浅析大体积混凝土裂缝成因及防控措施

时间日期：2009-5-4 已被阅读次：[5642]

广东省六建集团有限公司　陈智广

　　[摘　要]　在大中型混凝土结构中，大体积混凝土由于材料和施工技术原因容易出现裂缝，对
　　　　　　　构件的整体性、抗震性、抗渗性影响较大，修补困难，甚至要报废。本文就大体积
　　　　　　　混凝土裂缝产生的原因和控制及补救措施浅谈几点看法。
　　[关键词]　大体积混凝土　裂缝　收缩　温升

　　一、大体积混凝土裂缝成因及分类
　　大体积混凝土由于水泥用量大，混凝土凝结硬化时大量水泥水化热释放，使结构内外产生较大的温度变化和收缩，由此形成的温度收缩应力当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，导致大体积混凝土裂缝产生。
　　目前，学术界把大体积混凝土定义为：由水化热而引起可能产生裂缝的构件混凝土。
　　1．表面裂缝
　　大体积混浇筑后，凝结过程中水泥水化热大量放出，聚积在内部的水泥水化热又不易散发，其内部温度显著升高；而混凝土表面则散热较快，这就形成了较大的内外温差和较大的表面收缩，从而使混凝土表面产生裂缝。
　　2．贯穿裂缝
　　大体积混凝土硬化过程中，内部结构会产生很大的收缩应力（拉应力），总体收缩产生拉力大于混凝土对钢筋的握裹力，在应力积聚处开裂释放拉力，以达到暂时平衡，混凝土整个截止面产生贯穿裂缝，贯穿性裂缝与有害介质接触后，严重影响混凝土的耐久性，成为危害较大的结构性裂缝。
　　二、控制裂缝的方法
　　1．“放”
　　减小大体积混凝土内部相互制约，即用设置永久性伸缩缝的方法，将超长的现浇结构分为若干段，以期释放大部分变形，减小约束力。其缺点是加大建筑物防水的困难和增加其他构造措施。
　　我国相关规范规定：现浇剪力墙结构、现浇框架结构，处于室内条件下的伸缩缝间距分别为45m和55m，地下室壁墙等类结构为30 m。
　　2．“抗”
　　采取措施加大对被约束体的约束，加密配筋，提高混凝土致密性，提高混凝土抗拉强度等，降低温升速率以抵抗温度收缩变形和降低应力，改善构件截面，避免构件截面大变化。
　　3．“养”
　　采取科学养护的方法，对大体积混凝土的构件，应尽可能降低温低速度，前期的保养十分重要。当外部气温低时，构件表面应考虑加热升温。保湿保温是必要的。
　　三、温度控制和防裂技术措施
　　控制大体积混凝土裂缝的开展，应着重从控制混凝土较低温升，延缓混凝土温降速率，减少混凝土收缩，提高混凝土限拉伸值，改善约束程度和增加设计构造等方面采取一列综合技术措施。
　　1．控制混凝土温升
　　（1）科学设计混凝土配合比，降低水泥在胶结材料中的比例，提高矿物粉含量，以降低水化热。（2）外掺剂：在混凝土中掺用复合型缓凝外加剂，降低混凝土前期温升，改善混凝土和易性与可泵性，延长缓凝时间。
　　（3）粗细骨料选择：采用自然连续级配的粗骨料，并保证容积率占有80％，优先选用料径5～40 mm 、含泥量<1％、符合筛分曲线要求，针状和片状颗粒含量<15％（重量比）的粗骨料。
　　细骨料以中粗砂为宜，含泥量<2％，砂率应在40～45％之间并应尽量降低。
　　（4）控制新鲜混凝土的出机温度和入仓温度，如砂石堆场设置简易遮阳棚及必要时喷水降温；混凝土加冰搅拌；防高温防暴晒施工等。对大体积混凝土，应采用薄等层水平浇筑工艺，使其成形前散失一定温度，避免出现浆料局部集中。
　　2．延缓混凝土降温速率
　　混凝土保湿、保温养护。大体积混凝土浇筑后，为了减少升温阶段的内外温差，给予正当的保温养护和潮湿养护很重要。保湿养护可防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝，使水泥顺利进行水化，提高混凝土的极限拉伸值；保温养护可使混凝土的水化热降温速率延缓，减小结构内外温差，防止产生过大的温度应力和产生温度裂缝。
　　3．设计构造上的改善
　　在构件截面变化较大的部位应设置滑动层，改变收缩应力方向在结构应力集中的部位，宜加抗裂钢筋，作出局部加强处理，在必须分段施工的水平施工缝部位增设暗梁，防止裂缝开展等。
　　4．施工监测
　　为了解决大体积混凝土水化造成不同深度处温度场的变化规律，随时监测混凝土内部温度情况，以便有效地采取相应技术措施确保工程质量，采用在混凝土不同部位埋设温度传感器，用混凝土温度监测仪，进行施工全过程的跟踪和监测。

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