大體積混凝土施工

1、大體積混凝土的裂縫產(chǎn)生的可能原因與預(yù)防措施 關(guān)關(guān)鍵詞：大體積積混凝土土；裂縫縫；收縮縮；安定定性；裂裂縫控制制 摘摘 要：大大體積混混凝土開開裂后，其其性能與與原狀混混凝土性性能相差差很大，尤尤其是對對耐久性性(滲透性)的影響響更大，而而混凝土土滲透反反過來又又會(huì)加速速和促使使混凝土土的進(jìn)一一步惡化化，嚴(yán)重重影響結(jié)結(jié)構(gòu)的長長期安全全和耐久久運(yùn)行。而而裂縫大大多又是是在早期期產(chǎn)生的的，因此此，探討討裂縫產(chǎn)產(chǎn)生的原原因和防防止裂縫縫的出現(xiàn)現(xiàn)就顯得得格外重重要。通通過對大大體積混混凝土裂裂縫產(chǎn)生生的原因因和類型型的論述述，從各各個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)提出了了預(yù)防裂裂縫的綜綜合措施施。1.1大大體積混混凝土裂裂縫的

2、可可能原因因1.1.11裂縫縫的類型型和形成成原因大體積混混凝土墩墩臺身或或基礎(chǔ)等等結(jié)構(gòu)裂裂縫的發(fā)發(fā)生是由由多種因因素引起起的。各各類裂縫縫產(chǎn)生的的主要影影響因素素如下：1.1.11.1收縮縮裂縫：混凝土土的收縮縮引起收收縮裂縫縫。收縮縮的主要要影響因因素是混混凝土中中的用水水量和水水泥用量量，混凝凝土中的的用水量量和水泥泥用量越越高，混混凝土的的收縮就就越大。選用水泥品品種的不不同，干干縮、收收縮的量量也不同同。收縮縮量較小小的水泥泥為中低低熱水泥泥和粉煤煤灰水泥泥?；炷镣恋闹饾u漸散熱和和硬化過過程引起起的收縮縮，會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生很大大的收縮縮應(yīng)力，如如果產(chǎn)生生的收縮縮應(yīng)力超超過當(dāng)時(shí)時(shí)的混凝凝土極

3、限限抗拉強(qiáng)強(qiáng)度，就就會(huì)在混混凝土中中產(chǎn)生收收縮裂縫縫。 人人們對收收縮給予予了很大大的關(guān)注注，但引引人關(guān)注注的并不不是收縮縮本身，而而是由于于它會(huì)引引起開裂裂?；炷恋氖帐湛s現(xiàn)象象有好幾幾種，比比較熟悉悉的是干干燥收縮縮和溫度度收縮，這這里著重重介紹的的是自身身收縮，還還順便提提及塑性性收縮問問題。 自身身收縮與與干縮一一樣，是是由于水水的遷移移而引起起。但它它不是由由于水向向外蒸發(fā)發(fā)散失，而而是因?yàn)闉樗嗨瘯r(shí)消消耗水分分造成凝凝膠孔的的液面下下降，形形成彎月月面，產(chǎn)產(chǎn)生所謂謂的自干干燥作用用，混凝凝土體的的相對濕濕度降低低，體積積減小。水水灰比的的變化對對干燥收收縮和自自身收縮縮的影響

4、響正相反反，即當(dāng)當(dāng)混凝土土的水灰灰比降低低時(shí)干燥燥收縮減減小，而而自身收收縮增大大。如當(dāng)當(dāng)水灰比比大于0.5時(shí)，其其自干燥燥作用和和自身收收縮與干干縮相比比小得可可以忽略略不計(jì)；但是當(dāng)當(dāng)水灰比比小于0.335時(shí)，體體內(nèi)相對對濕度會(huì)會(huì)很快降降低到80%以下，自自身收縮縮與干縮縮則接近近各占一一半。 自身身收縮中中發(fā)生于于混凝土土拌合后后的初齡齡期，因因?yàn)樵谶@這以后，由由于體內(nèi)內(nèi)的自干干燥作用用，相對對濕度降降低，水水化就基基本上終終止了。換換句話說說，在模模板拆除除之前，混混凝土的的自身收收縮大部部分已經(jīng)經(jīng)產(chǎn)生，甚甚至已經(jīng)經(jīng)完成，而而不像干干燥收縮縮，除了了未覆蓋蓋且暴露露面很大大的地面面以外，

