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浅谈大体积混凝土的浇筑及裂缝预防措施
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简述大体积混凝土裂缝产生原因及防裂措施
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【摘要】大体积混凝土在建筑工程中的应用越来越广泛，我们必须积极加强对大体积混凝土施工质量的把关工作，实现对混凝土裂缝最大程度的防控。本文主要对大体积混凝土裂缝产生原因及防裂措施进行了简要分析。【关键词】大体积混凝土；裂缝；防治引言随着我国国民经济的发展，国家综合实力的壮大，以及工业化进程发展需要，一些大型混凝土结构物越来越多的呈现在了我们的祖国大地上，这些大型钢筋混凝土在施工中的裂缝如果处理不好会严重影响工程质量，造成许多经济、社会和环境问题。开裂问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题，裂缝一旦形成，特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，同时会可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂，是一个值得关注的问题。一、混凝土的裂缝危害大体积混凝土的裂缝产生是一个比较复杂的问题，大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是严重的，而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm；对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.2～0.3mm则渗漏水量将随着裂缝宽度的增大而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm，贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。大体积混凝土施工阶段所产生的裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但抗拉能力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。二、大体积混凝土结构的裂缝成因1、荷载原因在不同状态荷载和次应力等的影响下，大体积混凝土容易产生直接应力裂缝和次应力裂缝，尤其是大体积混凝土结构受拉、受剪、振动比较严重的位置，结构容易出现脆性破坏。通常情况下，大体积混凝土结构要求对钢筋进行合理的布置，以提高结构刚度水平，但在外界荷载因素的反复撞击和振动下，仍然可能产生结构抗拉和抗剪等能力范围之外的破坏，而结构刚度不足的大体积混凝土结构部位，就会产生荷载裂缝。2、温度原因由于混凝土具有热胀冷缩的物理特性，因此在浇筑时，水泥会发生水化热物理反应，而此时混凝土内部的温度在短时间内会快速升高，表面和内部散热能力相差太大的混凝土结构，内外部温度相差太大，混凝土结构就可能出现变形开裂。混凝土结构内部会约束混凝土变形，如果变形产生的应力超过混凝土本身的抗拉强度能力，就会出现温度裂缝。温度裂缝位于大体积混凝土结构的不同部位，有表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝几种，这些裂缝对大体积混凝土结构的危害性具有一定的差异性。3、收缩原因收缩裂缝属于大体积混凝土表面的裂缝，裂缝宽度细长、龟裂分布、没有任何分布规律，产生的主要原因是混凝土成型后，从表面到内部逐渐出现水分蒸发，外部的干缩受到内部约束，使得内部和外部的干缩程度不同，产生的拉应力引起混凝土开裂。这种收缩现象，常见于大体积混凝土结构的养护阶段，由于没有做好防风和防晒措施，降低混凝土早期强度，在桥梁腹板位置，收缩裂缝现象尤甚，严重影响大体积混凝土结构的外观和结构的耐久性。三、大体积混凝土裂缝的防控措施1、科学用料、合理调配严格控制混凝土原材料质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少（1%～1.5%以下）。优选混凝土各种原材料。在条件许可情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%～83%，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂除满足骨料规范要求外，应适当放宽石粉或细粉含量，砂子中石粉比例一般在15%～18%之间为宜。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用。高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，减少混凝土裂缝的产生。2、优化浇捣方法对大体积的混凝土进行施工时，可以选择按照浇筑的顺序和对施工段的划分来确定工程施工的结构，一般要按照这个工程项目的计划表进行工程单元的划分。对混凝土进行运输时可以采用运输车，然后到施工现场后，用汽车泵和混凝土运输的泵把混凝土运入储藏舱。如果不采用泵进行运输，施工人员可以采用吊车和脚手架进行直接的布料。大体积混凝土在浇筑时，施工人员要密切的注意天气的变化以及温度的变化，要根据最佳的气温和天气状况进行混凝土的浇筑，施工人员应该在外界气温较低的时候进行浇筑，这样就可以最大程度的降低混凝土的内部温度。在交换组工程中，施工人员应该按照同时浇捣、分层推进、一次到顶、循序渐进的规则进行。施工人员可以进行两次的振捣，这样可以保证混凝土浇筑的密实度，从而提高其大体积混凝土的施工质量。3、加强后期养护对混凝土的养护工作是建筑施工中的重要环节。养护工作对温度和湿度都有明确的要求，这样才能保证混凝土的温差不超过规定值，才能保证混凝土的强度，避免出现其裂缝等问题。施工人员要根据施工的具体需求，进行混凝土的养护工作，要尽量延长养护的时间，在拆模之后，要及时进行填土或者覆盖保护，也应该密切关注气温和天气的变化，避免混凝土受到外界气温的影响，对混凝土的温度差进行控制，这样才能对混凝土中期和早期的裂缝现象进行预防。养护过程中还应该注意对水的应用，要保证水的温度和现场混凝土的表面温度一致，这样可以避免混凝土表面产生温度差，出现表面的裂缝。对大体积混凝土进行养护，要保证其强度，更要对其内部和表面的温度进行控制，避免因为温度的变化导致的混凝土裂缝情况。温度控制主要是对浇筑温度和混凝土内部温度的调节。在对混凝土温度进行控制时，应该注意下面几点：（1）混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃。（2）混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温。（3）采用内部降温法来降低混凝土内外温差。（4）保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。（5）混凝土表层布设抗裂钢筋网片，增强混凝土的抗裂性，防止混凝土收缩时产生干裂。结束语裂缝是大体积混凝土结构中常见的一种现象，它的出现不仅降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，还会引起钢筋锈蚀、混凝土碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，在设计和施工中宜采取多种合理的技术措施，预防裂缝的出现和发展；出现混凝土裂缝后，应认真分析其成因对建筑物的影响，区别对待，采用有效的方法进行处治，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。参考文献[1]崔涛，赵赞华.浅谈大体积混凝土施工管理要点[J].科技信息，2010.[2]贾珍则.浅谈大体积混凝土裂缝成因及控制[J].中国西部科技，2010.[3]王赫男.简述大体积混凝土裂缝的产生原因及防治[J].林业科技情报，2009.欢迎您转载分享：
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作者：安全管理网　来源：安全管理网　点击：
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　　三、裂缝的防治措施?
　　1.设计措施
　　（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。
　　（2）增配构造筋，提高抗裂性能。应采用小直径、小间距的配筋方式，全截面的配筋率应在0.3～0.5%之间。
　　（3）避免结构突变产生应力集中。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
　　（4）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限抗拉强度。
　　（5）在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20～30m，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。
　　2.原材料控制措施
　　（1）尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，或利用混凝土的后期强度(90d～180d)以降低水泥用量，减少水化热(因为每加减10kg水泥，温度会相应增减1℃，水化热与水泥用量成正比)。在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。
　　（2）适当搀加粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。
　　（3）选择级配良好的骨料。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%～83%，因此在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。一般来说，可以选用粒径4mm～40mm的粗骨料，尽量采用中砂，严格控制砂、石子的含泥量(石子在1%以内，砂在2%以内)。控制水灰比在0.6以下。还可以在混凝土中掺缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热。另外还可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150mm～300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量，降低了水化热，而且石块本身也吸收了热量，使水化热能进一步降低，对控制裂缝有一定好处。
　　（4）适当选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。
　　3.施工方法控制措施
　　大体积混凝土施工时内部应适当预留一些孔道，在内部通循环冷水或冷气冷却，降温速度不应超过0.5℃～1.0℃/h。对大型设备基础可采用分块分层浇筑(每层间隔时间5d～7d)，分块厚度为1.0m～1.5m，以利于水化热散发和减少约束作用。当混凝土浇筑在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时，在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层(浇二度沥青胶撒铺5mm厚砂子或铺二毡三油)，底板高低起伏和截面突变处，做成渐变化形式，以消除或减少约束作用。此外，还应加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。尽量采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。还可根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。
　　4.温度控制措施
　　混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此，通过应降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度，减少和避免裂缝风险。
　　人工控制混凝土温度的措施对早期因热原因引起的裂缝作用不明显。比如表面保温材料保护可以减少内外温差，但不可避免地招致混凝土体内温度很高，从受约束而导致贯穿裂缝的角度看，是一个潜在恶化裂缝的条件。因为体内热量迟早是要散发掉的。另外人工控制混凝土温度还需注意的问题是防止过速冷却和超冷，过速冷却不仅会使混凝土温度梯度过大，而且早期的过速超冷会影响水泥——胶体体系的水化程度和早期强度，更易产生早期热裂缝。超冷会使混凝土温差过大，引起温差裂缝浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，可在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水。
　　四、结语
　　虽然大体积混凝土裂缝产生的原因很多，但只要严格按规范规定施工，认真积极的探索裂缝产生的原因，及早采取相应的预防措施，就能有效地控制大体积混凝土结构的裂缝.
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