淺談大體積混凝土裂縫原因及溫控措施

淺談大體積混凝土土裂縫原因及及溫控措施摘要:對大體積積混凝土溫度度裂縫產(chǎn)生的的原因和溫度度的控制等進(jìn)進(jìn)行闡述。分分析鑒定裂縫縫的產(chǎn)生和發(fā)發(fā)展并有效地地進(jìn)行裂縫的的控制處理，對對保證混凝土土結(jié)構(gòu)的整體體性和正常使使用有重大意意義。關(guān)鍵詞:大體積積混凝土；裂縫原因；溫控措施；混凝土施工工；我國國民經(jīng)濟(jì)的高高速增長，帶動了建筑筑業(yè)的快速、持持續(xù)的發(fā)展。由由于高層建筑筑、高聳結(jié)構(gòu)構(gòu)物和大型設(shè)設(shè)備基礎(chǔ)大量量的出現(xiàn)，大體積混凝凝土也被廣泛泛采用，大體積混凝凝土結(jié)構(gòu)的溫溫度裂縫日益益成為建筑工工程技術(shù)人員員面臨的技術(shù)術(shù)難題和工程界所密密切關(guān)注的課課題，基礎(chǔ)設(shè)施建建設(shè)中大體積積混凝土施工工難度較大，而它產(chǎn)生裂裂縫的機(jī)率也也較多，從多方面綜綜合考慮，降低拉應(yīng)力力是控制混凝凝土裂縫的有有效途徑，而降低拉應(yīng)應(yīng)力主要通過過減少溫度應(yīng)應(yīng)力和沉縮應(yīng)應(yīng)力來控制溫溫度裂縫和沉沉縮裂縫。1、沉縮裂縫混凝土沉縮裂裂縫在大體積積混凝土施工工中也是非常常多的。主要要原因是振搗搗不密實，沉實不足，或者骨料下下沉，表層浮漿過過多，且表面覆蓋蓋不及時，受風(fēng)吹日曬曬，表面水份散散失快，產(chǎn)生干縮，混凝土早期期強(qiáng)度又低，不能抵抗這這種變形而導(dǎo)導(dǎo)致開裂。在在施工中采用用緩凝型泵送送劑或減水劑劑，延緩混凝土土的凝結(jié)硬化化速度，充分利用外外加劑(特別是緩凝凝劑)的特性，適時增加抹抹加次數(shù)，消除表面裂裂縫(特別是沉縮縮裂縫和初期期溫度裂縫))，特別是初凝凝前的抹壓。2、溫度裂縫(1)原因因：一是由于溫溫差較大引起起的，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)在硬化期間間水泥放出大大量水化熱，內(nèi)部溫度不不斷上升，水泥發(fā)出的的熱量聚集在在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部部不易散失，使混凝土表表面和內(nèi)部溫溫差較大，混凝土內(nèi)部部膨脹高于外外部，此時混凝土土表面將受到到很大的拉應(yīng)應(yīng)力，而混凝土的的早期抗拉強(qiáng)強(qiáng)度很低，混凝土溫度度變化產(chǎn)生的的變形受到混混凝土內(nèi)部或或外部的約束束后，將產(chǎn)生很大大的應(yīng)力。一一旦溫度應(yīng)力力超過混凝土土能承受的抗抗拉強(qiáng)度時，因而出現(xiàn)裂裂縫。這種溫溫差一般僅在在表面處較大大，離開表面就就很快減弱，因此裂縫只只在接近表面面的范圍內(nèi)發(fā)發(fā)生，表面層以下下結(jié)構(gòu)仍保持持完整。二是是由結(jié)構(gòu)溫差差較大，受到外界的的約束引起的的，當(dāng)大體積混混凝土澆筑在在約束地基上上時，又沒有采取取特殊措施降降低、放松或取消消約束，或根本無法法消除約束，易發(fā)生深進(jìn)進(jìn)，直至貫穿的的溫度裂縫。(2)過程程：一般(人為)分為三個個時期：一是初期裂裂縫———就是在在混凝土澆筑筑的升溫期，由于水化熱熱使混凝土澆澆筑后2-3天溫度急劇劇上升，內(nèi)熱外冷引引起“約束力”，超過混凝土土抗拉強(qiáng)度引引起裂縫。