建設(shè)工程大體積混凝土材料型裂縫控制

1、<p>　　建設(shè)工程大體積混凝土材料型裂縫控制</p><p>　　【摘要】本文主要分析了大體積混凝土材料型裂縫的種類以及所帶來的危害，并針對(duì)引起大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因相應(yīng)的提出了控制手段和方法。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】大體積混凝土 材料型裂縫 溫度 施工工藝 控制 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： &

2、lt;/p><p>　　隨著近年來國(guó)民經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市建設(shè)中大型現(xiàn)代化構(gòu)筑物的不斷增多，大體積混凝土已成為大型設(shè)施或構(gòu)筑物主體的重要組成部分。所謂大體積混凝土，顧名思義，一般理解為尺寸較大的混凝土?！洞篌w積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009中定義大體積混凝土為混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸大于或等于1m，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，即

3、稱為大體積混凝土。 </p><p>　　一、大體積混凝土材料型裂縫的種類 </p><p>　　大體積混凝土中的材料型裂縫，是一種非受力的變形變化，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的塑形收縮所引起的。 </p><p>　　溫度應(yīng)力引起的裂縫 </p><p>　　溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因是由溫差造成的。溫差產(chǎn)生的時(shí)段，可分為以下三種： </p

4、><p>　　1.1混凝土澆筑初期 </p><p>　　混凝土澆筑初期，膠凝材料水化產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，使得混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差。 </p><p>　　1.2混凝土強(qiáng)度成型期 </p><p>　　混凝土內(nèi)部熱量是通過表面向外散發(fā)的，降溫

5、階段混凝土溫度場(chǎng)的分布就是中心溫度高、表面溫度低的狀態(tài)。在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)約束，和邊界條件混凝土的外約束產(chǎn)生拉應(yīng)力。這種由內(nèi)部溫差帶來的溫度應(yīng)力的變化十分復(fù)雜，很容易在混凝土中產(chǎn)生裂縫。 </p><p>　　1.3混凝土拆模階段 </p><p>　　由于水化熱的作用，拆除模板前的混凝土溫度一般高于當(dāng)時(shí)的環(huán)境氣溫。拆除模板后，混凝土直接與溫度較低的空氣接觸，造成表面溫度急劇下降，在

6、混凝土表面將產(chǎn)生相當(dāng)大的拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。 </p><p>　　塑形收縮引起的裂縫 </p><p>　　大體積混凝土在使用的水泥活性大、混凝土溫度高，或在水灰比較低的條件下會(huì)加劇引起開裂。因?yàn)檫@時(shí)混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充，這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點(diǎn)拉力，混凝土的表面應(yīng)力就會(huì)出現(xiàn)分布不均勻，隨之出現(xiàn)裂縫。 </p><

7、p>　　二、大體積混凝土材料型裂縫的危害 </p><p>　　材料型裂縫因?yàn)槠涫且环N非受力的變形變化，而且發(fā)展比較緩慢，往往會(huì)被忽視而造成嚴(yán)重后果。大體積混凝土早期裂縫在以上各種階段和因素的作用下，很容易發(fā)展成具有破壞性的貫穿裂縫和深層裂縫。貫穿裂縫和深層裂縫會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性，改變混凝土的受力條件，使得局部甚至整體結(jié)構(gòu)有發(fā)生破壞的可能，嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量和運(yùn)行安全。因此，在施工過程中控制材料型裂縫的產(chǎn)

8、生，對(duì)于日常的生產(chǎn)生活具有重大的意義。 </p><p>　　三、大體積混凝土材料型裂縫的控制 </p><p>　　根據(jù)之前的分析，材料型裂縫主要是由溫差和收縮引起的。所以，為了控制裂縫的產(chǎn)生，就要最大限度的降低溫差、減小混凝土的收縮。 </p><p>　　從原材料的組成上來控制： </p><p><b>　　水泥 </

9、b></p><p>　　水泥的水化熱是礦物成分與細(xì)度的函數(shù)，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調(diào)整水泥的細(xì)度模數(shù)。試驗(yàn)表明水泥中鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高的，水化熱較高。因此在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細(xì)度適當(dāng)減小，因?yàn)樗嗟募?xì)度會(huì)影響水化熱的放熱速率，試驗(yàn)表明比表面積每增加100cm2/g，1d的水化熱增加17J/g～21 J/g

10、，7d和20d均增加4J/g～12 J/g。 </p><p>　　1.2、摻加粉煤灰 </p><p>　　為了減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們可以把部分水泥用粉煤灰代替，摻入粉煤灰主要有以下作用： </p><p>　　1.2.1、由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二鋁含量17%～35%，這些硅鋁氧化物能夠與水泥

11、的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng)，是其活性的來源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹。 </p><p>　　1.2.2、由于粉煤灰顆粒較細(xì)，能夠參加二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增加，在混凝土中分散更加均勻。 </p><p>　　1.2.3、同時(shí)，粉煤灰的火山灰反應(yīng)進(jìn)一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的細(xì)化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應(yīng)的收

