摘要: 大體積混凝土通常應用于多，高層建筑基礎部分的承臺、底板、鋼筋混凝土墻以及大型設備基礎混凝土等工程結構。它的施工方法是目前施工中使用較多的一項技術。
關鍵詞:混凝土 裂縫 措施
中圖分類號:TU72 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2006)11(a)-0054-01
1 引言
大體積混凝土通常應用于多，高層建筑基礎部分的承臺、底板、鋼筋混凝土墻以及大型設備基礎混凝土等工程結構。它的施工方法是目前施工中使用較多的一項技術。就其混凝土裂縫產生的原因和控制混凝土施工方法，淺述一些意見。
2 大體積混凝土產生裂縫的原因
2.1 水泥水化熱引起的溫度應力和溫度變形
水泥在水化過程中產生大量的熱源，每克水泥放出的熱量達約502.42J/g，因而使混凝土內部的溫度升高，—般在30℃左右，有時更高。砼澆注后在1 — 3 天放出的熱量是總量的一半?；炷羶炔康淖罡邷囟榷鄶?shù)發(fā)生在澆注后的3 — 5 天內，當砼內部與表面溫差過大時，溫度應力超過混凝土內外的約束力時，就會產生裂縫。而混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥用量有關?；炷劣?，水泥用量愈大。內部溫度愈高，所形成的溫度應力與混凝土結構尺寸有關。在一定尺寸范圍內，砼結構尺寸愈大，溫度應力也愈大，因而引起裂縫的可能性也愈大。這就是大體積混凝土為什么產生裂縫的主要原因。因此防止混凝土出現(xiàn)裂縫的關鍵就是控制混凝土內部與表面的溫度差。
2.2 內外約束條件的影響
各種結構在其變形變化中，必須受到一定的約束而阻礙變形，阻礙變形的因素為約束條件，大體積混凝土因溫度變化而發(fā)生變形也要受到不同程度的約束，限制其變形，因而產生約束應力。
大體積鋼筋砼與地基澆灌在一起，當溫度變化時，受到下部地基的限制，因而產生外部約束力，混凝土在早期溫度上升時產生的膨脹變形受到約束而形成壓應力，此時，混凝土的強性模量小，徐變和應力松弛度大，使混凝土抗拉強度減弱，混凝土將會出現(xiàn)垂直裂縫。由外約束應力產生垂直裂縫的部位和裂縫最大值，常發(fā)生在結構斷面的中點。這證明水平應力是引起裂縫的主要應力。
混凝土內部由于水泥的水化熱形成中心溫度，熱膨脹大，因而在中心產生壓應力，在表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土抗拉強度和鋼筋的約束作用時，同樣會產生裂縫。
2.3 外界氣溫變化影響
大體積混凝土在施工階段，常受到外界氣溫變化的影響、混凝土內部的溫度是由水泥水化熱的絕對溫度，澆灌溫度和混凝土的散熱溫度三者的疊加，其中澆灌溫度與外界氣溫有直接關系。所渭澆灌溫度是砼出罐后，經運輸、振搗后的溫度，可以計算或實測得出。外界氣溫越高，砼澆灌溫度越高。當氣溫下降，特別是氣溫驟降，會大大增加外層砼與砼內部溫差。因而會造成溫差的溫度應力。使大體積砼出現(xiàn)裂縫。因此，控制混凝土表面溫度與外界氣溫的溫差，也是防止裂縫出現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。
2.4 因砼收縮產生的變形
(1)砼塑性收縮變形
塑性收縮裂縫發(fā)生在砼硬化之前，砼處于塑性狀態(tài)。裂縫產生主要是上部砼均勻沉降受到限制。如遇到鋼筋或大的砼骨料或者平面面積較大的混凝土，其水平方向減縮，比垂直方向更難，這樣就會形成不規(guī)則的深裂縫。這種裂縫通常是互相平行的。并且有相當?shù)纳疃龋@種裂縫不僅發(fā)生在大體積砼之中，一般平面尺寸較大、厚度較薄的結構、構件也會出現(xiàn)裂縫，防止這種裂縫的最好辦法，是連續(xù)澆灌與修正抹面，及時養(yǎng)護，保護砼免受風吹日曬。
(2)砼的體積變形
砼終凝后，會發(fā)生體積變化，既能收縮又能膨脹。溫度較高，水泥用量較多，發(fā)生體積自由變化。
(3)砼的干燥收縮
砼中的80％水分蒸發(fā)，約20％水分是水泥硬化所必需的。而最初失去的30％自由水分幾乎不引起收縮，就會出現(xiàn)干燥收縮。而表面干燥收縮快，中心干燥收縮慢。由于表面的干縮受到中心部位砼的約束，因而在表面產生拉應力出現(xiàn)裂紋。
大體積砼施工中，因砼收縮變形引起的裂縫是不可忽視的，影響砼收縮的因素很多。
主要是水泥品種和數(shù)量、砼配合比、外加劑、以及施工工藝、特別是養(yǎng)護條件。
3 控制溫度和收縮裂縫的技術措施
為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速度、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強度、改善約束條件等方面采取措施。
3.1 控制混凝土的水化升溫
1)選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配置混凝土，例如：可以選用礦渣硅酸鹽水泥。
2)以自然連續(xù)級配的粗骨料配制混凝土。
3) 可摻用復合外加劑及粉煤灰，以減少絕對用水量，改善混凝土和易性及可靠性，延長緩凝時間。
4) 充分利用混凝土的后期強度，減少每m3 混凝土中的水泥用量。
5)控制澆筑入模溫度，最高澆筑溫度應小于28℃。
6)采用斜面薄層澆搗。夏季施工時，在泵送時采取降溫措施，以防止混凝土入模溫度升高。
7)在基礎內部預埋冷卻水管，通人循環(huán)冷卻水，強制降低混凝土水化熱溫度。
3.2 延緩混凝土降溫速度
1)選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開在炎熱天氣澆筑。
2) 摻加相應的緩凝型減水劑。
3)大體積混凝土澆筑后為了減少升溫階段內外溫差，防止產生裂縫，應給予正當?shù)谋仞B(yǎng)護和潮濕養(yǎng)護。對混凝土進行保溫、保濕養(yǎng)護?？墒够炷了療峤禍厮俣妊泳彛瑴p少結構內外溫差，防止產生過大的溫度應力和溫度裂縫。
4) 采用長時間的養(yǎng)護，規(guī)定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“ 應力松弛效應”。
5)合理安排施工工序，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升，避免混凝土拌合物堆積過大。在結構完成后及時回填土，避免其側面長期暴露。
6) 加強測溫和溫度監(jiān)測與管理，實行信息化控制，隨時控制混凝土內的溫度變化，內外溫差控制在25℃以內，基礎表面溫度與底面溫度均控制在20℃以內，及時調整保溫及養(yǎng)護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大。
參考文獻
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