简述裂缝大体积混凝土裂缝制约和施工技术工程运用

摘要:大体积混凝土裂缝是一个普遍的技术问题，裂缝的产生直接危害工程的质量，影响其使用寿命，必须采取措施进行控制。本文围绕到大体积混凝土裂缝产生的原因及在施工中的技术控制进行了简要探讨，供同行参考。
关键词大体积混凝土 裂缝施工控制措施

一、大体积混凝土裂缝可能产生的原因

1.1水泥水化热引起的温度应力和温度变形:某工程底板为0混凝土，由于水泥用量大,所产生的水化热较大,浇筑的前1~5d内,由于内外温差超过25℃的限制而产生裂缝。
1.2混凝土的收缩变形:收缩裂缝包括表面裂缝和贯穿裂缝,主要是指呈现在混凝土表面的那种网状、细小、不规则的裂缝,对工程结构性能影响大。当大体积混凝土收缩时,受水泥水化释放热量所产生的温度梯度的收缩应力,导致工程大截面结构开裂、变形甚至破坏。其中,表面裂缝一般出现在混凝土龄期的第3～4天,那时混凝土抗拉强度很低,如果产生的温差拉应力超过极限,混凝土表面就会产生裂缝。
1.3干燥裂缝:干缩裂缝是在混凝土受内外水分蒸发的程度不同,所产生变形程度不同的裂缝。在通常情况下,混凝土水分流失过快,裂缝变形的程度也大。同时,相对的湿度越低,就越易产生干缩裂缝。出现的时间在浇筑完毕后的一周左右,或者养护结束后的一段时间,多为表面的浅细裂缝,呈平行线状或网状,宽度一般集中在0.05～0.2之间。干缩裂缝会使外界侵蚀物质从裂缝中,较为容易的进入到混凝土的内部,并通过保护层后引起钢筋的锈蚀,直接诱发钢筋混凝土的耐久性等等。主要影响因素有混凝土水灰比、水泥成分和用量、集料性质和用量、外加剂的用量等有关。

二、采用合理的施工方法

在控制混凝土裂缝的中,一般采取“放”(如设置永久性伸缩缝)和“抗”(如加强配筋,减少混凝土收缩,提高混凝土抗拉强度)等方法。通过优化混凝土配合比设计、掺加掺合料和外加剂、选择低水化热水泥、优化浇筑施工工艺、确保早期有效养护等措施,以达到控制裂缝的目的。

2.1浇筑方案

该工程基础混凝土浇筑从后浇带开始,从西往东整体推进(由后浇带往基础边整体推进),根据斜面分层浇筑的方法,每层浇筑斜面厚度H约0.5m,每层混凝土量约500m3,两台泵负责范围各为一半,直至浇筑至东边,底板混凝土全部浇筑完。因混凝土初凝时间为9.5h,故每层混凝土浇注完成时间控制在7h内,最后一层(厚度0.6m)8h完成,预计20~22个h完成基础工程施工任务。

2.2控制收缩裂缝的施工技术措施

防止收缩裂缝产生的控制措施,须注重加强早期对混凝土的养护,适当延长养护时间,达到保持适宜温度和湿度两方兼收的效果。一是在混凝土尚处于凝固硬化阶段,适宜的潮湿,可防止混凝土在水化放热温度升高的一段时间内,因速度较快导致的表面脱水而产生干缩裂缝。它减小表面的温度梯度,加强了散热,也使水泥的水化作用能够在顺利的进行下来提高混凝土的抗拉强度,从而与水化温升时产生的内拉应力相抗衡,有效地防止了裂缝的产生。二是当混凝土处于降温阶段时,为保证降温的速率不致太快,须严格的做好保温覆盖养护措施,特别是在冬季施工时节,注意混凝土覆盖的保温时间可适当的延长,并涂刷养护剂,以此来减小内表温差直接导致的开裂趋势,减缓应力发展,同时,延长散热时间,用混凝土的强度潜力及材料松弛性,使产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度,防止贯穿裂缝的产生。

