大体积混凝土裂缝成因及处理措施

技术研发　ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　ＡＮＤ　ＭＡＲＫＥＴ　Ｖｏ１．１８，Ｎｏ．７，２０１１　大体积混凝土裂缝成因及处理措施　梁　平　（广西矿业建设公司，广西柳州　５４５００５）　摘要：近年来，基础设施建设规模越来越大，大体积混凝土的施工也越来越普遍。但大体积混凝土在施工过程中极易　产生裂缝，裂缝的出现不仅会影响工程的质量还会造成经济损失，为减小或避免裂缝对大体积混凝土质量的影响．文章　将从大体积混凝土裂缝的成因及处理措施进行分析，以提高施工人员对大体积混凝土裂缝的认识。　关键词：大体积混凝土；裂缝；成因　ｄｏｉ：１０．３９６９６．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１　１．０７．１８９　０引言　根据《普通混凝土配合比设计规程））（ＪＧＪ５５－－２０００）中的第　２．１．１０条的规定，大体积混凝土是指混凝土结构物实体的最小　尺寸大于或等于１　ｍ，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外　的温差过大而导致裂缝的混凝土。大体积混凝土在水利大坝、　大型设备基础、高层建筑的混凝土箱型基础、大型桥墩、高炉转　炉等大型设备基础及防辐射建筑物等建筑物或构筑物中应用　较多。多种因素都会导致大体积混凝土构筑物或建筑物裂缝的　产生，在诸多影响因素中，收缩及温度的影响作用最为突出，尤　其是温度引起的裂缝是大体积混凝土施工的一大难题，在施工　过程中应严把质量关。　１　大体积混凝土裂缝的成因　１．１收缩裂缝　大体积混凝土的收缩会使混凝土产生收缩裂缝，混凝土的　收缩与混凝土中的水泥种类、水泥用量及用水量有关，混凝土　韵用水量及水泥的用量越高，混凝土所发生的收缩则越大。在　混凝土浇筑过程中或完成后，会逐渐地散热并发生收缩，在散　热及收缩的过程中，会相应地产生收缩应力，当收缩应力大于　同时期混凝土的极限抗拉强度时，会在混凝土的表面或内部产　生收缩裂缝。在大体积混凝土中，即使水灰比控制合理，混凝土　自身的收缩量值不大，但当它与温度效应叠加后，同样会导致　应力的增大。　１．２温差裂缝　由于大体积混凝土具有体积、厚度较大的特点，使得大体积　混凝土构件的表面及内部的散热速度不同，水化热温升往往造　成混凝土构件的内部温度高于混凝土的表面温度，在混凝土表　面与内部间形成较大的温差。在混凝土的升温及降温阶段，混　凝土会相应发生热膨胀及冷收缩。由于混凝土表面与内部存在　温差，使得混凝土的表面与内部在热膨胀及冷收缩阶段产生不　一致变形，从而形成温度应力。大体积混凝土内外温差越大，所　产生的约束应力也会相应增加，当所产生的应力值大于混凝土　的抗拉强度时，会导致混凝土结构出现裂缝，即温度裂缝。　１．３安定性裂缝　安定性裂缝主要的表现是发生龟裂，一般是由水泥安定性　不合格所引起的。　２防止大体积混凝土裂缝出现的处理措施　在分析完大体积混凝土裂缝出现的原因后，应从各影响因　素方面进行控制，以减少混凝土的裂缝数量，满足大体积混凝　土的质量要求。为达到良好的控制效果，应以预防为主，在裂　缝出现前进行科学预测，并积极采取处理措施，从源头上将可　形成裂缝的不良影响因素铲除。下面将介绍工程中常用的高　效处理措施。　２．１设计方面　２．１．１配合比设计　在进行混凝土配合比的设计时，应在确保混凝土工作性能　及满足施工要求的基础上，着力降低混凝土的单位用水量，可　采取“三低”（低坍落度、低砂率及低水胶比）、“二掺”（掺加高性　能引气剂及高效减水剂）及“一高”（高粉煤灰掺量）的设计方　法，以生产出满足大体积混凝土施工要求的“高强、高韧、中弹、　低热及高抗拉强度”的抗裂混凝土。　２．１．２加设构造钢筋　为提高混凝土的抗裂性能，可在混凝土的内部加设构造钢　筋，可选用直径及间距都较小的布筋方式，使混凝土截面的配　筋率控制在０．３％　０．５％的水平。　２．１．３加强薄弱环节的处理　在结构突变处易发生应力集中的现象，应在常见的应力集　中部位设置加强措施；在结构的边缘部位也容易发生裂缝，可　采取加设暗梁及提高配筋率的方法来提高大体积混凝土的极　限抗拉强度。　２．１．４考虑施工现场的操作工艺　在进行结构设计时，应注意考虑施工现场的气候条件，合理　预留后浇带，一般将后浇带间距设置成２Ｏ～３０　ｍ之间，保留时间　控制在６０天以上，当施工现场的具体条件不好预测时，可在施　工期间根据实际情况进行设计变更。　２．２原材料方面　２．２．１水泥的选用　在进行水泥选择时，应优先选用低热或中热的水泥，如粉煤　灰水泥及矿渣水泥，并利用混凝土的后期强度，一般指９Ｏ天到　技术与市场　第１８＠ｇ７期２０１１年　技术研发　１８０天的强度，以达到减少水泥的用量及水化热的目的。