淺談大體積混凝土裂縫原因及防治

付文麗

石家莊一建建設(shè)集團(tuán)有限公司（050000）

設(shè)計(jì)與施工

淺談大體積混凝土裂縫原因及防治

付文麗

石家莊一建建設(shè)集團(tuán)有限公司（050000）

1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生的原因主要有：1）由外部荷載引起的裂縫，按常規(guī)計(jì)算的各種荷載引起的；2）由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與設(shè)計(jì)模型的不同而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫；3）由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素產(chǎn)生的變形應(yīng)力引起的裂縫，施工中可采取措施避免；4）大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化釋放的水化熱能產(chǎn)生很大的溫度變化和收縮作用，是導(dǎo)致大體積混凝土溫度裂縫的主要原因。

2 裂縫控制的基本原理及措施

控制混凝土裂縫，必須從混凝土產(chǎn)生裂縫的幾個(gè)主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在允許范圍內(nèi)。一般分為兩個(gè)控制階段，設(shè)計(jì)階段和施工階段。設(shè)計(jì)階段由設(shè)計(jì)人員對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋的品種、規(guī)格，建筑物的結(jié)構(gòu)形式等統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，有效進(jìn)行裂縫控制。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內(nèi)外溫差、設(shè)置施工縫或變形縫、加強(qiáng)混凝土中的配筋率等措施來(lái)減少混凝土的收縮，防止混凝土產(chǎn)生有害裂縫。

2.1 合理設(shè)計(jì)施工配合比

由于大體積混凝土各項(xiàng)指標(biāo)要求較高，并普遍采用泵送混凝土，因此合理設(shè)計(jì)配合比是有效控制和預(yù)防混凝土裂縫發(fā)生的基礎(chǔ)。應(yīng)根據(jù)工程所處條件，對(duì)砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)方案。

1）砂率的選擇。適當(dāng)砂率的選擇對(duì)控制混凝土的裂縫有積極作用，混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大，在相同條件下混凝土的彈性模量較高,收縮量較小,而且由于粗骨料對(duì)收縮的約束作用，可減少開裂的可能。使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的粗骨料，在厚大無(wú)筋或少筋的大體積混凝土中，摻總量不超過(guò)20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達(dá)到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。

2）選用中低水化熱水泥，可使水泥在拌和過(guò)程中水化熱釋放較小，顯著減少混凝土升溫，如選用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、普硅非早強(qiáng)型水泥。充分利用混凝土后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

3）采用混凝土雙摻技術(shù)，即在混凝土中加入優(yōu)質(zhì)粉煤灰,摻入量一般為水泥用量的20%左右，摻入緩凝型減水劑，用量為水泥用量的1.0%左右。通過(guò)采用雙摻技術(shù)，減少水泥用量，降低水化熱并使混凝土在常溫下延長(zhǎng)初凝時(shí)間。

4）加入U(xiǎn)EA或AEA膨脹劑，用量為水泥用量的14%左右，使混凝土在凝固過(guò)程中不產(chǎn)生收縮，還可以提高混凝土自防水能力。

2.2 混凝土結(jié)構(gòu)原料的控制

1）材料的選擇，應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的水泥配制大體積混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料，因使用含泥量高的集料會(huì)導(dǎo)致集料表面與水泥石的機(jī)械黏結(jié)力降低，而且會(huì)增加混凝土拌合物的用水量，不僅增加了混凝土的收縮，同時(shí)降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致收縮裂縫發(fā)生。

2）采用降低水泥用量的方法來(lái)降低混凝土的絕對(duì)溫升值，可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低。

3）摻合料和外加劑的控制。摻合料的質(zhì)量對(duì)混凝土裂縫有顯著的影響，當(dāng)前用的摻合料主要是粉煤灰或礦粉，它們可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性。粉煤灰對(duì)混凝土的早期干縮影響很大，使用細(xì)度較粗或含碳量高的粉煤灰會(huì)大幅度增加混凝土的需水量，從而加大混凝土的收縮導(dǎo)致開裂。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。混凝土中摻入減水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時(shí)又減少拌和用水，節(jié)約水泥，從而降低了水化熱。若是泵送混凝土，同時(shí)在炎熱的夏天，為了延緩凝結(jié)時(shí)間，要加緩凝劑，反之凝結(jié)時(shí)間過(guò)早，將影響混凝土的輸送和澆筑面的黏結(jié)，易出現(xiàn)層間縫隙，使混凝土防水、抗裂和整體強(qiáng)度下降。為了防止混凝土的初始裂縫，可摻加膨脹劑，如UEA膨脹劑等。

2.3 澆筑時(shí)的控制措施

1）加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗，提高密實(shí)度。

2）混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上。

3）采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強(qiáng)度，提高抗裂性。

4）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測(cè)溫工作。混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力。其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，以提高混凝土塊體的抗裂能力。同時(shí),在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中保持良好的濕度和抗風(fēng)條件，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)。具體應(yīng)使混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求，保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力加以控制、確定,保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行；在保溫養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)保持混凝土表面的濕潤(rùn)。施工人員需根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來(lái)確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施。