浅析大体积混凝土裂缝成因及防控措施

 
时间日期:2009-5-4        已被阅读次:[1736]
 
广东省六建集团有限企业 陈智广

  [摘 要] 在大中型混凝土结构中,大体积混凝土由于材料和施工技术原因容易出现裂缝,对
       构件的整体性、抗震性、抗渗性影响较大,修补困难,甚至要报废。本文就大体积
       混凝土裂缝产生的原因和控制及补救措施浅谈几点看法。
  [关键词] 大体积混凝土 裂缝 收缩 温升

  一、大体积混凝土裂缝成因及分类
  大体积混凝土由于水泥用量大,混凝土凝结硬化时大量水泥水化热释放,使结构内外产生较大的温度变化和收缩,由此形成的温度收缩应力当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,导致大体积混凝土裂缝产生。
  目前,学术界把大体积混凝土定义为:由水化热而引起可能产生裂缝的构件混凝土。
  1.表面裂缝
  大体积混浇筑后,凝结过程中水泥水化热大量放出,聚积在内部的水泥水化热又不易散发,其内部温度显著升高;而混凝土表面则散热较快,这就形成了较大的内外温差和较大的表面收缩,从而使混凝土表面产生裂缝。
  2.贯穿裂缝
  大体积混凝土硬化过程中,内部结构会产生很大的收缩应力(拉应力),总体收缩产生拉力大于混凝土对钢筋的握裹力,在应力积聚处开裂释放拉力,以达到暂时平衡,混凝土整个截止面产生贯穿裂缝,贯穿性裂缝与有害介质接触后,严重影响混凝土的耐久性,成为危害较大的结构性裂缝。
  二、控制裂缝的方法
  1.“放”
  减小大体积混凝土内部相互制约,即用设置永久性伸缩缝的方法,将超长的现浇结构分为若干段,以期释放大部分变形,减小约束力。其缺点是加大建筑物防水的困难和增加其他构造措施。
  我国相关规范规定:现浇剪力墙结构、现浇框架结构,处于室内条件下的伸缩缝间距分别为45m和55m,地下室壁墙等类结构为30 m。
  2.“抗”
  采取措施加大对被约束体的约束,加密配筋,提高混凝土致密性,提高混凝土抗拉强度等,降低温升速率以抵抗温度收缩变形和降低应力,改善构件截面,避免构件截面大变化。
  3.“养”
  采取科学养护的方法,对大体积混凝土的构件,应尽可能降低温低速度,前期的保养十分重要。当外部气温低时,构件表面应考虑加热升温。保湿保温是必要的。
   三、温度控制和防裂技术措施
  控制大体积混凝土裂缝的开展,应着重从控制混凝土较低温升,延缓混凝土温降速率,减少混凝土收缩,提高混凝土限拉伸值,改善约束程度和增加设计构造等方面采取一列综合技术措施。
  1.控制混凝土温升
  (1)科学设计混凝土配合比,降低水泥在胶结材料中的比例,提高矿物粉含量,以降低水化热。(2)外掺剂:在混凝土中掺用复合型缓凝外加剂,降低混凝土前期温升,改善混凝土和易性与可泵性,延长缓凝时间。
  (3)粗细骨料选择:采用自然连续级配的粗骨料,并保证容积率占有80%,优先选用料径5~40 mm 、含泥量<1%、符合筛分曲线要求,针状和片状颗粒含量<15%(重量比)的粗骨料。
  细骨料以中粗砂为宜,含泥量<2%,砂率应在40~45%之间并应尽量降低。
  (4)控制新鲜混凝土的出机温度和入仓温度,如砂石堆场设置简易遮阳棚及必要时喷水降温;混凝土加冰搅拌;防高温防暴晒施工等。对大体积混凝土,应采用薄等层水平浇筑工艺,使其成形前散失一定温度,避免出现浆料局部集中。
  2. 延缓混凝土降温速率
  混凝土保湿、保温养护。大体积混凝土浇筑后,为了减少升温阶段的内外温差,给予正当的保温养护和潮湿养护很重要。保湿养护可防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝,使水泥顺利进行水化,提高混凝土的极限拉伸值;保温养护可使混凝土的水化热降温速率延缓,减小结构内外温差,防止产生过大的温度应力和产生温度裂缝。
  3. 设计构造上的改善
  在构件截面变化较大的部位应设置滑动层,改变收缩应力方向在结构应力集中的部位,宜加抗裂钢筋,作出局部加强处理,在必须分段施工的水平施工缝部位增设暗梁,防止裂缝开展等。
  4. 施工监测
  为了解决大体积混凝土水化造成不同深度处温度场的变化规律,随时监测混凝土内部温度情况,以便有效地采取相应技术措施确保工程质量,采用在混凝土不同部位埋设温度传感器,用混凝土温度监测仪,进行施工全过程的跟踪和监测。
     
 
 
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