探析建筑大體積混凝土裂縫預防和控制措施

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1、探析建筑大體積混凝土裂縫預防和控制措施　　摘要:伴隨我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國建設(shè)了越來越多的高層或者超高層建筑。而這些建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)一般均是采用大體積混凝土澆筑而成，這就使得以往只存在于港工結(jié)構(gòu)或者水利工程中的大體積混凝土溫度裂縫問題，越來越多的出現(xiàn)于建筑工程之中。由于建筑工程具有自身的特點，因此盡管在施工中采取了多種措施，但裂縫仍然時有出現(xiàn)。裂縫的產(chǎn)生輕則會影響結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，重則影響結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命。因此，采取合理措施，避免大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫的產(chǎn)生日益受建筑工程界的重視。關(guān)鍵詞:大體

2、積混凝土;基礎(chǔ);裂縫;監(jiān)測中圖分類號：TU37文獻標識碼：A1基礎(chǔ)大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生機理7研究表明，混凝土內(nèi)部都是存在微觀裂縫的?；炷潦怯晒橇?、水泥石、氣體和水封等組成的非均質(zhì)材料，骨料與水泥石的熱膨脹系數(shù)相差較大，當混凝土內(nèi)部溫差較大時，骨料和水泥石界面處就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當結(jié)構(gòu)物在實際使用中的抗拉強度不足以抵抗由于外荷載作用而產(chǎn)生的應(yīng)力時，就可能出現(xiàn)裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)，由于其截面尺寸相對于一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件大很多，其在水泥發(fā)生水化反應(yīng)過程中，會釋放大量水化熱，由于水化熱的傳導、散失等條件的差

3、異，進而造成結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度場的顯著變化，產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力。另外，由于混凝土收縮的作用，同時會產(chǎn)生收縮應(yīng)力，這些因素，造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)機率和裂縫危害要顯著大于一般混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上分析，當基礎(chǔ)混凝土在t齡期時的抗拉強度R(t)大于混凝土內(nèi)部溫度從最高值T降至環(huán)境溫度T(t)時所產(chǎn)生的收縮由于受到外界約束而引起的應(yīng)力σ(t)時，則可以阻止混凝土的開裂?？捎孟率奖硎?。R(t)>σ(t)(1)σ(t)=σ(t)+σ(t)+σ(t)+σ(t)-σ(t)(2)式中σ(t)—由中心溫度與表面溫度之差△T

4、(t)產(chǎn)生的相對變形受內(nèi)約束引起的應(yīng)力;σ(t)—總溫降收縮受約束產(chǎn)生應(yīng)力;σ(t)—收縮變形受約束產(chǎn)生的應(yīng)力;σ(t)—其它次要因素產(chǎn)生的應(yīng)力;σ(t)—是徐變釋放的應(yīng)力。2影響大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫的主要因素7水泥水化過程造成內(nèi)部溫度場產(chǎn)生不均勻分布是大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫的主要影響因素。與其相關(guān)的各種因素主要有澆筑溫度、水泥品種、水泥用量、環(huán)境溫度、混凝土材料性能、收縮徐變性能等。主要影響因素為:(1)澆筑溫度對裂縫的影響。混凝土的澆筑溫度是混凝土產(chǎn)生水化熱溫升的基礎(chǔ)?；炷恋臐仓囟仍礁?，其

5、產(chǎn)生的水化熱峰值也越高。(2)水泥品種與用量對裂縫的影響。水泥品種的和單位體積混凝土水泥用量的差異，產(chǎn)生的最終水化熱是不同的。這兩個因素對混凝土絕熱溫升熱峰值有顯著影響，應(yīng)盡量采取適當?shù)乃嗥贩N與合理用量。(3)環(huán)境溫度對裂縫的影響。冬期施工，環(huán)境溫度較低時，會造成混凝土內(nèi)外溫差較大。進而引起的混凝土內(nèi)外溫度梯度的顯著變化。(4)混凝土導熱性能對裂縫的影響。導熱系數(shù)高的混凝土，熱量傳遞效率高，能夠顯著降低混凝土內(nèi)外的溫差，從而降低由此引起的應(yīng)力。除此以外，還可以采取施工過程中加強散熱措施。(5)混凝土收

6、縮變形對裂縫的影響。混凝土空隙中存在多余水分的蒸發(fā)，會引起混凝土體積的收縮(干縮)，如果收縮受到約束，即會引起開裂，并隨齡期的增長而發(fā)展。3高層建筑大體積混凝土基礎(chǔ)裂縫的控制措施3.1混凝土材料控制(1)應(yīng)用低水化熱的水泥。在常見的水機組成礦物成分中，鋁酸三鈣(C3A)和硅酸三鈣(C3S)水化熱較高;7而一般混合材料的水化熱較低。大體積混凝土一般應(yīng)使用中熱的硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥，而不宜使用水化熱高的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，更不宜使用早強型水泥。(2)降低水泥用量。除采用低水化熱的水泥外，要減少溫

7、度變形，還應(yīng)在保證強度的前提下盡量地降低水泥用量。(3)合理調(diào)整骨料粒徑。骨料最大粒徑越大，骨料的空隙率就越小，進而混凝土的水泥漿及水泥用量就越小。因此，在設(shè)計配合比時，應(yīng)通過精心設(shè)計、調(diào)整混凝土的骨料粒徑和級配。3.2“三摻技術(shù)”在大體積混凝土中的應(yīng)用單純在混凝土配合比上通過減少水泥用量，降低水灰比等措施，往往與混凝土的強度要求產(chǎn)生矛盾。另外，預拌和泵送混凝土等新工藝的采用，要求混凝土具有良好的粘聚性，可塑性和流動性;以及較小的坍落度損失。這些要求都可能與降低水化熱的措施產(chǎn)生矛盾。因此在大體積混凝土施

8、工中按一定比例摻加各種摻合料和減水劑、膨脹劑是一種降低水化熱，改善混凝土性能的有效措施。(1)粉煤灰的應(yīng)用。粉煤灰能夠增加混凝土的密實度、改善其工作性能，提高強度和耐久性。粉煤灰對混凝土中部分水泥的替代作用，可以顯著降低水化熱，減少混凝土開裂的可能性。(2)7減水劑的應(yīng)用。減水劑能夠在不影響混凝土和易性(或砂漿、凈漿流動性)的條件下，減少混凝土用水量，保證混凝土流動性，提高混凝土強度。因此，也是一種減少水化熱的方法。(3)膨脹劑的應(yīng)用。膨脹