2.3控制干缩裂缝的施工技术措施

选用中低热和粉煤灰的水泥,降低混凝土中的水泥用量;在工程成本允许又可保证混凝土强度的前提下,尽量降低水灰比的数值,必要时可掺加合适的减水剂以改善混凝土的工作性能;严格控制砂、石粗细骨料的含水率以及其他原材料,控制好混凝土的用水量使之不能大于配合比设计所给定的用水量;采用合理的浇筑工艺,比如说:可以通过采用可薄层混凝土浇捣施工,确保每层厚度控制在不大于50cm,比较均匀的加快混凝土的热量散发,提高混凝土结构整体的弹性模量的分层施工法。或者在保证工程质量和施工方便下,留设工程结构施工混凝土的收缩缝,减少收缩的约束,对预防裂缝产生起到一定作用的设置施工缝的方法等。
2．4测温孔的布置
钢筋的密集度对混凝土温度变化有一定影响,钢筋密集处混凝土温度高峰较小,而在钢筋相对稀疏处混凝土温度高峰较大。考虑到这一因素,在不同部位钢筋稀疏处埋设测温孔,分为1、2、3号共3个孔。承台部位每个设孔深1400mm,孔用75mm钢管,底用钢板堵焊,上部高出200m

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m,孔上口用木塞堵严。在浇筑过程中以及浇筑后进行温度测量,另外在混凝土表面与彩条布之间设一个测温点。测温在混凝土浇筑24h后立即开始,每隔2~3h测温一次,采用普通温度计进行温度的监测。测温时,将温度计放入孔内,读出温度值,绘出温度变化曲线图,作为分析依据,进行混凝土浇筑后的裂缝控制计算。混凝土温度测量工作要持续到混凝土温度与大气平均温度差15℃以内,混凝土温度达到设计强度的85%以上,经技术部门和监理同意后方可停止。经验表明,混凝土内部温度在浇筑后的第3~5d时达到升温高峰,此后温度逐渐下降,故在这段时间内,更应做好温度监测工作。在测温过程中,当发现温度差超过25℃时,及时加强保温或延缓拆除保温材料,以防止混凝土产生温差应力裂缝。

三、混凝土配比设计过程

大体积泵送混凝土除应满足一般混凝土具有的流动性、坍落度、耐久性、经济性等要求外,还要求混凝土必须具有低水化热及可泵性。因此,大体积泵送混凝土对原材料要求较严,对配合比要求较高。
(1)水泥。应避免使用刚出厂的水泥,这种水泥本身温度就高,可达50℃以上,这对降低混凝土出罐温度极为不利,所以应贮存一段时间进行冷却。本工程使用PO4

2.5R水泥,其主要使用情况见表1:

(2)粗骨料(碎石)。粗骨料采用5~31.5mm连续碎石。为避免混凝土在泵送过程中堵管,所以粗骨料的粒径应小于输送管径的1/4,最大不能超过1/3,本工程用ф125mm配管,选用最大粒径为31.5mm的碎石,输送效果比较好。
(3)细骨料(砂)。选用细度模数为2.8~3.0的中砂,质量指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52-92规定,砂率宜为39%~41%。
(4)粉煤灰。混凝土中掺入粉煤灰能替代部分水泥,以减少水泥的用量。对改善混凝土的和易性,减少混凝土在输送管中的泌水,提高混凝土的可泵性,效果显著,本工程采用的粉煤灰,经试验其质量符合《用于水泥和混凝土中粉煤灰》GB1596-2005和《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28-86的Ⅱ级粉煤灰要求。

四、结束语

对于混凝土裂缝,应以预防为主,为此需要掌握它的基本知识,并根据实际采取有效措施。防止裂缝的产生,设计是核心,施工是把关,材料是关键。实践证明,如果在大体积混凝土施工过程中,技术人员对裂缝产生原因认真分析,引起重视,实施工序时严格把关并采取相应的技术控制措施,各方严格按国家有关规范操作,特别是抹面搓压及养护工序,各方合作得力,完全能够有效控制大体积混凝土裂缝的产生。
参考文献
富文权、韩素芳《混凝土工程裂缝分析与控制》中国铁道出版社.
赵志缙,新型混凝土及其施工工艺.中国建筑工业出版社.
[3]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制.中国电力出版社.