淺談大體積砼裂縫控制

馮 宇

（山西省公路工程質(zhì)量檢測中心，山西 太原 030006）

淺談大體積砼裂縫控制

馮 宇

（山西省公路工程質(zhì)量檢測中心，山西 太原 030006）

文章通過對大體積砼裂縫的成因進(jìn)行分析，從而提出解決大體積砼裂縫控制的要點(diǎn)，全面介紹了從材料、工藝、養(yǎng)生的各方面的裂縫控制措施。

裂縫成因；溫差；工藝控制

在橋梁砼施工中，對于最小邊尺寸在1 m~3 m范圍內(nèi)的大體積砼，因其比表面積小，內(nèi)外溫差大從而產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過砼的極限抗拉應(yīng)力時(shí)，就會在其內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，并可能發(fā)展成貫通裂縫，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。對此需對產(chǎn)生裂縫的成因進(jìn)行分析，有針對性地在施工中采取切實(shí)可行的方案以避免對結(jié)構(gòu)造成較大危害。

1 裂縫成因分析

受地基基礎(chǔ)不均勻沉降、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、原材料不合格等原因均可形成裂縫。在大體積砼施工中，在澆筑初期水泥發(fā)生大量水化熱，內(nèi)部溫度迅速升高，體積膨脹隨即產(chǎn)生壓應(yīng)力。在砼硬化后期冷卻收縮時(shí)，又隨即產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過砼的抗裂能力時(shí)即會產(chǎn)生裂縫。在施工過程中，受原材料不均勻、水灰比不穩(wěn)定及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，導(dǎo)致同一塊砼中其抗拉強(qiáng)度不均勻，由此出現(xiàn)易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。當(dāng)澆注成型后，隨著表面水分不斷蒸發(fā)，內(nèi)部的水分不斷向外散失，這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài)，于是裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。因此采取有效措施使水泥水化熱引起砼內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之差均勻地控制在25℃以內(nèi)，是避免砼產(chǎn)生裂縫的主要方法。

2 溫差測量方法

根據(jù)GB50204—92要求中，砼內(nèi)外溫差不應(yīng)大于25℃。因?yàn)閮?nèi)外溫差有兩個(gè)，一個(gè)是混凝土中心溫度和混凝土表面溫度之差，再一個(gè)就是混凝土表面溫度與大氣溫度之差，因此掌握正確的測溫方法是避免深層裂縫，控制內(nèi)外溫差的準(zhǔn)確性的保障。

測溫儀數(shù)量應(yīng)不少于3個(gè)，在砼澆筑前沿澆筑高度應(yīng)布置在砼底部、中部和表面，表面測溫點(diǎn)距板底表面10 cm，距邊角應(yīng)大于50 mm。布點(diǎn)在砼澆筑前夕進(jìn)行，將溫度傳感器采用膠布固定于鋼筋上的各不同位置處，然后小心將每根鋼筋與底板鋼筋網(wǎng)綁扎牢。測溫時(shí)間從測點(diǎn)混凝土澆筑完10 h（初凝）后開始，72 h內(nèi)每2 h測溫1次，72 h后每4 h測溫1次，7 d～14 d每6 h測溫1次（力求在接近混凝土出現(xiàn)最高和最低溫度時(shí)測量）測至溫度穩(wěn)定為止。

3 大體積混凝土的防裂措施

3.1 配合比設(shè)計(jì)

（1）水泥的選用：應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥。另外，由于水泥的細(xì)度會影響水化熱的放熱速率，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細(xì)度適當(dāng)減小。

（2）粗細(xì)骨料：粗骨料宜采用連續(xù)級配，細(xì)骨料宜采用中砂。大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，應(yīng)提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。

（3）摻加粉煤灰及減水劑：采用粉煤灰及減水劑雙摻可有效改善砼性能。粉煤灰的水化熱遠(yuǎn)低于水泥，7 d約為水泥的1/3，28 d約為水泥的1/2，摻加粉煤灰既可以減少水泥用量，又可以有效地降低水化熱。同時(shí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰需水量小，有減水作用，可以降低混凝土的單位用水量，在水灰比固定的情況下減少水泥用量，還可以減少混凝土自生體積收縮，有利于防裂。由于粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時(shí)比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的摻合料較多，強(qiáng)度較低，表面容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫，因此，粉煤灰的摻量不宜過多，在20%以內(nèi)為宜。同時(shí)為滿足和易性和減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要求，在混凝土中摻入適量的緩凝型減水劑，保證有足夠的緩凝時(shí)間，延緩砼內(nèi)部溫度峰值的出現(xiàn)。

3.2 施工工藝控制

（1）降低混凝土內(nèi)部的最高溫度,可以采用冷卻水管和垂直散熱管。在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管,通過循環(huán)冷水進(jìn)行冷卻，可控制、降低砼內(nèi)部溫度，同時(shí)通過調(diào)整冷卻水的流量、流速來控制砼內(nèi)部溫升及內(nèi)外溫差。

（2）放慢大體積混凝土的澆筑速度會有效降低其內(nèi)部溫度的上升，可采用短間歇連續(xù)施工方法將砼各層澆筑間歇期控制在4d~7 d內(nèi)，可間隔溫度峰值，避免水化熱積聚。間歇期應(yīng)在7 d內(nèi)，以避免上下層砼收縮徐變的不協(xié)調(diào)，從而產(chǎn)生較大收縮徐變內(nèi)力導(dǎo)致砼開裂。

（3）充分考慮砼的澆筑環(huán)境。氣溫高的季節(jié)，砼澆筑安排在溫度最低時(shí)，盡量降低砼的入模溫度，同時(shí)加強(qiáng)砼的振搗，在砼振搗過程中因地制宜采用全面分層、分段分層、斜面分層方法，提高砼的密實(shí)度,使早期出現(xiàn)的微裂紋愈合，從而提高抗裂能力。

（4）混凝土是水硬性材料，在大體積混凝土強(qiáng)度增長期，必須加強(qiáng)對砼進(jìn)行保溫和養(yǎng)護(hù)，使砼在一定時(shí)間內(nèi)保持水泥水化作用所需的適當(dāng)溫度和溫潤條件。蓄熱養(yǎng)護(hù)中，砼內(nèi)外溫差應(yīng)控制在25℃以內(nèi)，必要時(shí)覆蓋防水密閉性材料。大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于28 d，隨著氣溫提高潮濕程度增大等因素的改變，養(yǎng)護(hù)時(shí)間可以減少到21 d、14 d。

4 結(jié)束語

以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，雖然學(xué)術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法有不同的理論，但對于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

Discusses the Great Volume Crack Control Shallowly

Feng Yu

Article through to great volume crack origin analysis，thus proposed that solves the great volume crack control main point,introduced comprehensivelyfromthe material,the craft,the keepingin good health various aspects crack regulatorymeasures.

crack origin;temperature difference;craft control

TU528

A

1000-8136(2010)11-0061-02