淺談大體積高性能混凝土裂縫控制及預防

1、<p>　　淺談大體積高性能混凝土裂縫控制及預防</p><p>　　摘要：大體積混凝土結構，在水泥水化時內部聚集的熱量長期不易散失，混凝土內部和周圍大氣環(huán)境間形成較高溫度差，由于溫度應力常造成混凝土開裂，應十分慎重組織大體積混凝土的施工，以防止出現(xiàn)質量事故。 </p><p>　　關鍵詞：大體積高性能混凝土裂縫溫度控制防護措施 </p><p>　　中圖

2、分類號：TU37文獻標識碼： A </p><p>　　一.大體積混凝土裂縫類型 </p><p>　　在大體積高性能混凝土施工澆搗過程中容易產生較大的水化熱，從而引起附加溫度應力，混凝土收縮受阻而產生收縮應力。當附加的溫度應力或收縮應力大于混凝土的抗拉強度時就會產生裂縫。 </p><p><b>　　1.表面裂縫 </b></p>

3、;<p>　　大體積混凝土澆注后一段時間，內部水化熱不易散失，外部混凝土散熱較快，水化熱溫升隨壁（板）厚度增加而加大，混凝土內外形成一定的溫度梯度。無論溫升階段或溫降階段，混凝土中心溫度總是高于混凝土表面溫度。根據(jù)熱脹冷縮原理，中心部分混凝土膨脹速率要比表面混凝土大。因此，混凝土中心與表面各質點間的內約束以及來自地基及其他外部邊界約束的共同作用，使混凝土內部產生壓應力，混凝土表面產生拉應力。當溫度梯度大到一定程度時，表面拉

4、應力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面產生裂縫。在升溫階段，混凝土未充分硬化，彈性模量小，徐變影響較大。因此拉應力較小，只引起混凝土表面裂縫。 </p><p><b>　　2.貫穿裂縫 </b></p><p>　　隨著水泥水化反應的結束及混凝土的不斷散熱，大體積混凝土由升溫階段過渡到降溫階段。溫度降低，混凝土體積收縮。由于混凝土內部熱量是通過表面向外散發(fā)，降溫

5、階段混凝土中心部分與表面部分的冷縮程度不同，在混凝土內部產生較大的內約束，同時地基與邊界條件也對收縮的混凝土產生較大外約束。內外約束的作用，使收縮的混凝土產生拉應力，隨混凝土的齡期增長，抗拉強度增大。彈性模量增高，徐變影響減小。因此降溫收縮產生的拉應力較大，易在混凝土中心部位形成較高拉應力區(qū)，若此時的混凝土拉應力大于混凝土此齡期的抗拉強度，則大體積混凝土產生貫穿裂縫。 </p><p>　　二．大體積高性能混凝土

6、裂縫控制 </p><p>　　1.控制混凝土的出機溫度及澆灌溫度 </p><p>　　混凝土的出機溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂的溫度次之。在氣溫較高時，拌和混凝土時可用低溫水或冰水攪拌混凝土，同時防止太陽的直接照射，砂石料場設置遮陽蓬。 </p><p>　　2.大體積高性能混凝土施工控制 </p><p>　?。?）混凝土施工分層

7、、分段對稱連續(xù)澆注，加強振搗確?；炷恋拿軐嵍龋瑵仓驼駬v過程中要注意下列問題：在澆筑工序中，控制混凝土的均勻性和密實性，混凝土由泵車卸出進行澆筑時，其自由傾落高度一般不宜超過2m，在豎向結構中澆筑混凝土的高度不得超過3m，防止混凝土的分層離析，振動棒使用時不能將振動棒太靠近模板或鋼筋，使模板和鋼筋受到強烈的振動而產生走動、位移或變形，致使混凝土產生裂縫。 </p><p>　　（2）合理選用原材料，采用“雙摻法

8、”優(yōu)化配置比設計，盡可能降低混凝土的水化熱，并有適宜的早期強度和較好的施工性能，(初凝時間不少于6h，坍落度控制在12～14cm，保證有良好的可泵性、泌水小、流淌斜度相對較小等)。 </p><p>　?。?）在設計允許條件下，視工程情況減小澆筑面積，減少混凝土的體積，使溫度應力和收縮應力相應減少，抗裂強度得到改善。 </p><p>　　（4）選擇合理的澆灌工藝，在規(guī)定的區(qū)段內保證連續(xù)澆

