關(guān)于大體積混凝土裂縫控制技術(shù)

1、關(guān)于大體積混凝土裂縫控制技術(shù)摘要：在建筑物以及各類構(gòu)筑物施工過程中，經(jīng)常涉及到大體積混凝土施工技術(shù)，避免混凝土施工裂縫，提高大體積混凝土施工質(zhì)量已經(jīng)成為混凝土施工技術(shù)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。本文首先分析了大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，進(jìn)而從混凝土生產(chǎn)準(zhǔn)備以及施工兩個(gè)階段，介紹了大體積混凝土裂縫的預(yù)防及控制措施。關(guān)鍵詞：大體積；混凝土裂縫；控制引言 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑業(yè)也在快速的得到發(fā)展，由于高層建筑、大型項(xiàng)目越來越多，而高層建筑的基礎(chǔ)常常采用大體積混凝土結(jié)構(gòu)，與此同時(shí)，大體積混凝土的質(zhì)量問題也頻繁出現(xiàn)，尤其以大積混凝土施工時(shí)生產(chǎn)的有害裂縫最為突出。如何控制大體積混凝土的施工裂縫，保證施工質(zhì)量和

2、結(jié)構(gòu)安全也就成了重要問題。 一、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析 由于混凝土是多種材料組成的非勻質(zhì)材料，因而具有抗壓強(qiáng)度、耐久性好，然而抗拉強(qiáng)度以及抗變形能力差，因此混凝土經(jīng)常出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。 1.大體積混凝土內(nèi)部水泥水化熱的作用。大體積混凝土截面相對(duì)較大、水泥用量高、水泥水化過程中混凝土溫升作用明顯的特點(diǎn)，而且由于混凝土導(dǎo)熱性能 相對(duì)較低，內(nèi)部熱量散失較慢，外部與環(huán)境接觸部分熱量散失相對(duì)較快，因此造成混凝土各個(gè)部位之間的存在不同的溫度差和溫度應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力導(dǎo)致混凝土的開裂。 2.混凝土收縮變形影響?；炷恋陌韬退?，只有約20的水分是水泥水化所需要的，其余的80是由于混凝土澆

3、筑過程中保證足夠的和易性所需要的，這80的水分都要被蒸發(fā)?；炷猎谒嗨^程中的體積變形，多數(shù)是收縮變形，少數(shù)是膨脹變形，多余水分的蒸發(fā)是混凝土體積收縮的主要原因之一。當(dāng)存在約束時(shí)，這種干燥收縮即產(chǎn)生收縮應(yīng)力。大體積混凝土結(jié)構(gòu)，為防止其產(chǎn)生溫度裂縫，首先要進(jìn)行溫度應(yīng)力和整澆長度的計(jì)算。驗(yàn)算由溫差和混凝土收縮所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力是否超過當(dāng)時(shí)基礎(chǔ)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，或者進(jìn)行最大整澆長度計(jì)算，以便研究是否需要留置伸縮逢(設(shè)置后澆帶)，除此以外，在施工之前針對(duì)混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的原因，采取有效的技術(shù)措施具有重大意義。 3.混凝土澆筑結(jié)束后的約束作用。對(duì)于大體積混凝土澆筑，其澆筑結(jié)束后由于結(jié)構(gòu)功能以及所

4、處結(jié)構(gòu)部位的不同，會(huì)受到其他結(jié)構(gòu)部位的約束作用，在不同的約束條件作用下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形應(yīng)是溫差與混凝土線膨脹系數(shù)的乘積，當(dāng)混凝土的膨脹系數(shù)超過混凝土的極限拉伸值時(shí)，就會(huì)造成混凝土裂縫的產(chǎn)生。 4.外界氣溫變化影響。大體積混凝土施工期間，外界氣溫的變化對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫有重大影響。大體積混凝土不易散熱，其內(nèi)部溫度有時(shí)高達(dá)80以上，而且持續(xù)時(shí)間較長，當(dāng)外界氣溫下降，特別是外界氣溫驟降時(shí)，外層混凝士與內(nèi)部混凝土形成很大溫差，導(dǎo)致混凝土裂縫的開展。 5.施工過程中的混亂和無序 施工中為了保持混凝土的和易性而隨意向混凝土拌和物中加水，使混凝土的強(qiáng)度降低。同時(shí)混凝土的物料比例計(jì)量不準(zhǔn)，隨意變更和增加用水量和

