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淺析大體積混凝土裂縫成因及防控措施

時間日期：2009-5-4 已被閱讀次：[8256]

廣東省六建集團有限公司　陳智廣

　　[摘　要]　在大中型混凝土結(jié)構(gòu)中，大體積混凝土由于材料和施工技術(shù)原因容易出現(xiàn)裂縫，對
　　　　　　　構(gòu)件的整體性、抗震性、抗?jié)B性影響較大，修補困難，甚至要報廢。本文就大體積
　　　　　　　混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和控制及補救措施淺談幾點看法。
　　[關(guān)鍵詞]　大體積混凝土　裂縫　收縮　溫升

　　一、大體積混凝土裂縫成因及分類
　　大體積混凝土由于水泥用量大，混凝土凝結(jié)硬化時大量水泥水化熱釋放，使結(jié)構(gòu)內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮，由此形成的溫度收縮應力當收縮應力大于混凝土的抗拉強度時，導致大體積混凝土裂縫產(chǎn)生。
　　目前，學術(shù)界把大體積混凝土定義為：由水化熱而引起可能產(chǎn)生裂縫的構(gòu)件混凝土。
　　1．表面裂縫
　　大體積混澆筑后，凝結(jié)過程中水泥水化熱大量放出，聚積在內(nèi)部的水泥水化熱又不易散發(fā)，其內(nèi)部溫度顯著升高；而混凝土表面則散熱較快，這就形成了較大的內(nèi)外溫差和較大的表面收縮，從而使混凝土表面產(chǎn)生裂縫。
　　2．貫穿裂縫
　　大體積混凝土硬化過程中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生很大的收縮應力（拉應力），總體收縮產(chǎn)生拉力大于混凝土對鋼筋的握裹力，在應力積聚處開裂釋放拉力，以達到暫時平衡，混凝土整個截止面產(chǎn)生貫穿裂縫，貫穿性裂縫與有害介質(zhì)接觸后，嚴重影響混凝土的耐久性，成為危害較大的結(jié)構(gòu)性裂縫。
　　二、控制裂縫的方法
　　1．“放”
　　減小大體積混凝土內(nèi)部相互制約，即用設置永久性伸縮縫的方法，將超長的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)分為若干段，以期釋放大部分變形，減小約束力。其缺點是加大建筑物防水的困難和增加其他構(gòu)造措施。
　　我國相關(guān)規(guī)范規(guī)定：現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，處于室內(nèi)條件下的伸縮縫間距分別為45m和55m，地下室壁墻等類結(jié)構(gòu)為30 m。
　　2．“抗”
　　采取措施加大對被約束體的約束，加密配筋，提高混凝土致密性，提高混凝土抗拉強度等，降低溫升速率以抵抗溫度收縮變形和降低應力，改善構(gòu)件截面，避免構(gòu)件截面大變化。
　　3．“養(yǎng)”
　　采取科學養(yǎng)護的方法，對大體積混凝土的構(gòu)件，應盡可能降低溫低速度，前期的保養(yǎng)十分重要。當外部氣溫低時，構(gòu)件表面應考慮加熱升溫。保濕保溫是必要的。
　　三、溫度控制和防裂技術(shù)措施
　　控制大體積混凝土裂縫的開展，應著重從控制混凝土較低溫升，延緩混凝土溫降速率，減少混凝土收縮，提高混凝土限拉伸值，改善約束程度和增加設計構(gòu)造等方面采取一列綜合技術(shù)措施。
　　1．控制混凝土溫升
　�。�1）科學設計混凝土配合比，降低水泥在膠結(jié)材料中的比例，提高礦物粉含量，以降低水化熱。（2）外摻劑：在混凝土中摻用復合型緩凝外加劑，降低混凝土前期溫升，改善混凝土和易性與可泵性，延長緩凝時間。
　　（3）粗細骨料選擇：采用自然連續(xù)級配的粗骨料，并保證容積率占有80％，優(yōu)先選用料徑5～40 mm 、含泥量<1％、符合篩分曲線要求，針狀和片狀顆粒含量<15％（重量比）的粗骨料。
　　細骨料以中粗砂為宜，含泥量<2％，砂率應在40～45％之間并應盡量降低。
　�。�4）控制新鮮混凝土的出機溫度和入倉溫度，如砂石堆場設置簡易遮陽棚及必要時噴水降溫；混凝土加冰攪拌；防高溫防暴曬施工等。對大體積混凝土，應采用薄等層水平澆筑工藝，使其成形前散失一定溫度，避免出現(xiàn)漿料局部集中。
　　2．延緩混凝土降溫速率
　　混凝土保濕、保溫養(yǎng)護。大體積混凝土澆筑后，為了減少升溫階段的內(nèi)外溫差，給予正當?shù)谋仞B(yǎng)護和潮濕養(yǎng)護很重要。保濕養(yǎng)護可防止混凝土表面脫水產(chǎn)生干縮裂縫，使水泥順利進行水化，提高混凝土的極限拉伸值；保溫養(yǎng)護可使混凝土的水化熱降溫速率延緩，減小結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，防止產(chǎn)生過大的溫度應力和產(chǎn)生溫度裂縫。
　　3．設計構(gòu)造上的改善
　　在構(gòu)件截面變化較大的部位應設置滑動層，改變收縮應力方向在結(jié)構(gòu)應力集中的部位，宜加抗裂鋼筋，作出局部加強處理，在必須分段施工的水平施工縫部位增設暗梁，防止裂縫開展等。
　　4．施工監(jiān)測
　　為了解決大體積混凝土水化造成不同深度處溫度場的變化規(guī)律，隨時監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度情況，以便有效地采取相應技術(shù)措施確保工程質(zhì)量，采用在混凝土不同部位埋設溫度傳感器，用混凝土溫度監(jiān)測儀，進行施工全過程的跟蹤和監(jiān)測。

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