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1、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制 (中鐵六局呼和浩特鐵路建設(shè)公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010050)
摘要：文章從大體積混凝土結(jié)構(gòu)的特點入手，簡要說明裂縫的種類和危害后果，分析了建筑結(jié)構(gòu)中大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因，指出通過改變大體積混凝土中使用水泥的品種及用量、摻加外加料和外加劑、控制骨料質(zhì)量、優(yōu)化大體積混凝土的設(shè)計可以有效的控制裂縫的發(fā)生，重點說明了大體積混凝土施工中通過施工工藝的改變可以有效防止和控制裂縫的發(fā)生。
關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；質(zhì)量控制
中圖分類號：TU528文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1007—6921(XX)15—0105
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隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、鐵路橋梁結(jié)構(gòu)等，大體積混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越多。
1大體積混凝土簡述
大體積混凝土的定義，目前世界各國解釋不盡一致，日本建筑學(xué)會定義為：“結(jié)構(gòu)最小斷面尺寸在80cm以上，同時水化熱引起的混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計超過25℃的混凝土，稱之為大體積混凝土?！痹K聯(lián)規(guī)范規(guī)定：“夏期施工時，澆筑表面系數(shù)大于3的結(jié)構(gòu)物，混凝土拌合物從攪拌站運出時的溫度應(yīng)不超過30℃～35℃?！豹?
我國在《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T5
3、5)中對大體積混凝土解釋為：混凝土結(jié)構(gòu)物中實體最小尺寸不小于或等于1m，或易引起裂縫的混凝土。美國混凝土學(xué)會規(guī)定為：任何就地澆筑的大體積混凝土，必須采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂。
目前，國內(nèi)外對機械荷載引起的開裂問題研究得較為透徹。而對溫度荷載引起得有關(guān)裂縫的研究尚不充分。應(yīng)對此加以重視，防止危害結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生。另外對于大體積混凝土內(nèi)溫度應(yīng)力與裂縫控制也多集中在水利工程中的大壩、高層建筑的深基礎(chǔ)底板。而對于鐵路橋梁中大體積混凝土的裂縫的研究并未得到足夠的重視?，F(xiàn)在此對其進行分析，以探討裂縫出現(xiàn)的原因及控制措施。
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4、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
2.1大體積混凝土結(jié)構(gòu)通常具有以下特點
混凝土是脆性材料，抗拉強度只有抗壓強度的1／10左右。大體積混凝土的斷面尺寸較大，由于水泥的水化熱會使混凝土內(nèi)部溫度急劇上升；以及在以后的降溫過程中，在一定的約束條件下會產(chǎn)生相當(dāng)大的拉應(yīng)力。大體積混凝土結(jié)構(gòu)中通常只在表面配置少量鋼筋，或者不配鋼筋。因此，拉應(yīng)力要由混凝土本身來承擔(dān)。
大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性
5、是較嚴(yán)重的；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。出現(xiàn)裂縫并不是絕對影響結(jié)構(gòu)安全，它都有一個最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.3mm；處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.2mm。
對于地下或半地下結(jié)構(gòu)，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當(dāng)裂縫寬度在0.1～0.2mm時，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過一段時間后，裂縫可以自愈。如超過0.2～0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應(yīng)盡量避免超過0.3mm貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結(jié)構(gòu)的使用，
6、必須進行化學(xué)灌漿加固處理。
大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi)，一般不會影響結(jié)構(gòu)的強度，但卻對結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。
2.2產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面
2.2.1水泥水化熱的影響?yīng)?
水泥水化過程中放出大量的熱，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所
7、以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。且主要集中在澆筑后的最初3～5天左右，一般每克水泥可以放出500J左右的熱量，如果以水泥用量350Kg/m3～550Kg/m3來計算，每立方米混凝土將放出17500KJ～27500KJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部升高(降溫管出水溫度可達(dá)70℃左右，甚至更高)。尤其對于大體積混凝土來講，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。因為混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，因此混凝土中心溫度很高，這樣就會形成溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強
8、度時混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。單位時間混凝土釋放的水泥