二二是中期裂縫縫———就是水化熱熱降溫期，當(dāng)水化熱溫溫升到達(dá)峰值值后逐漸下降降，水化熱散盡盡時結(jié)構(gòu)物的的溫度接近環(huán)環(huán)境溫度，此間結(jié)構(gòu)物物溫度引起“外約束力”，超過混凝土土抗拉強(qiáng)度引引起裂縫。三三是后期裂縫縫，當(dāng)混凝土接接近周圍環(huán)境境條件之后保保持相對穩(wěn)定定，而當(dāng)環(huán)境條條件下劇變時時，由于混凝土土為不良導(dǎo)體體，形成溫度梯梯度，當(dāng)溫度梯度度較大時，混凝土產(chǎn)生生裂縫。3、控溫措施和和改善約束3.1溫控措施施(1)降低混凝凝土內(nèi)部的水水化熱，采用中熱硅酸酸鹽水泥和低低熱礦渣水泥泥，控制水泥的的入庫溫度，摻加一定量有效效降低水化的的峰值溫度的的優(yōu)質(zhì)粉煤灰灰，以降低混凝凝土的水化熱熱，同時選用高高效抗裂膨脹脹劑，有效補(bǔ)償償混凝土的收收縮。(2)優(yōu)化配合合比，降低水化熱熱。進(jìn)行配合合比試驗時，盡量降低水水泥用量，選擇性能優(yōu)優(yōu)良的外加劑劑，有效地降低低混凝土的單單位用水量，從而降低水水泥用量。緩緩凝型減水劑劑還有抑制水水泥水化作用用，可降低水化化溫升有利于于防裂。還可可延遲水化熱熱釋放速度,,熱峰也有所所降低。這種種減水劑可以以緩凝,在大體積混混凝土中可以以避免冷接縫縫,提高工作性性及流動性，有利于泵送。在確?；旎炷临|(zhì)量的的前提下，初始混凝土土坍落度控制制在16～18cm。(3)減少地基基約束力。巖巖石基礎(chǔ)與新新澆混凝土之之間，存在著彈性性模量、溫度度的差別，新澆筑混凝凝土隨著強(qiáng)度度逐漸上升，其溫度也發(fā)發(fā)生變化，必有一個徐徐變過程，而原巖石地地基對其便產(chǎn)產(chǎn)生一個約束束力，當(dāng)達(dá)到一定定程度，便會導(dǎo)致裂裂縫產(chǎn)生。(4)控制混凝凝土的澆筑間間歇期和分層層厚度。(5)控制混凝凝土澆筑人模模溫度?；炷镣恋娜肽囟榷热Q于各種種原材料的初初始溫度,主要方法是是施工時冷卻卻拌合水、骨骨料、水泥，盡量選擇較較低氣溫時段段澆筑砼；在混凝土運(yùn)運(yùn)輸工具上覆覆蓋麻袋，并經(jīng)常噴灑灑冷水降溫。3.2改善約束束條件措施：：(1)合理地分分縫分塊；分縫分塊有有兩方面的目目的:一是為了便便于施工，將龐大的主體逐塊逐層層地進(jìn)行澆筑筑；同時為了防防止裂縫，減小基礎(chǔ)塊塊的尺寸，增加散熱面面，從而降低施施工期間的溫溫度應(yīng)力，以減小產(chǎn)生生裂縫的可能能性。(2)避免基礎(chǔ)礎(chǔ)過大起伏；；(3)合理的安安排施工工序序，避免過大的的高差和側(cè)面面長期暴露。此外，改善混混凝土的性能能，提高抗裂能能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干干縮，特別是保證證混凝土的質(zhì)質(zhì)量對防止裂裂縫是十分重重要，應(yīng)特別注意意避免產(chǎn)生貫貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的的整體性是十十分困難的，因此施工中中應(yīng)以預(yù)防貫貫穿性裂縫的的發(fā)生為主。在在混凝土的施施工中，為了提高模模板的周轉(zhuǎn)率率，往往要求新新澆筑的混凝凝土盡早拆模模。當(dāng)混凝土土溫度高于氣氣溫時應(yīng)適當(dāng)當(dāng)考慮拆模時時間，以免引起混混凝土表面的的早期裂縫。