并在实　际条件允许的情况下，尽量采用拥有微膨胀性或收缩性较小的　水泥，以利用水泥在其水化膨胀期所产生的预压应力，来抵消　在水化后期所产生的徐变应力，进而减小混凝土内部的拉应　力，提高混凝土的抗裂强度。　２．２．２掺加粉煤灰　在混凝土中掺加一定的粉煤灰可显著地提高大体积混凝　土的耐久性及抗渗性，并能有效减少收缩，还能减少水泥等胶　的散热。　’　２．４．４控制拆模时间　为避免在混凝土的表面形成急剧的温度梯度，应合理控制　拆模时间。应控制在拆模后，混凝土表面的温度不能下降达　１５℃以上，且施工现场的混凝土试块的强度低于ｃ５。　３工程实例　３．１　转换层大体积混凝土施工实例　在贵阳的某高层建筑中，其转换层楼板面积为７４０　ｍ２，厚　度为２．０　ｍ。在进行转换板混凝土的浇筑时，２　ｍ厚的Ｃ５０混凝土　凝材料的水化热，从而增加混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反　应的进行。　板分为两层进行浇注，首先进行Ｏ．８　ｍ厚的浇注，待第一层浇注　２．２．３骨料的选择　由于骨料在大体积混凝土中占混凝土的绝对体积在８０％　到８３％之间，所以骨料的性能对大体积混凝土影响很大。在进　行骨料选择时，应优先考虑线膨胀系数较小、表面洁净、弹性模　量较低及级配较好的骨料。根据上述指导思想，可采取选择中　砂、控制砂石含泥量及水灰比、掺加缓凝剂及掺加大块石等措　施进行裂缝控制。　２．３施工方面　为降低混凝土构件的内外温差，可采取斜面分层、薄层浇　筑及连续推进的施工方案，并加强“内排”及“外保”，争取把混　凝土内外的温差控制在２５℃以内。　２．３．１内部降温　可在构件的内部埋设降温用水管，采用冷水或冷气循环的　方式进行混凝土内部的冷却，使冷水或冷气将混凝土内部的热　量带走，减少混凝土构件的内外温差。还应注意在进行分层浇　筑时，应同时进行混凝土的分层振捣，以保证混凝土的密实度，　还应积极采用两次振捣技术，以提高混凝土的抗裂性能。　２．３．２外部养护　为保证混凝土表面保持适宜地温度及湿度，应进行混凝土　的外部养护。进行养护后的混凝土，可有效减少新浇混凝土表　面的热扩散，缩小混凝土内外的温差，有效抑制表面裂缝的产　生。在进行外部养护时，可采用覆盖塑料薄膜及浇水的方法进　行养护，能有效减少因早期失水而产生的塑性裂缝，并能有效　保证大体积混凝土强度达到设计强度要求。　２．４温度方面　２．４．１测温工作　在大体积混凝土的施工过程中，为控制混凝土构件的内外　温差，应进行温度监控，以及时采取温差控制措施，避免因混凝　土构件内外温差引起温度裂缝。在进行测温工作时，应严格按　照规范相关的温度测点布设要求，由专门的工作人员负责执　行，按照７天内每２个小时进行一次温度测试、７天后每４个小时　进行一次温度测试，共进行３２天测试，并做好测试记录。　２．４．２施工控制　２．４．３浇筑厚度　当进行混凝土浇筑时的气温较高时，可适当减少混凝土的　浇筑厚度，将厚度控制在５００　ｍｍ以内较合理，并严格控制在第　一层混凝土初凝前须完成第二层混凝土的浇筑，以加快混凝土　的混凝土达到设计强度的９０％后，进行１．２　ｍ厚的第二层混凝　土浇注。在该工程进行混凝土浇注时，时值９月中旬，日均气温　在２Ｏ℃左右，在混凝土浇注的第三天出现了混凝土最高温度峰　值，为避免结构因温差及收缩等原因出现裂缝，在施工过程中　采用了以下几种措施：使用水化热较低的矿渣水泥；在混凝土　中掺加适量的１级粉煤灰；掺加一定量的ＡＥＡ膨胀剂；并在合理　的范围内，最大限度地控制水灰比。通过积极的分析与预防，该　工程很好的控制了转换层的大体积混凝土施工质量，避免了温　度裂缝的产生。　３．２基础的大体积混凝土施工实例　在广州的某高层住宅建筑的基础施工中，遇到了大体积混　凝土基础的施工，其混凝土强度设计等级为Ｃ４０，基础混凝土　的最小厚度是３．７　ｍ，最大厚度是４．６　ｍ，本工程采用混凝土现场　搅拌的施工方案，并采取分层浇筑方式一次性施工完毕。在进　行大体积混凝土质量控制措施的选择时，设计单位、施工单位　及监理单位等方进行了深入地探讨，最终决定对混凝土基础实　施跟踪测温，并针对测量结果实施控温措施，避免因水泥水化　热温升所引起的温度应力过大及混凝土表面产生温度裂缝等　现象的发生。经过细致有效地温度控制，该工程成功地将混凝　土内外温差控制在规范规定范围以内。　４结语　通过上面的分析，可清晰地了解到大体积混凝土结构出现　裂缝是难以根除的一个工程质量通病。既然难以根除，我们就　应从各个影响因素出发，尽力减小各个因素的影响程度，以减　少裂缝的数量，提高大体积混凝土的工程质量。　参考文献：　【ｌ】王铁梦．工程结构裂缝控制【Ｍ】．中国建筑工业出版社；１９９７．　［２】叶琳昌等．大体积混凝土施工［Ｍ】．中国建筑工业出版社．　１９９９．