5、水泥用量意味著增加了混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差，使溫度應(yīng)力增加，增加了裂縫產(chǎn)生的可能。模板的支撐不好，由于沉降使混凝土在未能發(fā)展足夠強(qiáng)度支撐自身重量之前而產(chǎn)生裂縫。拆模時(shí)間控制不好和拆模方法錯(cuò)誤，也會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂紋。對(duì)于預(yù)制構(gòu)件在施工期間的超載和不恰當(dāng)安裝及搬運(yùn)方法也是出現(xiàn)裂紋的原因之一。對(duì)鋼筋保護(hù)層控制不力，使鋼筋保護(hù)層過大，表面鋼筋起不到約束混凝土表面收縮的作用，易在混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫?；蛘哂捎阡摻畹谋Ｗo(hù)層過小，鋼筋容易銹蝕膨脹而導(dǎo)致混凝土開裂。 二、大體積混凝土生產(chǎn)準(zhǔn)備階段防范裂縫措施 1.大體積混凝土生產(chǎn)原材料的選擇 為了確?；炷临|(zhì)量得到保證，首先在源頭就必須做好質(zhì)量的控制管理工作

6、，對(duì)于原材料方面針對(duì)大體積混凝土裂縫的防范措施，主要有以下幾方面： （1）水泥的選擇。為了避免大體積混凝土施工中的水化熱，水泥應(yīng)盡可能的選用水化熱相對(duì)較低的標(biāo)號(hào)425或者525的礦渣水泥，混合材料一般選擇粉煤灰、礦渣、火山灰、超細(xì)礦粉等材料。 （2）集料的選擇。在混凝土的生產(chǎn)過程中，對(duì)于集料的選擇，應(yīng)盡可能的采用粒徑級(jí)配良好，粒徑相對(duì)較大，針片狀含量較少的材料，為了盡可能地降低水泥用量，可以適當(dāng)增加塊石的含量。對(duì)于細(xì)集料應(yīng)該以中、粗砂為主，同時(shí)嚴(yán)格控制砂石的含泥量。 （3）合理使用外摻劑。為了有效的控制大體積混凝土的裂縫，可以適當(dāng)?shù)牟捎猛鈸絼┮员阌诟纳拼篌w積混凝土的特性，并起到減少水泥用量降低

7、混凝土水化熱的溫升效應(yīng)，現(xiàn)階段使用較多的外摻劑主要是高效復(fù)合減水劑類。 2.大體積混凝土配比設(shè)計(jì)階段 為了控制大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，在混凝土的配比設(shè)計(jì)階段應(yīng)該將有效的降低混凝土的絕熱升溫，適當(dāng)?shù)难娱L混凝土的凝結(jié)時(shí)間，以避免溫度裂縫的產(chǎn)生作為大體積混凝土的配比設(shè)計(jì)原則。在配比設(shè)計(jì)過程中，在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，適當(dāng)?shù)奶岣邠胶狭弦约傲捷^大集料的用量，以盡可能的降低單方混凝土的水泥用量。在大體積混凝土配合比確定后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行相關(guān)水化熱的測算，只有水化熱測算結(jié)果符合相關(guān)要求后方可進(jìn)行混凝土的生產(chǎn)。 三、大體積混凝土施工階段防范裂縫措施 1.大體積混凝土澆筑以及振搗施工 科學(xué)規(guī)范的大體積混凝土施工