新新澆筑早期拆拆模，在表面引起起很大的拉應(yīng)應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混混凝土澆筑初初期，由于水化熱熱的散發(fā)，混凝土表面引引起相當(dāng)大的的拉應(yīng)力，此時表面溫溫度亦較氣溫溫為高，此時拆除模模板，表面溫度驟驟降，必然引起混凝凝土內(nèi)外溫度度梯度，從而在表面面附加一拉應(yīng)應(yīng)力，與水化熱應(yīng)應(yīng)力迭加，再加上混凝凝土干縮，表面的拉應(yīng)應(yīng)力達(dá)到很大大的數(shù)值，就很有導(dǎo)致裂縫縫產(chǎn)生的危險，但如果在拆拆除模板后及及時在表面覆覆蓋一輕型保保溫材料，如泡沫海棉棉等，對于防止混混凝土表面產(chǎn)產(chǎn)生過大的拉拉應(yīng)力，具有顯著的的效果。加筋筋對大體積混混凝土的溫度度應(yīng)力影響很很小，因為大體積積混凝土的含含筋率極低。只只是對一般鋼鋼筋混凝土有有影響。在溫溫度不太高及及應(yīng)力低于屈屈服極限的條條件下，鋼的各項性性能是穩(wěn)定的的，而與應(yīng)力狀狀態(tài)、時間及及溫度無關(guān)。鋼鋼的線脹系數(shù)數(shù)與混凝土線線脹系數(shù)相差差很小，在溫度變化化時兩者間只只發(fā)生很小的的內(nèi)應(yīng)力。由由于鋼的彈性性模量為混凝凝土彈性模量量的7～15倍，當(dāng)混凝土應(yīng)應(yīng)力達(dá)到抗拉拉強(qiáng)度而開裂裂時，鋼筋的應(yīng)力力將不超過100～200k2/cm2。因此，在混凝上中中想要利用鋼鋼筋來防止細(xì)細(xì)小裂縫的出出現(xiàn)很困難。但但加筋后結(jié)溝溝內(nèi)的裂縫一一般就變得數(shù)數(shù)目多、間距距小、寬度與與深度較小了了。而肋口果果鋼筋的直徑徑細(xì)而間距密密時，對提高混凝凝土抗裂性的的效果較好?；旎炷梁弯摻罱罨炷两Y(jié)構(gòu)構(gòu)的表面常常常會發(fā)生細(xì)而而淺的裂縫，其中大多數(shù)數(shù)屬于干縮裂裂縫。雖然這這種裂縫一般般都較淺，但它對結(jié)構(gòu)構(gòu)的強(qiáng)度和耐耐久性仍有一一定的影響。4、保證大體積混凝土土質(zhì)量的措施施4.1嚴(yán)格控制制骨料級配和和合泥量選用10-440mm連續(xù)級配碎碎石(其中10-30mm級配含量65%左右)，細(xì)度模數(shù)2.80--3.000的中砂(通過0.3155n凹篩孔的砂砂不少于15%，砂率控制在40%-45%)。砂、石含含泥量控制在在1%以內(nèi)，并不得混有有有機(jī)質(zhì)等雜雜物，杜絕使用海海砂。4.2選擇適當(dāng)當(dāng)外加劑可根據(jù)設(shè)計要要求，混凝土中摻摻加一定用量量外加劑，如防水劑、膨膨脹劑、減水水劑、緩凝劑劑等外加劑。外外加劑中減水水和緩凝組份份能提高混凝凝土的和易性性，使用水量減減少16%左右，水灰比可控控制在0.55以下，初凝延長到5h左右。4.3選擇合適適水泥和嚴(yán)格格控制水泥用用量優(yōu)先采用422.5普通水泥等等高標(biāo)號水泥泥，以減少水泥泥用量。選用用低熱水泥，減少水化熱熱，降低混凝土土的溫升值。并并盡量選用后后期強(qiáng)度高(90或120天)，降低水泥量量，并延緩水泥水水峰值。在滿滿足設(shè)計和混混凝土可泵性性的前提下，將42.5水泥用量控控制在2800kg/m3左右，以降低混凝凝土最高溫升升，降低混凝土土所受的拉應(yīng)應(yīng)力。