大體積混凝土裂縫成因與預防

摘要：針對大體積砼結構特點與施工環(huán)境，施工大體積砼結構時，確定最佳施工方案，認真組織施工、做好施工過程質(zhì)量控制。

關鍵詞：大體積混凝土 裂縫 預防

一、大體積混凝土裂縫的可能原因

大體積混凝土基礎結構裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產(chǎn)生的主要影響因素如下：

1.收縮裂縫。混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，干縮、收縮的量也不同。

混凝土逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會產(chǎn)生很大的收縮應力。如果產(chǎn)生的收縮應力超過當時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應力增大，所以在水工大壩施工時早就將自身收縮作為一項性能指標進行測定和考慮。

2.溫差裂縫。混凝土內(nèi)外部溫差過大會產(chǎn)生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。

大體積混凝土結構一般要求一次性整體澆筑。澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力。此時，混凝土齡期短，抗拉強度很低。當溫差產(chǎn)生的表面抗拉應力超過混凝土極限抗拉強度，則會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

3.安定性裂縫。安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。

二、裂縫的防治措施

1.設計措施

(1) 精心設計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，生產(chǎn)出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。

(2)增配構造筋提高抗裂性能。配筋應采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應在0.3%-0.5%之間。

(3)避免結構突變產(chǎn)生應力集中，在易產(chǎn)生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。

(4)在易裂的邊緣部位設置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。

(5)在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征，合理設置后澆縫，保留時間一般不小于60天。如不能預測施工時的具體條件，也可臨時根據(jù)具體情況作設計變更。

2.施工措施

(1)嚴格控制混凝土原材料質(zhì)量和技術標準，選用低水化熱水泥，粗細骨料的含泥量應盡量減少(1%-1.5%以下)。

優(yōu)選混凝土各種原材料。在條件許可情況下，應優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。骨料在大體積混凝土中所占比例一般為混凝土絕對體積的80%-83%，應選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料。砂除滿足骨料規(guī)范要求外，應適當放寬石粉或細粉含量，砂子中石粉比例一般在15%-18%之間為宜。粉煤灰只要細度與水泥顆粒相當，燒失量小，含硫量和含堿量低，需水量比小，均可摻用在混凝土中使用。高效減水劑和引氣劑復合使用對減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學、熱學、變形、耐久性等性能起著極為重要的作用，也是混凝土向高性能化發(fā)展不可或缺的重要組分。

(2)細致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減小混凝土的坍落度，合理摻加塑化劑和減少劑。

(3)采用綜合措施，控制混凝土初始溫度。

(4)根據(jù)工程特點，充分利用混凝土后期強度，可以減少用水量，減少水化熱和收縮。

(5)加強混凝土的澆筑時振搗，提高密實度。

(6)混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上，混凝土的現(xiàn)場試塊強度不低于C5。

(7)采用兩次振搗技術，改善混凝土強度，提高抗裂性。

(8)根據(jù)具體工程特點，采用UEA補償收縮混凝土技術。

(9)對于高強混凝土，應盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰，摻量15%-50%。

參考文獻：

[1] 《大體積砼施工技術規(guī)范》， GB50496-2009

[2] 《建筑施工手冊》.第四版，2003

[3] 《建筑工程施工及驗收規(guī)范》，2000

[4] 本工程的設計圖紙

[5] 與本工程有關的施工技術資料