5、許許多構(gòu)件件的干縮縮都發(fā)生生在拆模模以后，因因此只要要覆蓋了了表面，就就認(rèn)為混混凝土不不發(fā)生干干縮。在大體積混混凝土里里，即使使水灰比比并不低低，自身身收縮量量值也不不大，但但是它與與溫度收收縮疊加加到一起起，就要要使應(yīng)力力增大，所所以在水水工大壩壩施工時(shí)時(shí)早就將將自身收收縮作為為一項(xiàng)性性能指標(biāo)標(biāo)進(jìn)行測測定和考考慮?，F(xiàn)現(xiàn)今許多多斷面尺尺寸雖不不很大，且且水灰比比也不算算小的混混凝土，如如上所述述，已“達(dá)到必必須解決決水化熱熱及隨之之引起的的體積變變形問題題，以最最大限度度減少開開裂影響響”，因而而也需要要像大壩壩一樣，需需要考慮慮將溫度度收縮和和自身收收縮疊加加的影響響，況且且在這些些結(jié)構(gòu)里里

6、，兩者者的發(fā)展展速率均均要比大大壩混凝凝土中快快得多，因因此也激激烈得多多。 還有有塑性收收縮，在在水泥活活性大、混混凝土溫溫度較高高，或者者水灰比比較低的的條件下下也會(huì)加加劇引起起開裂。因因?yàn)檫@時(shí)時(shí)混凝土土的泌水水明顯減減少，表表面蒸發(fā)發(fā)的水分分不能及及時(shí)得到到補(bǔ)充，這這時(shí)混凝凝土尚處處于塑性性狀態(tài)，稍稍微受到到一點(diǎn)拉拉力，混混凝土的的表面就就會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)分布不不規(guī)則的的裂縫。出出現(xiàn)裂縫縫以后，混混凝土體體內(nèi)的水水分蒸發(fā)發(fā)進(jìn)一步步加快，于于是裂縫縫迅速擴(kuò)擴(kuò)展。所所以在上上述情況況下混凝凝土澆注注后需要要及早覆覆蓋。1.1.11.2溫差差裂縫混凝土土內(nèi)部和和外部的的溫差過過大會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生裂縫縫。溫差差

7、裂縫的的主要影影響因素素是水泥泥水化熱熱引起的的混凝土土內(nèi)部和和混凝土土表面的的溫差過過大。特特別是大大體積混混凝土更更易發(fā)生生此類裂裂縫。大體積積混凝土土結(jié)構(gòu)一一般要求求一次性性整體澆澆筑，澆澆筑后，水水泥因水水化引起起水化熱熱，由于于混凝土土體積大大，聚集集在內(nèi)部部的水泥泥水化熱熱不容易易散發(fā)，混混凝土內(nèi)內(nèi)部溫度度將顯著著升高，而而混凝土土表面土土則散熱熱較快，形形成了較較大的溫溫度差，使使混凝土土內(nèi)部產(chǎn)產(chǎn)生壓應(yīng)應(yīng)力，表表面產(chǎn)生生拉應(yīng)力力，此時(shí)時(shí)，混凝凝齡期短短，抗拉拉強(qiáng)度很很低。當(dāng)當(dāng)溫差產(chǎn)產(chǎn)生的表表面抗拉拉應(yīng)力超超過混凝凝土極限限抗拉強(qiáng)強(qiáng)度，則則會(huì)在混混凝土的的表面產(chǎn)產(chǎn)生裂縫縫。 大體體

8、積混凝凝土施工工，由于于混凝土土內(nèi)部與與表面散散熱速率率不一樣樣，在其其表面形形成較大大的溫度度梯度，從從而引起起較大的的表面拉拉應(yīng)力。同同時(shí)，此此時(shí)混凝凝土的齡齡期很短短，抗拉拉強(qiáng)度很很低，溫溫差產(chǎn)生生的表面面拉應(yīng)力力，超過過此時(shí)的的混凝土土極限抗抗拉強(qiáng)度度，就會(huì)會(huì)在混凝凝土表面面產(chǎn)生表表面裂縫縫。此種種裂縫一一般產(chǎn)生生在混凝凝土澆筑筑后的第第3天(升溫階階段)?；炷两禍販仉A段，由由于逐漸漸降溫而而產(chǎn)生收收縮，再再加上混混凝土硬硬化過程程中，由由于混凝凝土內(nèi)部部拌合水水的水化化和蒸發(fā)發(fā)以及膠膠質(zhì)體的的膠凝等等作用，促促使混凝凝土硬化化時(shí)收縮縮。這兩兩種收縮縮由于受受到基底底或結(jié)構(gòu)構(gòu)本身的