9、灌。選擇合理的澆灌路線，按斜面分層推進，確定每層的厚度及在初凝之前能被新澆混凝土覆蓋的單位時間需要入模的混凝土量，確定混凝土供應量及必要的設備投入，防止“冷縫”。夏季采用降低原材料入機溫度，混凝土輸送管上加濕草袋覆蓋, 噴水降溫等措施，降低混凝土入模溫度。把握二次振搗時機，消除沉縮裂縫；作好初凝之后終凝之前的表面壓抹消除表面裂紋。消除在降溫階段出現(xiàn)應力集中的隱患。采取監(jiān)測手段，提供水化熱溫升及內外溫差和降溫梯度信息，以便確認或調整施工措

10、施，使混凝土在硬化階段得到良好的保溫蓄熱養(yǎng)護，以利控制溫度裂縫。大面積混凝土主要是控制收縮應力，注意二次振搗消除沉縮裂縫，大面積板面更作好初凝后終凝前的壓抹面消除表面裂縫。 </p><p>　　三、防止大體積高性能混凝土裂縫措施 </p><p>　　1.嚴格控制混凝土的配合比，在滿足強度、密實性、耐久性、抗?jié)B等級和泵送混凝土的和易性(即塌落度及其損失)要求的前提下，最大限度地控制混凝土

11、的水泥用量，以及采用雙摻技術(優(yōu)質粉煤灰或磨細礦渣加上高效減水劑)，并按設計強度、抗?jié)B標號通過實驗確定最佳配合比。另外，水灰比是對抗?jié)B性起決定作用的因素，在明挖車站主體結構中，必須限制水灰比的最大限值為0.45。 </p><p>　　2.車站結構的頂板、底板和側墻的混凝土采用高性能補償收縮混凝土。C30高性能補償收縮混凝土配合比的單位水泥用量不大于370kg/m3，要求結硬后的實體混凝土早期強度不低于設計值的7

12、0%～80%。 </p><p>　　3.嚴格控制混凝土的入模溫度，夏季高溫季節(jié)施工時，盡量利用夜間施工，采取措施降低混凝土的入模溫度(視環(huán)境溫度盡量降低至25℃以下為最好)。 </p><p>　　4.混凝土澆筑后，加強保溫養(yǎng)護，為了防止混凝土冷卻時降溫過快，造成過大的溫差，就需要在冷卻過程中采用保溫養(yǎng)護，控制散熱過程并防止混凝土表面溫度的驟然變化，采用信息化施工，每隔2h量測一次溫度，

13、根據(jù)量測的溫度指導養(yǎng)護和拆模。 </p><p>　　5.正確的養(yǎng)護措施會降低混凝土的干燥速率，延緩表層水分損失，尤其是早期頭幾個小時和澆注當天的養(yǎng)護。模板外側經常保持濕潤，木模宜澆水，鋼模則可外輔保水的覆蓋層，規(guī)定的保水養(yǎng)護時間為10d，在車站出入口和進風口加以圍蔽，盡可能防止干燥空氣流入?；炷恋恼麄€養(yǎng)護時間大于14d。 </p><p>　　6.車站頂板混凝土澆筑完畢后，立即收水加蓋

14、濕草包養(yǎng)護不少于14d，能做到蓄水養(yǎng)護則最理想。并且要及時施做防水層和回填覆土，頂板的底層面要注意保溫養(yǎng)護。 </p><p>　　7.車站結構按施工流程設置后澆帶，后澆帶的間距根據(jù)外界氣溫條件宜控制在18～24m。從混凝土配比設計、原材料控制及混凝土灌注各個環(huán)節(jié)采取措施防止混凝土產生開裂。 </p><p>　　8.混凝土配合比設計相關要求：在滿足設計標號的前提下，即在平均強度、強度保證

