【摘要J 本文分析了大体积混凝土产生裂缝的原因.并提出了多种预防措施.供广大工程技术人员参考。
【关键词】大体积混凝土 裂缝 预防措施
1前言
随着社会的发展．城市建筑不断往高层建筑发展.特别是近年来．城市的高层建筑越来越多.其结构形式多采用箱型基础.筏板基础。大体积混凝土多用于地下结构。虽然受外界温度变化影响较小.但要求抗渗性较高。因此.控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝.提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能.是大体积混凝土施工的一个关键问题。本文分析了大体积混凝土施工裂缝的产生原因和预防措施。
2 大体积混凝土产生裂缝的原因
大体积混凝土产生裂缝的主要原因是由于结构断面大水泥用量大．水泥水化时释放水化热会产生较大温度变化和收缩作用.由此形成的温度收缩应力．导致钢筋混凝土产生裂缝。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同.温度外低内高.形成了温度梯度.使混凝土内部产生压应力．表面产生拉应力．表面的拉应力超过了混凝土抗拉强度引起的。
贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度.混凝土逐渐降温.此温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形.受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力.超过混凝土抗拉强度时产生的贯通整个截面的裂缝。从控制裂缝的观点来说.表面裂缝的危害较小．而贯通裂缝则会影响结构物的整体性、耐久性和防水性．影响结构的正常使用。因此.重点在于控制贯通裂缝。
3防止大体积混凝土裂缝的主要措施
3.1混凝土原材料和配合比的选用
(1)减少水泥用量
选用水化热较低的32．5号矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化与同龄期的普通硅酸盐水泥相比.3d的水化热约低30％。大体积混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚.使混凝土早期升温和后期降温产生内部和表面温差。合理的选用水泥是控制温度裂缝有效措施。水泥选用不当.水化热过高.水泥水化热引起温度应力和温度变形而产生裂缝。水泥水化热过程中产生大量热量.每克水泥水化热量达120cal／g.混凝土内部升温约在3O度以上。
(2)控制骨料级配和含泥量
根据结构断面最小尺寸和泵送管道内径．选择合理的最大粒径。选用天然连续级配的粗集料.使混凝土具有较好的可泵性.减少用水量、水泥用量.进而减少水化热.以采用级配良好的中砂为宜.通过试验证明． 采用细度模数2．8的中砂比采用细度模数2．3的中砂．可减少用水量2O～25／m3.可降低水泥用量28～35kg／m3。因而降低了水泥水化热．混凝土温度升高和收缩.选用合理砂率对混凝土的可泵性是有所提高的。
(3)控制水灰比
选用优质外加剂。混凝土中掺人一定数量优质粉煤灰.不但能代替部分水泥.而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应.起到润滑作用.可改善混凝土拌和物的流动性、粘聚性、保水性.并且能够补充泵送混凝土中粒径在0．315mm 以下的细集料达到占15％ 的要求.从而改善了可泵性。掺优质粉煤灰混凝土后期强度高.在一定范围内60d强度比28d强度均可增长20％ 左右。如果充分利用后期强度．可使每立方混凝土的水泥用量减少40～70kg左右．则混凝土水化热过程中的温度相应降低4～7℃左右。
3.2延缓混凝土降温速度
1)选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土．尽量避开在炎热天气浇筑。
2)掺加相应的缓凝型减水剂。
3)大体积混凝土浇筑后为了减少升温阶段内外温差．防止产生裂缝.应给予正当的保温养护和潮湿养护。对混凝土进行保温、保湿养护．可使混凝土水化热降温速度延缓.减少结构内外温差.防止产生过大的温度应力和温度裂缝。
4)采用长时间的养护.规定合理的拆模时间.延缓降温时间和速度.充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
5)合理安排施工工序.控制混凝土在浇筑过程中均匀上升．避免混凝土拌合物堆积过大。在结构完成后及时回填土．避免其侧面长期暴露。
6)加强测温和温度监测与管理.实行信息化控制.随时控制混凝土内的温度变化.内外温差控制在25℃ 以内.基础表面温度与底面温度均控制在2O℃ 以内．及时调整保温及养护措施．使混凝土的温度梯度和湿度不至过大。
3．3改进泵送混凝土施工工艺
(1)原材料降温
根据混凝土搅拌前后总热量相等原理.混凝土的出机温度与原材料的温度成正比．为此对原材料采用降温措施十分必要且效果明显.为了防止太阳直接照射.在砂石堆场搭设遮阳棚。将矿场石子利用井水连续浇水.可大大降低石子温度且可预先吸收水分.减少混凝土坍落度损失.降低了出机温度从而使得入模温度人为降低。
(2)控制混凝土浇筑温度
紧密配合施工进度．确保混凝土连续均匀供应.混凝土输送管外壁四周用麻袋包裹．并在其上覆盖草包并淋水、降温.防止混凝土在输送过程中引起温度升高。采取分层均匀浇筑.错开层与层之间浇筑推进时间以利下层混凝土散热。由于泵送混凝土浆体相对较多.在浇筑乎后用直尺刮均匀.避免浆体集中积聚。
(3)浇捣
浇筑采用“一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方针。根据泵送时形成的坡度．在上层与下层布置两道振点。第一点布置在混凝土卸料点．主要解决上部振实。第二道布置在混凝土坡角处.确保深层混凝土的密实。先振捣料口处混凝土.以形成自然流淌坡度.然后全面振捣.为提高混凝土的极限抗拉强度.防止混凝土沉落而出现裂缝.减少内部微裂．提高混凝土密度．还采取混凝土密实度二次振捣法.在振捣棒拨出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞．此时是施加二次振捣的合适时机。由于泵送混凝土坍落度大、水灰比大.振捣后表面水泥浆较厚.先用长刮尺排除面上的泌水与实际标高刮平.在浇筑2小时至4小时后.用木蟹抹两遍.使其表面密实.在混凝土初凝前作二次光面.排除混凝土因泌水形成水分、空隙.提高握裹力.增强混凝土的抗裂性能。
(4)养护方法
为了严格控制大体积混凝土内外温度差．确保混凝土质量。减少裂缝．养护是十分重要和关键的工序。混凝土的早期养护.主要在于保持适宜温湿条件.以达到两个方面的效果.一方面使混凝土免受温度变形的侵袭。防止有害的冷缩和千缩。另一方面使水泥水化作用顺利进行。从而达到设计要求和抗裂拉力。采用“蓄热法”进行早期养护是一种好的方法。用塑料膜作为密封层。塑料布间用5cra宽胶带封口.搭接严密.防止混凝土热量散发.封住水分.保证塑料布内有凝结水。中间铺设两层土工布.洒水浸透.最上一层用塑料薄膜覆盖压住。在混凝土的终凝前利用混凝土的水化蒸发水达到养护目的。混凝土浇筑5—7天后.混凝土处于开始降温状态.揭去薄膜层.仅留一层土工布。在混凝土结构上侧两边缘采用25mm 塑料管.再隔20—30cra钻lmm 左右水孔.临时挂在外露拉条筋上．在混凝土浇筑前.合理设置冷却水管.冷却水管采用一25mm塑料管。自来水通过孔口混凝土壁面进行养护.养护不得少于14天。
4结束语
大体积混凝土的裂缝产生原因复杂.在施工中要采用多种措施联合作用。才可以有效地降低裂缝的产生.工程技术人员和管理部门要提高认识.防微杜渐.确保工程的安全。
参考文献
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【2】戴国强．混凝土收缩温度应力及构造措施[J]．建筑结构.1997(1)：57— 60．