9、的約束，也也會(huì)產(chǎn)生生很大的的拉應(yīng)力力，直至至出現(xiàn)收收縮裂縫縫。1.1.11.3安定定性裂縫縫安定性性裂縫表表現(xiàn)為龜龜裂，主主要是因因水泥安安定性不不合格而而引起的的。2.1裂裂縫的防防治措施施2.1.11 設(shè)計(jì)措措施 1) 精心設(shè)設(shè)計(jì)混凝凝土配合合比 混混凝土配配合比設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，在在保證混混凝土具具有良好好工作性性的情況況下，應(yīng)應(yīng)盡可能能的降低低混凝土土的單位位用水量量，采用用“三低（低低砂率、低低坍落度度、低水水膠比）二二摻（摻摻高效減減水劑和和高性能能引氣劑劑）一高高（高粉粉煤灰摻摻量）”的設(shè)計(jì)計(jì)準(zhǔn)則，生生產(chǎn)出“高強(qiáng)、高高韌性、中中彈、低低熱和高高極拉值值”的抗裂裂混凝土土。 22)增配構(gòu)構(gòu)

10、造筋提提高抗裂裂性能，配配筋應(yīng)采采用小直直徑、小小間距。全全截面的的配筋率率應(yīng)在0.30.55%之間。3)避避免結(jié)構(gòu)構(gòu)突變產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力力集中，在在易產(chǎn)生生應(yīng)力集集中的薄薄弱環(huán)節(jié)節(jié)采取加加強(qiáng)措施施。4)在在易裂的的邊緣部部位設(shè)置置暗梁，提提高該部部位的配配筋率，提提高混凝凝土的極極限拉伸伸。5)在在結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)中應(yīng)應(yīng)充分考考慮施工工時(shí)的氣氣候特征征，合理理設(shè)置后后澆縫，在在正常施施工條件件下，后后澆縫間間距2030m，保留留時(shí)間一一般不小小于60天。如如不能預(yù)預(yù)測施工工時(shí)的具具體條件件，也可可臨時(shí)根根據(jù)具體體情況作作設(shè)計(jì)變變更。2.1.22 施工措措施1)嚴(yán)嚴(yán)格控制制混凝土土原材料料的的質(zhì)質(zhì)量和技技

11、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，選用用低水化化熱水泥泥，粗細(xì)細(xì)骨料的的含泥量量應(yīng)盡量量減少(11.55%以下)。.1.1 優(yōu)選混混凝土各各種原材材料 在在選擇大大體積混混凝土用用水泥時(shí)時(shí)，在條條件許可可的情況況下，應(yīng)應(yīng)優(yōu)先選選用收縮縮性小的的或具有有微膨脹脹性的水水泥。因因?yàn)檫@種種水泥在在水化膨膨脹期（15 d）可產(chǎn)產(chǎn)生一定定的預(yù)壓壓應(yīng)力，而而在水化化后期預(yù)預(yù)壓應(yīng)力力可部分分抵消溫溫度徐變變應(yīng)力，減減少混凝凝土內(nèi)的的拉應(yīng)力力，提高高混凝土土的抗裂裂能力。為為此，水水泥熟料料中的堿堿含量應(yīng)應(yīng)低且適適宜【3】，熟熟料中MgO含量在3.00%5.00%，石膏膏與C3A的比值值盡量大大些，C3A、C3S和C2S含量應(yīng)應(yīng)分別

12、控控制在5.00%以內(nèi)、50.0%左右和20.0%左右，這這種熟料料比例的的水泥具具有長期期穩(wěn)定的的微膨脹脹抗裂性性能【2】。 骨骨料在大大體積混混凝土中中所占比比例一般般為混凝凝土絕對對體積的的80%83%，因此此，在選選擇骨料料時(shí)，應(yīng)應(yīng)選擇線線膨脹系系數(shù)小、巖巖石彈模模較低、表表面清潔潔無弱包包裹層、級級配良好好的骨料料。 砂砂除滿足足骨料規(guī)規(guī)范要求求外，應(yīng)應(yīng)適當(dāng)放放寬石粉粉或細(xì)粉粉含量，這這樣不僅僅有利于于提高混混凝土的的工作性性，而且且可提高高混凝土土的密實(shí)實(shí)性、耐耐久性和和抗裂性性。有研研究表明明，砂子子中石粉粉比例一一般在15%18%之間為為宜。 粉粉煤灰只只要細(xì)度度與水泥泥顆粒相

