大体积混凝土防裂缝措施_secret.doc

大体积混凝土防裂缝关键词：大体积混凝土 裂缝 措施摘要：混凝土的应用在建设工程中无处不在，大体积混凝土一般都应用在工程重要的部位，我们必须保证其施工质量合格，不出任何纰漏，一旦大体积混凝土出现较大裂缝，对工程的损失是相当严重的。大体积水泥混凝土裂缝的控制较为复杂，大体积混凝土的防裂控制技术研究十分必要。1引言 目前，混凝土仍向着轻质、高强、多功能的方向发展。大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热，形成较大的内外温差，当温差超过25时，混凝土内部的温度应力有可能超过混凝土的极限抗拉强度从而产生温度裂缝，同时混凝土降温阶段如果降温过快，由于厚板收缩，又受到强大的摩阻力，可能导致收缩贯穿裂缝。可见，温度是导致大体积混凝土裂缝产生的主要原因。 2大体积混凝土的概念 大体积混凝土是指，其规格尺寸，要求必须采取措施，妥善处理温差的变化，正确合理地减少或消除变形变化引起的应力，且必须把裂缝开展控制到最小程度的现浇混凝土。我国一般的建设工程规范认为，当基础边长大于20m，厚度大于1m，体积大于400m3时称大体积混凝土；有的则认为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大，导致裂缝的混凝土为大体积混凝土。 3大体积混凝土的主要分类 大体积混凝土按照种类主要分为不含钢筋的素混凝土、含钢筋的钢筋混凝土或掺入钢纤维的钢纤维混凝土；按照要求的性能主要分为干硬性混凝土、低流态混凝土、高流态混凝土和常态混凝土等。4大体积混凝土裂缝的主要分类 （1）温度裂缝 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。（2）干缩裂缝 混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分和用量、粗细集料的性质和用量等有关。（3）塑性收缩裂缝 此种裂缝多呈中间宽、两端细，且长短不一，互不连贯状态。常发生在混凝土板或面积较大的墙面上，较短的裂缝一般长25cm左右，较长的裂缝可达3m，宽14mm。（4）沉陷裂缝 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。地质的原因多由勘察设计部门工作疏漏，施工单位又未引起重视而造成。5 引起大体积混凝土产生裂缝的主要因素51温度与收缩裂缝产生的机理1. 大体积混凝土收缩的组成a) 大体积混凝土收缩是由自生收缩、碳化收缩、塑性收缩、干缩、温度收缩组成的。b) 干缩：混凝土内多余水分蒸发引起的体积收缩。c) 温度收缩：由于混凝土温度下降引起的收缩。2. 外约束与内约束a) 外约束：即一个结构的变形受到其他结构的阻碍。b) 内约束：当结构截面较厚时，其内部温度分布不均匀，引起各质点变形的相互约束。3. 表面裂缝与贯穿裂缝a) 表面裂缝：大体积混凝土在硬化过程释放大量水化热，使基础中部产生较高温度，而混凝土表面和边界受气温影响，温度较低，这样形成较大内外温差，在混凝土内部产生压应力，在混凝土表面产生拉应力（称内约束应力），当此拉应力超过混凝土抗拉强度时，便会产生表面裂缝。该裂缝多发生在混凝土升温阶段。b) 贯穿裂缝：当大体积混凝土降温产生的收缩和混凝土自身收缩受到地基或基础约束时，在截面中产生拉应力（称外约束应力），当此拉应力超过混凝土的抗拉强度时，便会产生贯穿裂缝。该裂缝多发生在混凝土降温阶段。4. 由此可见，混凝土的开裂与原材料、配合比、结构尺寸、配筋、约束程度、养护条件等多种因素有关。52原材料和配合比对大体积混凝土抗裂性能的影响1. 水泥品种a) 在常用标号下，采用不同品种的水泥对混凝土极限拉伸值的影响不大。