大體積混凝土裂縫控制與施工技術(shù)研究

童元玲

摘要：隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，建筑業(yè)也隨之發(fā)展起來，越來越多的復(fù)雜體系的建筑物出現(xiàn)在我們的生活之中。混凝土作為建筑材料之一被廣泛應(yīng)用在各個建筑領(lǐng)域。而大體積混凝土的裂縫問題越來越被人們所注視。本文分析了大體積混凝土裂縫的防治措施及其施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；防治；技術(shù)

中圖分類號： TV544+.91 文獻標(biāo)識碼： A

一、大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的特點

1、大體積混凝土的結(jié)構(gòu)斷面尺寸通常較大，混凝土施工澆筑后，由于水泥水化釋放大量熱量，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，該階段彈性模量較小，但混凝土徐變量較大，升溫引起的壓力較小。當(dāng)溫度逐漸降低時，彈性模量較大，徐變量較小，約束應(yīng)力條件下產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。

2、大體積混凝土結(jié)構(gòu)一年四季中通常暴露于室外，外露構(gòu)件與水、空氣接觸，氣溫升降與水溫的干濕交替變化，導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)引起較大的張拉應(yīng)力。

3、大體積混凝土工程結(jié)構(gòu)通常為素混凝土或配筋數(shù)量較少，當(dāng)結(jié)構(gòu)承受拉應(yīng)力時，需混凝土自身承受，因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中通常要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或拉應(yīng)力較小。

4、大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中，由于內(nèi)部溫度變化產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)溫度裂縫，使用過程中微裂縫進一步擴張或延生。由此可見，要防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)危害性的裂縫，須精心設(shè)計、施工，才能使裂縫得以有效控制。

二、大體積混凝土常見裂縫類型

1、貫穿性裂縫

這種裂縫特征是由交界面向上延伸，靠近基底最大而在上部較小，嚴重的會破壞結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性和穩(wěn)定性等，影響正常使用，危害嚴重。其產(chǎn)生的原因是溫度應(yīng)力作用的結(jié)果。在混凝土降溫階段，熱量逐漸散發(fā)，因溫度逐漸下降使混凝土體積產(chǎn)生收縮，同時，在硬化過程中因多余水份蒸發(fā)及碳化等原因使混凝土產(chǎn)生收縮變形，受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束（外約束），不能自由變形，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力（拉應(yīng)力），當(dāng)兩種應(yīng)力疊加超過混凝土的抗拉極限強度時，則在混凝土的底面交界處附近以至混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。

2、表面裂縫

這種裂縫的產(chǎn)生與混凝土的內(nèi)外溫差有密切的關(guān)系。大體積混凝土結(jié)構(gòu)，澆筑后水泥的水化熱很大，由于混凝土體積大，聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土的內(nèi)部溫度將顯著升高。而混凝土表面則散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會引起較大的表面拉應(yīng)力，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，如果溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。

三、大體積混凝土裂縫的控制對策與施工技術(shù)

1、合理設(shè)置施工縫，控制混凝土溫度

大體積混凝土工程施工準(zhǔn)備工作前，應(yīng)編制詳實的施工組織設(shè)計，從降低澆筑塊溫升、控制混凝土裂縫以及便于大體積混凝土施工的角度出發(fā)，對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)混凝土的強度等級、配筋、基礎(chǔ)底面滑動及變形縫、施工縫的設(shè)置提出要求，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式與施工縫布置方式。

對施工階段大體積混凝土澆筑時，應(yīng)對溫度以及收縮應(yīng)力進行驗算，以確定施工階段大體積混凝土澆筑塊體的升溫降值、內(nèi)外溫差及降溫速度等控制指標(biāo)。為防止底板和墻板、墻板間每個施工流水段約束應(yīng)力的相互作用以及墻板施工區(qū)段出現(xiàn)邊緣效應(yīng)產(chǎn)生裂縫，薄弱環(huán)節(jié)應(yīng)適當(dāng)增大配筋率，以提高混凝土極限拉應(yīng)力，從而控制裂縫的出現(xiàn)。