12、縮值也更少。 </p><p><b>　　1.3、骨料 </b></p><p>　　1.3.1、粗骨料 </p><p>　　在允許的范圍內(nèi)，盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑。因?yàn)榇止橇狭皆酱?，?jí)配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有積極作用。 </p><p

13、>　　1.3.2、細(xì)骨料 </p><p>　　宜采用級(jí)配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因?yàn)槠淇紫堵市。偙砻娣e小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴(yán)重，因此細(xì)骨料盡量用干凈的中粗砂。 </p><p>　　1.4、加入外加劑 </p><p>　　加入外加劑

14、后能減小混凝土收縮開裂的機(jī)會(huì)，不同的外加劑對(duì)混凝土收縮開裂性能有著不同的影響。 </p><p>　　1.4.1、減水劑 </p><p>　　減水劑的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度或在保持混凝土一定強(qiáng)度時(shí)減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對(duì)防止開裂是十分有利的。 </p><p>　　1.4.2、緩凝劑 </p>&

15、lt;p>　　緩凝劑的作用延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，由于混凝土的強(qiáng)度會(huì)隨齡期的增長(zhǎng)而增大，所以等放熱峰值出現(xiàn)時(shí)，混凝土強(qiáng)度也增大了，從而減小裂縫出現(xiàn)的機(jī)率。 </p><p>　　1.4.3、引氣劑 </p><p>　　引氣劑在混凝土的應(yīng)用對(duì)改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大了混凝土的抗裂性能。 </p><p>　

16、　采用合理的施工工藝來控制 </p><p>　　2.1、混凝土的拌制 </p><p>　　2.1.1、在混凝土拌制過程中，要嚴(yán)格控制原材料計(jì)量準(zhǔn)確，同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)坍落度。目前建設(shè)工程中商品混凝土的應(yīng)用比較普遍，這就要求對(duì)于到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土坍落度要求更高。 </p><p>　　2.1.2、要盡量降低混凝土拌合物出機(jī)口溫度，拌合物可采取送冷風(fēng)對(duì)拌和物進(jìn)行冷

17、卻或是在高溫天氣加冰拌合，一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。 </p><p>　　2.2、混凝土澆筑、拆模 </p><p>　　2.2.1、混凝土澆筑過程質(zhì)量控制 </p><p>　　澆注過程中振搗時(shí)間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實(shí)、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水

18、振搗，同時(shí)要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。 </p><p>　　2.2.2、澆筑時(shí)間控制 </p><p>　　盡量避開在太陽(yáng)輻射較高的時(shí)間澆注，若由于工程需要在夏天進(jìn)行施工，則需避開中午高溫時(shí)段，澆筑安排在夜間進(jìn)行。 </p><p>　　2.2.3、混凝土拆模時(shí)間控制 </p><p>　

19、　混凝土在實(shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內(nèi)，預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。 </p><p>　　2.3、表面隔熱保護(hù) </p><p>　　混凝土澆筑后，由于內(nèi)部較表面散熱快，會(huì)形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，但是這種拉應(yīng)力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。但是如果此時(shí)受到冷空氣的襲擊

20、，或者過分通風(fēng)散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，所以在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護(hù)。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當(dāng)日平均氣溫在2～3d內(nèi)連續(xù)下降不小于6～8℃時(shí)，28d齡期內(nèi)混凝土表面必須進(jìn)行保護(hù)。 </p><p><b>　　2.4、養(yǎng)護(hù) </b></p><p>　　混凝土澆注完畢后，應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)以保持混凝土表面

21、經(jīng)常濕潤(rùn)，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發(fā)生，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定增長(zhǎng)。一般在澆注完畢后12～18h內(nèi)立即開始養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d或設(shè)計(jì)齡期。 </p><p><b>　　2.5、通水冷卻 </b></p><p>　　若是在高溫季節(jié)施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但注意，通水時(shí)間不能過長(zhǎng)，因?yàn)闀r(shí)間過長(zhǎng)會(huì)造成降溫幅度過大而引

22、起較大的溫度應(yīng)力。為了削減內(nèi)外溫差，還應(yīng)在夏末秋初進(jìn)行中期通水冷卻，中期通水一般采用河水，通水歷時(shí)兩個(gè)月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達(dá)到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結(jié)合的方案。 </p><p>　　綜上所述，大體積混凝土材料型裂縫產(chǎn)生的主要原因是溫度和后期保護(hù)。只有從原材料的選擇、配制、拌合、養(yǎng)護(hù)等方面綜合考慮，才能控制混凝土不出現(xiàn)或少出現(xiàn)裂縫，從而保證結(jié)構(gòu)正常的安全性和使用性。建筑工程從業(yè)

23、者一定要認(rèn)識(shí)到大體積混凝土裂縫預(yù)防控制的重要性，科學(xué)分析、合理選材、提高現(xiàn)場(chǎng)施工過程中的技術(shù)水平，以實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　?。?］劉彥宏．大體積混凝土施工裂縫的防治及溫差控制．建筑科學(xué)．2000 </p><p>　?。?］高友良、賀侯平、趙燕莉．大體積混凝土裂縫的