b) 水泥品种对混凝土干缩影响较大，一般情况下，C3A含量大，细度较小的水泥干缩较大。2. 水灰比a) 混凝土抗拉强度，极限拉伸值均随着水灰比的减小而提高，混凝土收缩则随着水灰比的减小而减小，显然，在满足混凝土施工要求的前提下，减小水灰比对大体积混凝土抗裂是有利的。3. 骨料a) 尽可能采用粒径较大，级配良好的高强度花岗岩、玄武岩等作为骨料对抗裂有利。4. 外加剂a) 在混凝土中掺加外加剂，能改善混凝土和易性，在水泥用量不变的情况下，能减少用水量，提高混凝土强度。在水灰比不变 的情况下，能减少水泥用量，降低温升，延缓水化热放热速率，对抗裂有利。5. 粉煤灰a) 在大体积混凝土中掺加粉煤灰能起到改善混凝土和易性，降低水灰比，即减少用水量，提高混凝土密实度，减少混凝土干缩的作用。b) 掺加粉煤灰能降低水泥用量，降低混凝土绝热温升值，延缓水化热放热速率。c) 掺加粉煤灰，一方面可减少混凝土的 绝热温升和收缩，但另一方面，将降低混凝土的早期抗拉强度或极限拉伸。53配筋对大体积混凝土抗裂性能的影响1. 关于配筋对大体积混凝土抗裂性能的影响，一方面配置构造筋对提高混凝土极限拉伸和抗裂能力是有利的，同时它也能起到控制裂缝开展，减少裂缝宽度的作用。另一方面，配筋也将会增加一定程度的收缩应力，过大的配筋率将会导致较大的收缩应力，从而产生裂缝。因此，合理的配筋尤为重要。总的来说，在合理配筋的前提下，它提高极限拉伸和约束裂缝开展的优点大于增加收缩应力缺点。2. 合理配筋是指：a) 配筋率不能过大，较为合理的配筋率应为0.3%0.5%；b) 应采用小直径（1016mm),小间距的形式（约100150），且不宜采用光圆钢筋。3. 由于池壁、地下室侧墙等露天薄壁结构对环境湿度及养护条件极为敏感，其相应的收缩比大块式基础要大。在混凝土早龄期容易因干缩产生表面裂缝，从而削弱了截面并在随后的温度应力作用下产生应力集中，导致表面裂缝往深处发展，诱发贯穿性裂缝。因此，对薄壁结构的配筋要求要严格，并注意保湿养护，尽可能避免表面裂缝的出现。54龄期及养护对大体积混凝土抗裂性能的影响1. 龄期的影响a) 根据资料，混凝土任意龄期t与28天龄期的抗拉强度的关系为：a) ft0.8f28(t)2/32. 养护条件的影响a) 养护条件的影响包括湿度及温度两方面，良好的保湿能显著增加混凝土的抗拉强度及极限拉伸。养护温度的升高能提高混凝土的早期强度，但对后期强度有不利影响。因此，在控制内外温差的前提下，在升温阶段应尽可能适当放热，一方面可以降低混凝土温升峰值，另一方面又可防止影响后期强度。6大体积混凝土裂缝的控制技术 大体积混凝土裂缝控制应采取综合措施，这一工作包括了：设计构造措施、原材料方面采取措施、及施工方面采取措施。61设计构造措施设计构造措施是多方面的，可以有如下措施：（1）利用混凝土后期强度（2）设置滑动层，减少约束应力（3）设置缓冲层（4）避免应力集中（5）增设暗梁（6）合理配筋（7）合理设置施工缝（8）“放”“抗”结合的方法（9）合理制定温控指标62在原材料方面采取技术措施1合理选择水泥品种a) 选用C3S及C3A含量低的中、低热水泥。施工中易优先选用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤粉硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。2合理选用骨料a)在满足施工要求的情况下，尽量选用粒径较大、级配良好的石子，以减少用水量和水泥用量、混凝土的收缩和泌水性。粗骨料中的针、片状颗粒按重量计应不大于15%。b) 掺加块石。在无筋或少筋的大块混凝土中，可掺入不超过混凝土体积的25%的大块石，以减少水泥用量，降低水化热。c) 细骨料以中、粗砂为宜。