2、優(yōu)選原材料

2.1水泥

要盡量采取早期水化熱低的水泥。由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數(shù)，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調(diào)整水泥的細度模數(shù)。硅酸鹽水泥的礦物組成主要有C3S、C2S、C3A和C4AF。試驗表明：水泥中鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）含量高，水化熱較高，所以，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當(dāng)減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱速率。

2.2摻加粉煤灰

粉煤灰具有一定活性，不但可以代替部分水泥，而且能改善混凝土的粘塑性，工程實踐表明，在混凝土中摻入一定數(shù)量的粉煤灰，可改善混凝土的和易性、可泵性，降低混凝土的水化熱。與此同時，摻加粉煤灰后早期抗拉強度及早期極限拉伸量均有少量降低，但混凝土后期強度升高。

3、提高混凝土施工質(zhì)量

3.1控制澆灌溫度。為降低混凝土出料、卸料、泵送以及澆灌振搗后的溫度，降低結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，需按季節(jié)采取相應(yīng)措施，如夏季施工時，在澆灌混凝土采用一定的坡度、薄層澆灌、循序推進、一次到頂?shù)却胧亩s小混凝土暴露面積以及加快澆灌速度，縮短澆灌時間。在冬季施工時，應(yīng)保證保溫澆灌、保溫養(yǎng)護，一般可利用混凝土本身散發(fā)的水化熱養(yǎng)護，在混凝土沒有達到允許臨界強度之前，防止凍害現(xiàn)象發(fā)生。

3.2提高攪拌工藝。施工攪拌混凝土?xí)r，先將水、水泥和砂拌和后，再投放石子進行攪拌，其主要優(yōu)點是無泌水現(xiàn)象，混凝土上下層強度差減少，可有效的防止水分向石子與水泥砂漿面層集中，使硬化后的界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)加強，該攪拌工藝被稱為“裹砂法”，也可稱為二次投料法。

4、構(gòu)造設(shè)計上采取的防裂措施

大體積混凝土體積龐大，施工周期一般較長，依據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況（如懸索橋錨碇受力是逐步參與的，施工期僅承受自重和施工過程產(chǎn)生的次應(yīng)力，此階段受力不足其最終受力的30%），可合理的確定混凝土評定驗收齡期，打破正常標(biāo)準(zhǔn)28 d的評定驗收齡期，改為60 d或更多天，評定驗收齡期充分考慮混凝土的后期強度，從而減低設(shè)計標(biāo)號，達到減少混凝土水泥用量，降低水化熱的目的。

5、表面保溫與保濕

防止混凝土開裂的一個重要原則是盡可能使新澆筑混凝土少失水分以及內(nèi)外溫差控制在允許范圍內(nèi)（不大于250C）?；炷帘砻娓稍锘蛩终舭l(fā)過快和溫度下降幅度較大時，都足以引起表面混凝土開裂且裂縫會向內(nèi)伸展。因此，要盡量長時間地保溫和保持混凝土表面濕潤，讓其表面慢慢冷卻、干燥，使混凝土能夠增長強度以抵抗開裂拉應(yīng)力。主要有蓄水養(yǎng)護和覆蓋灑水養(yǎng)護2種方式，養(yǎng)護時間一般不少于14d.

6、加強技術(shù)管理

加強技術(shù)管理，加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工，明確分工，責(zé)任到人。加強計量監(jiān)測工作，定時檢查并做好詳細記錄，認真對待澆筑過程中可能出現(xiàn)的冷縫，并采取措施加以杜絕。在變截面施工前，一定要加強預(yù)測，并保證預(yù)測的科學(xué)性。實施過程中，要切實落實施工方案。

四、裂縫的處理措施

1、表面修補法?主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫的處理：在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝士表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，以及在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布控制其發(fā)展等。? 2、灌漿、嵌逢封堵法?灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。 常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

結(jié)束語

綜上所述，大體積混凝土在建筑工程中的應(yīng)用十分廣泛，通過對大體積混凝土的施工進行分析，同時分析施工中出現(xiàn)裂縫的原因以及具體的裂縫控制措施，可以很好的提高大體積混凝土的施工水平，保證工程的質(zhì)量。

參考文獻

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