淺談大體積混凝土施工中裂縫問題分析及預防措施

1、    淺談大體積混凝土施工中裂縫問題分析及預防措施    陳瑞建摘要: 混凝土裂縫在施工中的不同階段都不同程度存在，引起裂縫的原因比較復雜，本文旨在通過對裂縫產生的原因進行分析探討，提出措施和建議，來避免大體積混凝土裂縫的發(fā)生。關鍵詞:大體積混凝土；裂縫；混凝土澆筑一、大體積混凝土裂縫產生的原因分析大體積混凝土在硬化期間,由于結構斷面大、水泥用量多、水泥水化時釋放的水化熱在混凝土內部和表面產生較大的溫差,由此形成較為復雜的膨脹或收縮應力,致使混凝土產生裂縫。另外,當混凝土中多余水分蒸發(fā)時,會引起混凝土體積的收縮(干縮),這種收縮也會使混凝土產生裂縫。1

2、、溫度裂縫:混凝土澆注后,水泥水化熱較大,使混凝土溫度上升。當聚集在混凝土內部的水泥水化熱不易散發(fā)時,混凝土內部溫度明顯升高。而混凝土表面通常散熱較快,形成內外溫差,使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力,當拉應力超過混凝土抗拉強度時,混凝土就會產生裂縫。2、干縮裂縫:大體積混凝土一般采用泵送,坍落度較大,含水量也較大,混凝土中約20%的水分是水泥水化所必須的,尚有80%的游離水分要蒸發(fā),當混凝土中的多余水分蒸發(fā)時,會引起體積收縮,也叫干縮,由于受到地基或邊界條件的約束,這種收縮變形會在混凝土結構內部產生較大的收縮應力(拉應力),當拉應力超過混凝土抗拉強度時,混凝土就會產生裂縫。由于混凝土因溫

3、差和干縮會產生表面裂縫和深層裂縫甚至貫穿裂縫,給工程帶來極大危害,直接影響結構的安全性能和抗?jié)B性能,因此在施工中采取可靠、有效的預防控制措施是極為關鍵的。二、控制溫度和收縮裂縫的技術措施防止溫度收縮裂縫的重點在于控制混凝土溫升,確保延緩混凝土降溫速度,加強養(yǎng)護,減少混凝土收縮,提高混凝土極限拉伸植。同時應在大體積混凝土結構施工過程中進行溫度監(jiān)控。1、控制混凝土溫升 選用低水化熱水泥品種,如礦渣硅酸鹽水泥。 外加劑摻合料:可摻入復合型外加劑及粉煤灰,以減少水泥用量,改善混凝土和易性及可靠性,延長緩凝時間。 骨料選擇:原則是以自然連續(xù)級配粗骨料配制混凝土,可優(yōu)選5mm40mm碎石,減少混凝土收縮,

4、含泥量<1%,骨料中針片狀顆粒含量<10%。細骨料選用中粗砂,含泥量<2%,這樣可以減少用水量。 控制混凝土入模溫度,主要降低水泥、骨料和水等原材料的溫度,從而控制拌合物澆筑溫度25。 自然分層,連續(xù)澆筑。2、延緩混凝土降溫速度大體積混凝土澆筑后,為了減少升溫階段內外溫差,防止產生裂縫,應給予適當保溫和保濕養(yǎng)護。在潮濕條件下可防止混凝土表面因水分散發(fā)而產生的干縮裂縫,使水泥順利進行水化,提高混凝土極限抗拉強度。對混凝土進行保溫、保濕養(yǎng)護,可使混凝土水化熱降溫速度延緩,減少混凝土內外溫差,防止產生過大的溫度裂縫。3、減少混凝土體積收縮,提高混凝土的極限拉伸強度。(1) 混凝土配

5、合比:采用泵送混凝土,砂率0.45,在滿足可泵送性的前提下,應盡量降低砂率。粗骨料中針片狀顆粒含量10%,中砂通過0. 315mm篩孔的砂15%。泵送混凝土宜摻適量粉煤灰,坍落度在滿足泵送的條件下盡量選小值,以減少收縮變形。(2) 混凝土施工:采用自然分層連續(xù)澆筑不出冷縫。對混凝土表面均撒5mm25mm的碎石,進行二次抹面,終凝前人工進行二次抹壓收面,以減少混凝土表面的收縮裂縫。4、施工監(jiān)控工作。為了掌握大體積混凝土水化熱造成不同深度處溫度場的變化規(guī)律,在大體積混凝土中布設測溫點,隨時檢測混凝土內部的溫度變化情況,以便及時采取有效措施,控制溫差,進而保證混凝土施工質量。三、工程實踐我單位承建的

6、江蘇某大夏,基礎底板厚1. 4m,屬大體積混凝土。此基礎底板長47. 6m,寬36. 9m,在中間位置設置一道寬1m的后澆帶,混凝土等級c40,抗?jié)B等級p6,混凝土澆筑量2500m3,采用現(xiàn)場攪拌泵送的混凝土施工方案。本工程由于在施工中采取了多項措施,基礎底板施工完畢后,未出現(xiàn)裂縫,確保了基礎工程的安全性能和抗?jié)B性能。1、根據(jù)本工程基礎混凝土的特點,對混凝土的配置采取了如下的措施:(1) 采用低水化熱的42. 5級的礦渣硅酸鹽水泥,每立方米混凝土中水泥用量380kg。(2) 細骨料使用中砂,要求通過0. 315mm篩孔的砂15%,含泥量<2%。(3) 粗骨料采用級配良好的5mm30mm的