15、率和耐久性等方面滿足設計要求時，把水泥用量降到最低程度。在施工條件許可的范圍內，盡可能降低用水量。采用不同粒徑的砂石料進行摻配試驗，經過多次篩選，確定合理的集料摻配比例，使混凝土空隙率降至最低，密實度增加。密切注意和易性對施工質量的影響，確保施工混凝土和易性良好。摻加粉煤灰，改善混凝土和易性，降低水化熱。 </p><p>　　9.混凝土原材料選用注意事項如下：使用體積安定性好的水泥。采用中砂。選擇結構密實，并有

16、足夠強度的優(yōu)良骨料，并嚴格控制諸如云母、粘土、堿性物質等有害物質的含量及針、片狀骨料的含量。嚴格控制砂石料的含泥量，減少由于過多含泥量而增加混凝土收縮。采用飲用水拌制。 </p><p>　　10.混凝土供注意事項如下：實行攪拌站(商品混凝土拌和站)、攪拌車及泵車供料方式，定點布料，提高工作效率，提高施工時混凝土的勻質性和整體性。加強指揮調度，施工現(xiàn)場與攪拌站之間設常駐代表，設置調度電話，建立調度會議，發(fā)現(xiàn)問題及

17、時處理。實施嚴格的平面管理，各種作業(yè)場地、機具材料按規(guī)定的區(qū)域和地點操作堆放，車輛行駛路線分區(qū)規(guī)劃安排，避免混亂。搞好場地和便道硬化質量，攪拌車在場內運輸正常。在確?；炷辆哂辛己玫暮鸵仔院蜏囟纫?拌合溫度和澆筑溫度)的情況下，在操作過程中突出一個“快”字，以滿足結構整體連續(xù)澆筑的需要。 </p><p>　　11.混凝土施工注意事項如下：配專業(yè)熟練工人施工混凝土，提高施工質量。合理確定結構施工分段，降低水化熱

18、。采用分段分層澆筑的方法，每層混凝土厚度不超過振動棒長的1.25倍；在振搗上一層時，插入下一層混凝土內10cm，且要在下層混凝土初凝之前進行。溫度控制是防止出現(xiàn)溫度裂縫的核心，為此：盡量不安排在高溫天氣澆筑，否則先采取灑水降溫措施；嚴格控制混凝土入模溫度不能過高；及時養(yǎng)護，防止發(fā)生早期干縮裂縫；不過早拆模，拆模后加強養(yǎng)護至少14d以上；控制混凝土表面溫度與周圍溫差小于15℃，防止表面出現(xiàn)裂縫。模板及支撐事先進行分析計算，確保強度、剛度及

19、穩(wěn)定性滿足混凝土施工要求，防止產生過大變形。防止因鋼筋銹蝕，進而產生銹蝕膨脹，使混凝土保護層內出現(xiàn)裂縫，為此：鋼筋架高離地堆放，雨天蓬布遮蓋，防止產生銹蝕。銹蝕嚴重的鋼筋嚴禁使用；采取措施保證混凝土保護層厚度足夠；加強振搗使混凝土密實，防止因振搗不密實，出現(xiàn)裂縫進而導致鋼筋進一步銹蝕的現(xiàn)象。結構混凝土未達到設計強度前，嚴格控制外部荷載對混凝土產生影響，為此：禁止重型設備頻繁從旁經過；不在結構表面堆重物；中板支架的拆除時間嚴格控制；不過早

20、拆除支撐。 </p><p><b>　　四．結束語 </b></p><p>　　對于大體積高性能混凝土裂縫，應以預防為主，為此需要精心設計、施工，掌握住它的基本知識，并根據(jù)實際采取有較措施，會使施工質量得到很好的保證。以上各項技術措施并不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相互制約的，設計和施工中必須結合實際、全面考慮、合理采用，才能起到良好的效果。 </p>

21、<p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]仲曉林,林松濤.大體積混凝土施工規(guī)范實施指南[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社.2011-05-01 </p><p>　　[2]宋功業(yè),魯平.現(xiàn)代混凝土施工技術[M].北京:中國電力出版社.2010-01-01 </p><p>　　[3]韓素芳,王安嶺.混凝土質量控制