8、工藝，也是有效預(yù)防混凝土裂縫的重要措施。 對(duì)于大體積混凝土的澆筑施工，應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)施工規(guī)范，在進(jìn)行大體積的混凝土澆筑作業(yè)前，將模板清掃干凈，并噴水保濕準(zhǔn)備澆筑作業(yè)。大體積混凝土澆筑順序應(yīng)該按照由遠(yuǎn)及近進(jìn)行，對(duì)于呈傾斜面的澆筑區(qū)域，則遵循由低到高的施工順序。大體積混凝土工程的澆筑一般采用整體分層連續(xù)澆筑或者推移式連續(xù)澆筑施工方式進(jìn)行?；炷恋臐仓俣葢?yīng)該結(jié)合混凝土的標(biāo)號(hào)以及坍落度，并考慮氣候條件加以調(diào)整，通常是控制澆筑速度在20-30m 3/ h左右。對(duì)于需要重復(fù)澆筑作業(yè)的情況，其間的間隔需要根據(jù)環(huán)境溫度確定，一般情況氣溫低于25的情況下間隔不得少于2.5h，超過25 時(shí)可適當(dāng)延長2h。大體積混

9、凝土的振搗主要有插入振搗器以及平板振搗兩種作業(yè)方式，一般是首先混凝土澆筑過程中，先采用插入式的振動(dòng)器進(jìn)行混凝土振搗，之后再通過平板式振動(dòng)器沿著澆筑混凝土的縱向以及橫向進(jìn)行振搗施工，將混凝土的表面振搗密實(shí)。振搗結(jié)束后，在混凝土初凝前抹平最后一次，同時(shí)對(duì)于抹平的混凝土表面應(yīng)當(dāng)覆蓋薄膜類材料，以免出現(xiàn)混凝土表面的不規(guī)則裂縫。 2.大體積混凝土施工養(yǎng)護(hù)管理 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)對(duì)于避免裂縫的發(fā)生起著至關(guān)重要的作用，大部分混凝土裂縫的產(chǎn)生與混凝土澆筑振搗結(jié)束后的養(yǎng)護(hù)措施不完善有關(guān)。大體積的混凝土澆筑時(shí)，由于水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，因而容易導(dǎo)致混凝土的內(nèi)外溫差較大，如果混凝土內(nèi)外的溫差大于25時(shí)，極易導(dǎo)

10、致混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響混凝土的施工質(zhì)量，因此，應(yīng)該在大體積的混凝土澆筑完成以及找平施工結(jié)束后，應(yīng)該及時(shí)的在混凝土表面及鋪蓋塑料薄膜，進(jìn)而在塑料薄膜上繼續(xù)覆蓋麻袋或者草被。同時(shí)采取合理的養(yǎng)護(hù)措施并對(duì)混凝土的表面溫度加以控制，盡可能的降低大體積混凝土的內(nèi)外溫度差，一般情況下，基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。 3.大體積混凝土溫差的監(jiān)測管理 有效的監(jiān)測混凝土澆筑結(jié)束后在水化過程中的混凝土內(nèi)外溫差，并不斷調(diào)整養(yǎng)護(hù)手段是預(yù)防混凝土裂縫的必要手段。根據(jù)相關(guān)研究表明，如果在養(yǎng)護(hù)階段將大體積混凝土的內(nèi)外溫差控制在25以內(nèi)，就可以有效的預(yù)防大體積混凝土澆筑后裂縫的產(chǎn)生，因此，在澆筑施工結(jié)束后，必須采取科學(xué)

