[摘 要] 大体积
混凝土硬化时由于要释放出大量的水化热,将导致混凝土内部温度过高,经常出现很多裂缝,是工程实践中存在的常见问题。本文几个方面来分析大体积混凝土结构出现裂缝的原因,并讨论了相应的技术措施。
[关键词] 大体积混凝土 裂缝 技术措施
随着我国建筑市场的快速 发展 ,大型建筑工程也变得越来越多,特别是在一些大坝、桥梁以及高层建筑的基础工程中混凝土的消耗量很大,同时会出现大体积混凝土(混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1m的部位所用的混凝土称为大体积混凝土),而大体积混凝土硬化时要释放出大量的水化热,使混凝土内部温度过高,经常出现很多裂缝。这些裂缝必然会影响到结构的整体性和耐久性,所以减少大体积混凝土的裂缝显得至关重要。
一、裂缝产生的原因
1.内外温差的影响
由于大体积混凝土浇筑后,水泥水化会在其内部产生大量的热量,而其热量不易散发,使混凝土内部温度升高,而其外露表面热量易散发,就必然会造成混凝土内部与表面的温差过大,这样就会产生温度应力和温度变形。会使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。混凝土越厚,水泥用量越大,内部温度愈高。而且温差越大,其温度应力也越大。如温差产生的表面拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度,就会在其表面产生裂缝。
同时,如果在混凝土施工阶段气温下降较大的话,会使混凝土内外温差增大,形成较大的温度应力,使大体积混凝土表面出现裂缝。
2.约束条件的影响
浇筑大体积混凝土时,其内部产生的水化热会使混凝土的温度升高,由此产生的变形可能会受到已有结构或模板的约束,从而产生约束应力。在混凝土浇筑完成后,温度的上升会使混凝土产生的膨胀变形,周边的约束会使其内部产生压应力。而当混凝土水化反应减慢,温度下降时,又会在其内部产生拉应力,当其超过混凝土的当时的抗拉强度时,其内部会出现垂直裂缝。
3.混凝土的收缩变形
在施工中, 大体积混凝土因收缩变形也会引起的裂缝,水泥的量、混凝土配合比、外加剂与施工工艺、养护条件等都是影响混凝土收缩的因素。
混凝土塑性收缩裂缝发生在降温阶段,硬化之前, 混凝土的体积随温度不断减小而产生收缩,同时混凝土的硬化过程也混凝土内部胶质体的胶凝过程,这样使大体积混凝土产生硬化收缩。当收缩应力大于当时的混凝土极限抗拉强度,就会在混凝土中产生收缩裂缝,这种裂缝有时会成为贯穿全断面的结构性裂缝,给结构带来质量隐患。
水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多会引起混凝土产生龟裂裂缝,所以在水泥和骨料的选取时要把好质量关。
另外,在浇筑大体积混凝土时,如果使用的混凝土坍落度和外加剂不同,以及振捣的密实程度不一致,都会使混凝土产生不匀质性,形成混凝土弹性模量也不同,使混凝土在收缩变形中形成局部应力集中,产生裂缝。
二、减少混凝土裂缝的技术措施
针对大体积混凝上述的特点,分析其产生裂缝的原因,我们需要采取有效的措施来防止有害裂缝的产生,以下为常用的技术措施:
1.细致分析并合理选择混凝土的配合比,采用水化热低的水泥(如矿渣水泥),并控制好水灰比,降低水泥的用量来降低混凝土的升温值。
2.充分考虑砼的浇筑环境。气温高的季节,砼浇筑安排在温度最低时,尽量降低砼的入模温度,同时加强砼的振捣,使用二次振捣技术,利用分层板振动器振捣,提高砼的密实度,使早期出现的微裂纹愈合,提高抗裂能力。冬季施工时, 必须采用保温措施进行养护,同时可以增加混凝土中大骨料的含量(如果配合比条件允许), 这样可以减少混凝土中水泥的用量,从而起到降低水化热的目的。
降低混凝土内部的最高温度,可以采用冷却水管技术。在混凝土结构内部预埋冷却水管,通过循环冷水进行冷却。另外,放慢大体积混凝土的浇筑速度会有效降低其内部温度的上升。
3.在浇筑的混凝土中加入减水剂,这样在改善混凝土工作性能的同时,又减少了水和水泥的用量,降低混凝土的水化热。
4.在浇筑的混凝土中掺入一定量的膨胀水泥或微膨胀剂,这样使混凝土收缩得到补偿,减少混凝土的温度应力。
5.在施工过程中严格做好混凝土养护,例如采取遮阳和喷水等措施避免混凝土表层水分的损失。
三、 总结
我们根据大体积混凝土的性质,采取优化混凝土的配合比,并按照大体积混凝土施工要求,编制好施工方案,做好充分的施工准备,并且完全按照方案组织施工,同时做好混凝土的养护,同步控制好混凝土的温度,就可以控制好混凝土的有害裂缝的产生,保证大体积混凝工浇筑的施工质量。
参考 文献 :
[1]葛建华 雪 平:大体积混凝土施工的温升控制措施[j]. 交通 科技,2002,5:9～11
[2]蒋叶萍:大体积混凝土施工和质量控制[j].西部探矿工程,2002,1:27～28
[3]韩亦斌:大体积混凝土施工中的温度控制[j].施工技术,2002,8:51～52
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