大體積混凝土裂縫和預防措施

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1、大體積混凝土裂縫和預防措施　　摘要：大體積混凝土在施工中普遍會遇到裂縫控制問題，這是因為混凝土體積大，聚集的大量水化熱會導致混凝土內(nèi)外散熱不均勻，在受到內(nèi)外約束的情況下，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生較大的溫度應力，并很可能導致裂縫產(chǎn)生，最終為工程結(jié)構(gòu)埋下嚴重隱患。因此，大體積混凝土在施工中應嚴格控制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，以保證工程質(zhì)量。關(guān)鍵詞：大體積混凝土、溫度裂縫、溫度應力、控制措施中圖分類號：TU37文獻標識碼：A文章編號：我國混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范認為：凡是結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在3m以上的混凝土塊體，單面散熱的結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在75cm以

2、上，雙面散熱在100cm以上，水化熱引起的最高溫度與外界氣溫之差，預計超過25℃的混凝土，均可稱為大體積混凝土。大體積混凝土施工中出現(xiàn)的溫度裂縫嚴重影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，并且溫度變化對結(jié)構(gòu)的應力狀態(tài)具有顯著的、不容忽視的影響。因此，研究并預防大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)具有非常重要的現(xiàn)實意義。一、裂縫產(chǎn)生的原因1、收縮裂縫：6混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。混凝土的逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會產(chǎn)生很大的收縮應力，如果產(chǎn)生的

3、收縮應力超過當時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫，比較常見的有干燥收縮和溫度收縮。自身收縮與干縮一樣，是由于水的遷移而引起。水泥水化時消耗水分造成凝膠孔的液面下降，使混凝土體的相對濕度降低，體積減小。水灰比的變化對干燥收縮和自身收縮的影響正相反，即當混凝土的水灰比降低時干燥收縮減小，而自身收縮增大。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就會使應力增大，所以現(xiàn)今許多斷面尺寸雖不很大，且水灰比也不算小的混凝土，也需要考慮溫度收縮和自身收縮疊加的影響。還有塑性收縮，

4、在水泥活性大、混凝土溫度較高，或者水灰比較低的條件下也會加劇引起開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時得到補充，這時混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現(xiàn)分布不規(guī)則的裂縫。出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進一步加快，于是裂縫迅速擴展。所以在上述情況下混凝土澆注后需要及早覆蓋。2、溫差裂縫6混凝土內(nèi)部和外部的溫差過大會產(chǎn)生裂縫。溫差裂縫的主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑，澆

5、筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不容易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而混凝土表面土則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力。此時，混凝土齡期短，抗拉強度很低。當溫差產(chǎn)生的表面抗拉應力超過混凝土極限抗拉強度，則會在混凝土的表面產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土施工，由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應力。此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，溫差產(chǎn)生的表面拉應力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫

6、。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天(升溫階段)?；炷两禍仉A段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時收縮。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會產(chǎn)生很大的拉應力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。3、安定性裂縫6安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。二、防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的措施1、嚴格控制混凝土原材料的質(zhì)量和技術(shù)標準，選用低水化熱水泥，粗細骨料的含泥量應盡量減少(1～1.5%以下)。優(yōu)選混凝土各種原材料即在選擇大體積

7、混凝土用水泥時，在條件許可的情況下，應優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。因為這種水泥在水化膨脹期(1～5d)可產(chǎn)生一定的預壓應力，而在水化后期預壓應力可部分抵消溫度徐變應力，減少混凝土內(nèi)的拉應力，提高混凝土的抗裂能力。為此，水泥熟料中的堿含量應低且適宜，熟料中MgO含量在3.0%～5.0%，這種熟料比例的水泥具有長期穩(wěn)定的微膨脹抗裂性能。骨料在大體積混凝土中所占比例一般為混凝土絕對體積的80%～83%，因此，在選擇骨料時，應選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料。砂除滿足骨料規(guī)范要求外，

8、應適當放寬石粉或細粉含量，這樣不僅有利于提高混凝土的工作性，而且可提高混凝土的密實性、耐久性和抗裂性。有研究表明，砂子中石粉比例一般在15%～18%之間為宜。6粉煤灰只要細度與水泥顆粒相當，燒失量小，含硫量和含堿量低，需水量比小，均可摻用在混凝土中使用。混凝土中摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降