11、有效的監(jiān)測手段對(duì)混凝土的內(nèi)外溫差進(jìn)行監(jiān)測管理，如果出現(xiàn)混凝土的內(nèi)外溫差較大的情況，應(yīng)該在混凝土表面增加保溫覆蓋措施，盡可能的降低溫差。測量溫度的測孔通常是將薄壁鋼管預(yù)埋在混凝土內(nèi)，將溫度及深入測溫孔內(nèi)的中下部，并將管口通過軟橡皮塞堵住，以確保測溫的準(zhǔn)確性。大體積混凝土施工的一般在混凝土初凝后開始測溫，通常情況下前7d內(nèi)間隔四小時(shí)測溫，后7d內(nèi)間隔八小時(shí)測溫，并做好測溫記錄，混凝土如果連續(xù)24小時(shí)內(nèi)溫度穩(wěn)定，表明混凝土的水化熱釋放基本停止，可以停止測溫。 大體積混凝土澆筑體的內(nèi)外溫差計(jì)算公式如下所示： 公式中：T（t）混凝土齡期 t 時(shí)混凝土溫差()；Th（t）混凝土齡期 t 時(shí)混凝土最高溫度，

12、()；Ts（t）混凝土齡期 t 時(shí)的表層溫度，()； 四、大體積混凝土的裂縫檢查與處理 對(duì)于混凝土裂縫，應(yīng)以預(yù)防為主，為此需要精心設(shè)計(jì)、施工，但是由于目前采用的防止裂縫的安全系效較小，而實(shí)際情況復(fù)雜多變，所以實(shí)際工程中還是難免出現(xiàn)一些裂縫。大體積混凝土的裂縫分為三種：表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。對(duì)于表面裂縫因?yàn)槠鋵?duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、耐久性和安全基本沒有影響，一般不作處理。對(duì)深層裂縫和貫穿裂縫可以采取鑿除裂縫，可以用風(fēng)鎬、風(fēng)鉆或人工將裂縫鑿除，至看不見裂縫為止，鑿槽斷面為梯形再在上面澆筑混凝土，限裂鋼筋，在處理較深的裂縫時(shí)，一般是在混凝土已充分冷卻后，在裂縫上鋪設(shè)12層的鋼筋后再繼續(xù)澆筑新混凝土，對(duì)比

13、較嚴(yán)重的裂縫可以采取水泥灌漿和化學(xué)灌漿，水泥灌漿適用于裂縫寬度在0.5mm以上時(shí)，對(duì)于裂縫寬度小于0.5mm時(shí)應(yīng)采取化學(xué)灌漿，化學(xué)灌漿材料一般使用環(huán)氧糠醛丙酮系等漿材。 五、加強(qiáng)混凝土的保濕保溫養(yǎng)護(hù) 從養(yǎng)護(hù)方面著手，在盡量減少混凝土內(nèi)部溫升的前提下，提高混凝土的表面溫度，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，以保持適宜的溫度和濕度條件，減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，減少內(nèi)外溫差。由于混凝土中形成的膨脹結(jié)晶鈣礬石需要大量的水，否則就影響膨脹效能，因此在每一塊混凝土澆注、抹面完成后，為防止混凝土在硬化工程中出現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象，要及時(shí)進(jìn)行二次抹面處理。在混凝土初凝以后，終凝之前，先人工用木抹拍打，使混凝土的漿液滲出；然后再用力進(jìn)行抹壓，直至抹壓平整：混凝土澆筑完畢后不宜立即澆水，以免降低混凝土表面溫度而加大混凝土內(nèi)外溫差，引起早期收縮裂縫，當(dāng)混凝土澆筑完后的35d內(nèi)，可用一至二層塑料薄膜覆蓋，按計(jì)算的厚度覆蓋保溫材料，水化熱高峰期過后即應(yīng)澆水保溫保濕養(yǎng)護(hù)，時(shí)間不少于兩周，養(yǎng)護(hù)工作要派專人負(fù)責(zé)。 結(jié)束語 由于大體積混凝土在建筑物或者構(gòu)筑物中，多作為基礎(chǔ)、承臺(tái)或者梁柱等重要結(jié)構(gòu)部分，因此其控制大體積混凝土施工裂縫的產(chǎn)生對(duì)于確保建筑物或者構(gòu)筑物施工質(zhì)量，提高其可靠性具有重要的作用。合理的選擇混凝土生產(chǎn)原材料，科學(xué)的選擇設(shè)計(jì)