4.4采用切實實可行的施工工工藝根據(jù)泵送大體體積混凝土的的特點(diǎn)，采用“分段定點(diǎn)，一個坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的方法。這這種自然流淌淌形成斜坡混混凝土的方法法，能較好地適適應(yīng)泵送工藝藝，避免混凝土土輸送管道經(jīng)經(jīng)常拆除、沖沖洗和接長，從而提高泵泵送效率，簡化混凝土土的泌水處理理，保證上下層層混凝土澆筑筑間隔不超過過初凝時間。根根據(jù)混凝土泵泵送時自然形形成一個坡度度的實際情況況，在每個澆筑筑帶的前后布布置兩道振動動器，第一道布置置在混凝土出出料口，主要解決上上部混凝土的的振實；由于底層鋼鋼筋間距較密密，第二道布置置在混凝土坡坡腳處，以確保下部部混凝土密實實。隨著澆筑筑的推進(jìn)，振動器也相相應(yīng)跟上，以確保整個個高度上混凝凝土的質(zhì)量。由由于大體積泵泵送混凝土表表面水泥漿較較厚，故澆筑結(jié)束束后須在初凝凝前用鐵滾筒筒碾壓數(shù)遍，打磨壓實，以閉合混凝凝土的收水裂裂縫。4.5改進(jìn)施工工技術(shù)施工時加強(qiáng)插插筋位置的振振搗、抹壓、養(yǎng)護(hù)護(hù)。由于鋼筋筋是熱的良導(dǎo)導(dǎo)體，易產(chǎn)生大的的溫度梯度，這是裂縫產(chǎn)產(chǎn)生的一個主主要環(huán)節(jié)。同同時加強(qiáng)初凝凝前的抹壓，以消除初期期裂縫，并加強(qiáng)早期期養(yǎng)護(hù)，提高混凝土土抗拉強(qiáng)度。4.6加強(qiáng)技術(shù)術(shù)管理加強(qiáng)原材料的的檢驗、試驗驗工作。施工工中嚴(yán)格按照照方案及交底底的要求指導(dǎo)導(dǎo)施工，明確分工，責(zé)任到人。加加強(qiáng)計量監(jiān)測測工作，定時檢查并并做好詳細(xì)記記錄，認(rèn)真對待澆澆筑過程中可可能出現(xiàn)的冷冷縫，并采取措施施加以杜絕。在在變截面施工工前，一定要加強(qiáng)強(qiáng)預(yù)測，并保證預(yù)測測的科學(xué)性。同同時在實施過過程中，要切實落實實施工方案。4.7加適當(dāng)預(yù)預(yù)埋件在混凝土易裂裂縫部位埋設(shè)設(shè)應(yīng)力應(yīng)變傳傳感片，直接測試?yán)瓚?yīng)力，以便更直接接控制混凝土土(調(diào)節(jié)保溫保保濕養(yǎng)護(hù)條件件，保證溫度梯梯度)，確?；炷镣敛涣芽p。在在基礎(chǔ)面筋上上加設(shè)鐵絲網(wǎng)網(wǎng)或小直徑鋼鋼筋網(wǎng)，以提高混凝凝土表面抗裂裂性(中間溫度筋筋可去掉)。如3.00mm厚承臺設(shè)計計時，在承臺中間間設(shè)置了墊20@2肋水平抗縮縮鋼筋網(wǎng)片。采采用“水平分層間間隙”施工方法，分兩層進(jìn)行行澆筑，間隙時間7d以上，分層厚度各1.5m，抗縮鋼筋網(wǎng)網(wǎng)設(shè)置在下層層1.5m的上表面。在在工期允許的的情況下，這種施工方方法可降低內(nèi)內(nèi)部最高溫升升、減少人員員加強(qiáng)混凝土土的測溫工作作力、材料及及機(jī)械設(shè)備的的投入。為及時掌握混混凝土內(nèi)部溫溫升與表面溫溫度的變化值值，在承臺內(nèi)埋埋沒若干個測測溫點(diǎn)，采用L形布置，每個測溫點(diǎn)點(diǎn)埋設(shè)溫管2根管底埋置置于承臺混凝凝土的中心位位置，測量混凝土土中心的最高高溫升，另一根管底底距承臺上表表面100mmm，測量混凝土土的表面溫度度，測溫管均露露出混凝土表表面100mm。用100的紅色水銀銀溫度計測溫溫，以方便讀數(shù)數(shù)。第ld———