7、碎石,要求石子中針片狀顆粒含量15%,并控制粗骨料中的含泥量小于1%。(4) 泵送混凝土砂率為40%,水膠比為0. 36。(5) 在拌制混凝土時,摻入某電廠的級粉煤灰,減少相應含量的水泥。取代水泥百分率為10%,以延緩水化反應,降低水化熱。(6) 采用aea膨脹劑,它具有0. 02%0. 04%的膨脹率,可產生0. 2mpa-o. 7mpa的膨脹應力,可抵消因收縮產生的拉應力。(7) 采用sdb-20型泵送劑,可有效的降低用水量,提高和易性和保塑性,它同時含有緩凝組分,可延緩混凝土的初凝時間。(8) 本工程混凝土的初凝時間為810小時,終凝時間為1214小時。(9) 坍落度控制在16±

8、;20cm之間。2、混凝土配合比:混凝土配合比3、底板混凝土施工方法本工程采用現(xiàn)場攪拌混凝土,泵送入模,三班作業(yè),連續(xù)施工,不留施工縫?；炷帘霉懿荚O在基礎長度方向的中間,由左向右進行澆筑,澆筑寬度不大于5m,邊澆筑邊后退。混凝土澆注時利用混凝土自然流淌形成的斜坡面進行分層,采用定點下料,一個坡度,薄層澆筑,循序漸進,一次到頂?shù)臐仓椒ā?、混凝土的振搗混凝土振搗時布置三道振搗,第一道設在混凝土的坡角,第二道設在混凝土的坡中間,第三道設在混凝土的坡頂。每道設2臺振搗器,三道振搗相互配合,確保振搗覆蓋整個坡面。使用50振搗棒振搗,振搗棒插入下層混凝土中的深度>50nm,振搗棒移動的間距以4

9、00mm左右為宜,振搗棒要快插慢拔,以混凝土面泛漿為宜?；炷帘砻嬉霉胃芄纹?再撒5mm25mm碎石,用木抹拍實抹平。5、混凝土的養(yǎng)護及測溫 混凝土的養(yǎng)護混凝土澆注后的1小時內,表面及時覆蓋一層塑料薄膜,再覆蓋三層棉氈和一層塑料膜,這樣,既能有效的保溫,也能保證混凝土表面的濕度。根據(jù)澆筑混凝土時實測的混凝土表面溫度和內部中心溫度,隨時調整覆蓋保溫材料的層數(shù)。養(yǎng)護時間不小于14天。 混凝土測溫為了保證混凝土內外溫差不大于25,對混凝土要進行測溫,以便及時采取措施,控制混凝土內外溫差?；炷翜y溫點按澆筑的先后順序在不同的區(qū)域和結構布置具有代表性的測溫點,可較早的掌握該工程基礎混凝土的溫度變化規(guī)律

10、,以便及時采取溫度控制措施。本工程測溫點在距結構外邊緣2m處開始設置,每5m設置一個測溫點?；炷翜y溫管采用20的鋼管,其長度等于測溫處基礎混凝土的厚度,其底端封閉并焊接200mm長的鋼筋,在澆筑混凝土前豎向固定在測溫點處,底部(鋼筋端)放置于基礎墊層上,上部外露200mm,用塑料布或紙封閉上口,防止混凝土進入測溫管。測溫時,每個測溫點在豎向測3個厚度處的溫度,即距混凝土表面100mm處、混凝土中心處和距混凝土底面200mm處的溫度。測溫間隔:第1天3天,為每2小時1次,第4天7天,為每4小時1次,第8天第14天,為每8小時1次,按測溫記錄繪制測溫曲線。經實測,發(fā)現(xiàn)混凝土內溫度在第4天達到峰值

11、為45,此時混凝土表面溫度為22,溫差最大值為23,小于25。6、混凝土質量控制本工程基礎為c40、p6抗?jié)B混凝土,既是大體積混凝土,又有較高的抗?jié)B要求,因此必須采取如下措施,認真施工,才能保證不漏、不裂和不滲:（1）合理選擇混凝土原材料和最佳配合比,降低水化熱。（2）嚴格控制混凝土的坍落度在16±2cm之間。（3）開盤前,認真檢修施工機械、道路、照明、原材料和人員等,確?；炷粱A底板一次連續(xù)澆筑完畢,不產生施工冷縫。(4) 設置專人跟班檢查混凝土的振搗、二次抹面,防止漏振、過振和表面裂縫。(5) 專人負責測溫和養(yǎng)護,及時保溫和保濕,確保混凝土的膨脹應力能抵收縮應力。四、結束語裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此嚴格按規(guī)程、規(guī)范要求施工，嚴把質量關，防患于未來，盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn);對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行預防及處理，并在施工中采取各種有效的預防措施