d) 严格控制砂、石的含泥量。石子控制在小于1%，黄砂控制在小于2%。3.合理选用外掺料a)在混凝土中加入适量的外加剂，可以改善混凝土的特性，减少水泥用量，减少混凝土的温升。同时可降低水化热释放的速度，延缓温度峰值出现的时间。b)混凝土中掺入一定量的粉煤灰不仅能改善混凝土特性，而且能代替部分水泥，减少水化热。但应注意掺加粉煤灰后混凝土早期强度有所降低。c)采用UEA补偿收缩混凝土：在混凝土内掺水泥用量10%12%的U型混凝土膨胀剂，以实现超长结构的无缝施工。63施工方面采取措施1. 控制混凝土出机温度和浇筑温度a) 为了降低混凝土的总温升，减少内外温差，控制混凝土出机温度和浇筑温度是一个很重要的措施。对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度，砂次之，水泥的影响较小。因此，具体施工中可采取加冰拌和，砂石料遮阳覆盖，送管道用草袋包裹洒水降温等技术措施。2. 预埋水管，降低最高温升a) 冷却水管大多采用直径为25mm的薄壁钢管，按照中心距1.53.0m交错排列,水管上下间距一般也为1.53.0m，并通过立管相连接。3. 改进混凝土搅拌和振捣工艺a) 即采用二次投料和二次振捣的新工艺，提高混凝土的强度。4. 合理选择混凝土浇筑方案a) 大体积混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或分段分层踏步式推进的浇筑方法。一般情况下，应尽量采用分层连续浇筑。对于工程量较大，浇筑面积也大，一次连续浇筑层厚度不大，且浇筑能力不足时的混凝土工程，宜采用分段分层踏步式推进的浇筑方法。5. 混凝土的泌水处理a) 应采取在侧模留设孔洞等措施将浇筑混凝土过程中形成的泌水排出坑外。6 混凝土的表面处理a)先用长刮尺刮平，在初凝前用铁滚筒碾压数遍，再用木蟹打磨压实，以闭合收水裂缝。7.加强混凝土的养护混凝土养护要把握三个环节。即：保证湿度、调控温度、控制养护期限。要注意以下细节：a养护要及时。在混凝土浇筑过程中，为减少混凝土表面曝晒时间，防止混凝土表面水分蒸发，可用塑料薄膜等不吸水的材料，一边浇筑、一边覆盖，待初凝抹面收浆后，再正式进入养护工序；b如采用人工洒水、喷淋养护，混凝土表面可用土工布、麻袋、棉毡等吸水材料覆盖（包裹）严实，不露边露角、洒水喷淋的间隔时间要短。覆盖物内外自始自终要保持水分，防止干湿循环。c如采用养护剂保湿养护，养护剂应符合水泥混凝土养护剂标准。在使用以前，要结合工程实际，进行喷涂试验，检测养护剂的成膜时间、成膜厚度、涂膜与混凝土的粘结力及涂膜保水性等项目。混凝土表面收浆抹面后（或脱模后），要立即在潮湿的混凝土表面上，按照产品说明书的使用方法进行喷涂。d如采用混凝土表面包裹塑料薄膜保湿养护，塑料薄膜应具有一定的抗裂、抗拉强度，与柔韧性。混凝土脱模后，应先在混凝土表面洒水湿润，立即包裹严实，塑料薄膜要紧贴混凝土表面，不漏缝、不透风。e在养护期间，要密切注意大气与混凝土表面的温度变化。当气温低于5时，应覆盖保温，不可洒水养护。当气温骤然变化时，要采取保温和降温等措施。使混凝土的表面温度与大气温度之差不得超过15。大体积混凝土施工时，要制定周密的温控方案，作好温控测试。保证混凝土的内外温差控制在设计要求范围之内；f根据不同的气象、气温条件与不同的结构特征，高性能混凝土的养护期限一般应控制在1428天之内。在此养护期间内，要采用保温（冬季）隔热（夏季）的养护措施。保证混凝土的养护湿度满足要求，使混凝土的水化顺利进行。g混凝土的养护要有专人负责。在养护期限内，要及时巡视检查，发现问题，及时解决。注意细节，作好记录，全面落实养护措施。8.温度监测a)大体积混凝土保温保湿养护中，应对混凝土的内表温度，顶面及底面温度，室外温度进行监