13、相當(dāng)，燒燒失量小小，含硫硫量和含含堿量低低，需水水量比小小，均可可摻用在在混凝土土中使用用?；炷林袚綋接梅勖好夯液螅煽商岣呋旎炷恋牡目?jié)B性性、耐久久性，減減少收縮縮，降低低膠凝材材料體系系的水化化熱，提提高混凝凝土的抗抗拉強(qiáng)度度，抑制制堿骨料料反應(yīng)，減減少新拌拌混凝土土的泌水水等。這這些諸多多好處均均將有利利于提高高混凝土土的抗裂裂性能。 高高效減水水劑和引引氣劑復(fù)復(fù)合使用用對減少少大體積積混凝土土單位用用水量和和膠凝材材料用量量，改善善新拌混混凝土的的工作度度，提高高硬化混混凝土的的力學(xué)、熱熱學(xué)、變變形、耐耐久性等等性能起起著極為為重要的的作用，也也是混凝凝土向高高性能化化發(fā)展的的不

14、可或或缺的重重要組分分。 22)細(xì)致分分析混凝凝土集料料的配比比，控制制混凝土土的水灰灰比，減減少混凝凝土的坍坍落度，合合理摻加加塑化劑劑和減少少劑。 33)采用綜綜合措施施，控制制混凝土土初始溫溫度 混混凝土溫溫度和溫溫度變化化對混凝凝土裂縫縫是極其其敏感的的。當(dāng)混混凝土從從零應(yīng)力力溫度T2降低到到混凝土土開裂的的溫度Tt時(shí)，t時(shí)刻的的混凝土土拉應(yīng)力力t超過了t時(shí)刻的的混凝土土極限拉拉應(yīng)力tu。因此此，通過過降低混混凝土內(nèi)內(nèi)的水化化熱溫度度(主要通通過摻用用高效減減水劑減減少用水水，減少少膠凝材材料，多多摻粉煤煤灰和礦礦物摻和和料)和混凝凝土初始始溫度(通過骨骨料水冷冷和風(fēng)冷冷降溫、加加冰和

15、加加冷卻水水拌和、各各生產(chǎn)環(huán)環(huán)節(jié)加強(qiáng)強(qiáng)保溫以以免冷量量損失等等措施，降降低混凝凝土初始始溫度)，減少少和避免免裂縫風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。 人人工控制制混凝土土溫度的的措施(如：體體內(nèi)埋設(shè)設(shè)冷卻水水管和風(fēng)風(fēng)管、表表面灑水水冷卻、表表面保溫溫材料保保護(hù))主要是是針對后后期而言言，對早早期因熱熱原因引引起的裂裂縫是無無助的。比比如表面面保溫材材料保護(hù)護(hù)可以減減少內(nèi)外外溫差，但但不可避避免的招招致混凝凝土體內(nèi)內(nèi)溫度T1很高，從從受約束束而導(dǎo)致致貫穿裂裂縫的角角度看，是是一個(gè)潛潛在惡化化裂縫的的條件。因因?yàn)轶w內(nèi)內(nèi)熱量遲遲早是要要散發(fā)掉掉的。另另外人工工控制混混凝土溫溫度還需需注意的的問題是是防止“過速冷冷卻”和“超冷”，過速速冷卻不不僅會(huì)使使混凝土土溫度梯梯度過大大，而且且早期的的過速超超冷會(huì)影影響水泥泥膠體體體系的水水化程度度和早期期強(qiáng)度，更更易產(chǎn)生生早期熱熱裂縫。超超冷會(huì)使使混凝土土溫差過過大，引引起溫差差裂縫澆筑時(shí)時(shí)間盡量量安排在在夜間，最最大限度度降低混混凝土的的初凝溫溫度。白白天施工工時(shí)要求求在沙、石石堆場搭搭設(shè)簡易易遮陽裝裝置，或或用濕麻麻袋覆蓋蓋，必要要時(shí)向骨骨料噴冷冷水?；旎炷帘帽盟蜁r(shí)，在在水平及及垂直泵泵管上加加蓋草袋袋，并噴噴冷水。4)根根據(jù)工程程特點(diǎn)，可可以利用用混凝土土后期強(qiáng)強(qiáng)度，這這樣