熱量是大體積混凝土施工中關(guān)注的重點(diǎn)。

2、大體積混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

由上節(jié)分析可知，大體積混凝土材料自身的性能是引起開裂的主要因素，如何采取措施降低混凝土的溫度應(yīng)力以及收縮應(yīng)力，是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中十分重要的課題。在大體積混凝土施工過程中，除了應(yīng)滿足一般混凝土結(jié)構(gòu)施工中對(duì)工作性和強(qiáng)度要求外，還應(yīng)注重對(duì)新拌混凝土的抗裂性要求，即應(yīng)選取適當(dāng)?shù)脑牧?、恰?dāng)?shù)呐浜媳取⒑侠淼氖┕すに噥磉M(jìn)行溫度控制和收縮控制，從而減小應(yīng)力防止裂縫發(fā)生。

2.1原材料選擇及配合比設(shè)計(jì)

前已提及，大體積混凝土由于其體積大，表面小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快，容易造成內(nèi)外溫差使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，因此在滿足強(qiáng)度要求下應(yīng)盡量選用較低發(fā)熱量的水泥。進(jìn)行配合比選擇時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)及施工工藝要求的前提下，最大限度減少水泥用量，是實(shí)現(xiàn)降低大體積混凝土絕熱溫升的關(guān)鍵。但在設(shè)計(jì)強(qiáng)度較高的大體積混凝土工程中，既要求水泥具有高活性，又希望水泥是低發(fā)熱的，此時(shí)選擇摻有高磨細(xì)度礦渣粉的高強(qiáng)礦渣硅酸鹽水泥可同時(shí)滿足這兩種要求?；炷恋臒崤蛎浵禂?shù)與集料的膨脹系數(shù)有關(guān)，應(yīng)選擇熱膨脹系數(shù)低的集料，所配制的混凝土熱膨脹系數(shù)低，從而降低混凝土的溫度收縮變形。工程實(shí)踐告訴我們：選擇粒徑相對(duì)較大的粗骨料和細(xì)度模數(shù)在2.7～3.1的中粗砂，會(huì)減少水的用量，有利于水泥用量的減少，還可以減小混凝土的收縮從而減小溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。摻和料用于水泥中大多是可以降低水泥發(fā)熱量和延緩發(fā)熱時(shí)間的，這有利于減緩混凝土的溫升過程。如摻入粉煤灰，由于其早期水化活性較低，水化熱很小，可以有效地降低大體積混凝土的溫峰和溫升速率，但其早期抗拉強(qiáng)度及早期極限拉伸值均有少量降低。因此對(duì)早期抗裂要求較高的工程，粉煤灰的摻入量應(yīng)該少一些，否則表面易出現(xiàn)細(xì)微裂縫。有助于混凝土的振動(dòng)密實(shí)和澆筑均勻，改善其和易性，在混凝土中摻入引氣劑或減水劑，對(duì)混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗裂性能大大提高。

2.2施工工藝

通常情況下，當(dāng)石子、砂子、水的溫度降低l℃時(shí)，混凝土的溫度分別降低0.63℃，0.19℃，0.13℃左右。預(yù)冷混凝土最簡易的方法就是冷卻拌和水或在拌和時(shí)摻加冰屑。地籠取料是將已篩好的骨料分別堆存，并將出料地籠放在地面以下，利用夏季地溫低于氣溫的特點(diǎn)降低骨料溫度。此外，還可選用水冷法、風(fēng)冷法和真空汽化法預(yù)冷骨料。在冬季施工為了防止混凝土受凍，當(dāng)氣溫不低于-1℃時(shí)，一般只須將水加熱，以滿足出機(jī)溫度的要求。當(dāng)氣溫低于-1℃時(shí)，須將水和細(xì)骨料加熱，同時(shí)加熱粗骨料使其中的冰雪融化，注意最高溫度不宜超過75℃。大體積混凝土澆筑方案主要有三種方式：全面分層、分段分層和斜面分層。為了減少澆筑過程中的溫度回升，應(yīng)加快混凝土澆筑速度，在最短時(shí)間內(nèi)覆蓋新混凝土。同時(shí)應(yīng)采用臺(tái)階式澆筑法，把混凝土澆筑方式從全倉平面改為臺(tái)階式澆筑，混凝土層面暴露時(shí)間可大大縮短。而冬季施工應(yīng)減少熱量損失，可采用蓄熱法、暖棚法等方法施工。前已提及，外界環(huán)境的溫度和濕度變化會(huì)使大體積混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力導(dǎo)致裂縫，因此在養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)使混凝土的表面保持合適的溫度和濕度，溫度不能太低，濕度不能小，以降低混凝土表面與內(nèi)部的溫差和干燥收縮，從而防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。為此，應(yīng)根據(jù)氣候條件采取控溫措施，并按需要測(cè)定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度，根據(jù)具體情況增加或減少混凝土表面覆蓋的保溫層，將溫差控制在25℃范圍內(nèi)。為了保證新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫，大體積混凝土應(yīng)在澆筑完畢后初凝之前，先覆蓋一層塑料布再覆蓋保溫草簾養(yǎng)護(hù)。

3、結(jié)束語

大體積混凝土工程施工時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，這些裂縫不能根除，在施工時(shí)只能進(jìn)行防治，本文就從大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因和施工進(jìn)行探討。

參考文獻(xiàn)：

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