淺談大體積混凝土裂縫控制

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1、淺談大體積混凝土裂縫控制【摘要】大體積混凝土開裂是施工中一個普遍的問題，一旦開裂，不僅對工程造成影響，更會給建筑物的穩(wěn)定性和安全性帶來隱患。通過探討大體積混凝土裂縫的成因，分析了幾種防治措施，以期對大體積混凝土的施工有所幫助?！娟P(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫；成因；防治一、裂縫的成因大體積混凝土主要是指混凝土結(jié)構(gòu)實體最小幾何尺寸不小于1m，或預(yù)計會因混凝土中水泥水化引起的溫度變化和收縮導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因有很多種，在此簡單分為兩種：一是由外部荷載引起的，混凝土超過極限拉應(yīng)力而引起的裂縫，即結(jié)構(gòu)型裂縫；二是由于

2、混凝土自身的變形變化引起的，主要是溫度應(yīng)力和混凝土自身的收縮，即材料型裂縫。本文主要討論材料型裂縫，具體原因如下：1.沉降裂縫在新拌混凝土中，水泥漿體和骨料之間會產(chǎn)生不均勻沉降。在混凝土上表面形成塑性沉降裂縫，混凝土的坍落度越大，越容易發(fā)生塑性沉降裂縫。2.水化熱裂縫7大體積的混凝土結(jié)構(gòu)一般是要求一次性澆筑，澆筑后混凝土在硬化過程中水泥因水化會產(chǎn)生大量的水化熱，使混凝土的溫度很快上升。由于混凝土表面的散熱條件較好，熱量可以向大氣中散發(fā)，因而溫度上升的比較少；由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)物斷面較厚，在其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量不容易散發(fā)，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高，

3、這樣就形成了內(nèi)外較大的溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強度時，表面就會產(chǎn)生裂縫。3.溫差裂縫外界的溫度變化對大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生有很大的影響。大體積混凝土內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度和結(jié)構(gòu)的散熱溫度三者疊加而成，在大體積混凝土施工階段，它的澆筑溫度是隨著外界氣溫變化而變化的。外界溫度越高，澆筑的溫度也就越高，外界溫度降低則會增大混凝土內(nèi)外溫度梯度，特別是溫度驟降的時候，由于大體積混凝土內(nèi)部不易散熱，溫度高而且持續(xù)的時間長，突然的溫差變化會造成很大的溫度應(yīng)力，致使混凝土開裂。4

4、.收縮裂縫4.1干燥收縮7干縮裂縫是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土在硬化后，內(nèi)部的游離水由表及里逐漸蒸發(fā)，表面水分受外部條件影響損失很快，變形較大，而內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收縮就越大。4.2自身收縮與干縮一樣，是由于水的遷移而引起的，但它不是由于水向外蒸發(fā)散失，而是因為水泥水化時消耗水分造成凝膠孔的液面下降形成彎月面，產(chǎn)生所

5、謂的自干燥作用，導(dǎo)致混凝土體的相對濕度降低及體積減小而最終自身收縮。4.3塑性收縮在水泥活性大、混凝土溫度較高或者水膠比較低的條件下，混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時得到補充，這時混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍受拉力，混凝土的表面很容易會出現(xiàn)裂縫。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態(tài)。塑性收縮常發(fā)生在混凝土板或比表面積較大的墻面上。5.安定性裂縫安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂，主要是由于水泥安定性不合格而引起的。由于設(shè)計不合理、材料選取不當、施工不規(guī)范、養(yǎng)護不到位等其他因素造成的裂縫在此不贅述。7二、

6、裂縫的防治1.材料方面1.1選用中熱或低熱水泥溫差主要是水化熱產(chǎn)生的，為了減小溫差，就要盡量降低水化熱，要用早期水化熱低的水泥，選擇適宜的礦物組成，調(diào)整水泥的細度模數(shù)。一般來說水泥用量每增減10kg，溫度亦相應(yīng)升降l℃。在工程中常用的水泥主要有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。為了降低因水泥水化產(chǎn)生的熱量引起的溫升，一般可選用水化熱較低的42.5MPa的礦渣硅酸鹽水泥。1.2摻加粉煤灰粉煤灰的摻入可以減少泥用量，降低水化熱并提高水泥和易性。粉煤灰可使混凝土產(chǎn)生致密的結(jié)構(gòu)、提高混凝土

7、的后期強度和提7高流動度。粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進行二次反應(yīng)，是其活性的來源，可以取代部分水泥，降低混凝上的熱脹；粉煤灰顆粒較細，能夠參加二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增多，在混凝土中分散更加均勻。同時，粉煤灰的火山灰反應(yīng)進一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結(jié)構(gòu)進一步細化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應(yīng)收縮值也減小。由于粉煤灰具有較慢的化學(xué)活性，當水泥水化后，粉煤灰才開始激活水化。所以對混凝土的早期強度影響不大，但可對其后期強度的提高和水化熱的降低產(chǎn)生明顯作用。1.3骨料選擇

8、要合適混凝土中砂、石等粗細骨料的體積占混凝土體積的70％以上，起到骨架的作用，因此應(yīng)優(yōu)先選用熱學(xué)性能好的骨料。在滿足泵送要求和鋼筋布置間距條件下，盡量