大体积混凝土结构裂缝施工控制措施

大体积混凝土结构裂缝施工控制措大体积混凝土结构裂缝施工控制措 施施 一 概述一 概述 美国混凝土学会的定义 任何现浇混凝土 其尺寸达到必 须解决水化热及随之引起的体积变形问题 即最大限度减少开 裂影响的 即称为大体积混凝土 日本建筑学会的标准的定义是 结构断面最小尺寸在 80cm 以上 水化热引起混凝土内的最高温度和外界气温之差 预计 超过 25 的混凝土 称为大体积混凝土 我国有的规范认为 当基础边长大于 20 米 厚度大于 1 米 体积大于 400 立方米时称为大体积混凝土 大体积混凝土结构的截面尺寸较大 裂缝一般在混凝土浇 注短期内形成 此时设计荷载尚未作用于结构上 因此由外荷 载引起裂缝的可能性很小 但由于水泥的水化作用是放热反应 大体积混凝土自身又具有一定的保温性能 因此其内部温升幅 度较其表层的温升幅度要大得多 而在混凝土升温峰值过后的 降温过程中 内部降温速度又比其表层慢得多 在这些过程中 混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界约束的作用 而在混凝土内产生的温度应力 是相当复杂的 一旦温度应力 超过混凝土所能承受的拉力极限值时 混凝土就会出现裂缝 本文着重介绍大体积混凝土施工裂缝控制 二 裂缝产生的原因二 裂缝产生的原因 大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的 各类 裂缝产生的主要影响因素如下 1 水泥水化热的影响 水泥水化过程中要产生一定的热量 是大体积混凝土内部 热量的主要来源 由于大体积混凝土截面厚度大 水化热聚集 不易散失 引起急剧升温 由于混凝土导热性能较差 浇注初 期混凝土的弹性模量和强度都很低 对水化热急剧升温引起变 形约束不大 温度应力也就较小 随着混凝土龄期增长 弹性 模量和强度相应提高 对混凝土降温收缩变形的约束愈来愈强 即产生温度应力 当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力 时 便开始产生温度裂缝 2 混凝土收缩的影响 混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩 混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形 受到外部约束时 将在混凝土中产生拉应力 使得混凝土开裂 引起混凝土的裂 缝主要有塑性收缩 干燥收缩和温度收缩等三种 在硬化初期 主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化 后期主 要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形 3 外界气温湿度变化的影响 大体积混凝土结构在施工期间 外界气温的变化对预防大 体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响 混凝土内部温度是由 浇筑温度 水化热的绝热温升和结构散热温度等各种温度叠加 之和组成 浇筑温度与外界气温有着直接关系 外界气温愈高 混凝土的浇筑温度也就会愈高 如果外界温度降低则又会增加 大体积混凝土的内外温度梯度 如果外界温度的下降过快 会 造成很大的温度应力 极其容易引发混凝土的开裂 另外外界 的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响 外界的湿度降低会加 速混凝土的干缩 也会导致混凝土裂缝的产生 4 其他因素的影响 建筑物基础的不均匀沉降也会产生裂缝 这种裂缝会随着 基础沉降而不断的增大 待地基下沉稳定后 将不会变化 混 凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝 一般是混凝土配 合比中 粗骨料级配不连续 数量不够 砂率及水灰比不当所 造成的裂缝 水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反 应也会产生裂缝 三 防止产生裂缝的措施三 防止产生裂缝的措施 大体积混凝土的裂缝破坏了结构的整体性 耐久性 防水 性 危害严重 必须加以控制 大体积开裂主要是水化热使混 凝土温度升高引起的 所以采用适当措施控制混凝土温度升高 和温度变化速度 在一定范围内 就可避免出现裂缝 这些措 施包含了混凝土施工的全过程 包括选择混凝土组成材料 施 工安排 浇筑前后降低混凝土的措施和养护保温等 1 优选混凝土各种原材料 1 1 水泥的选择 大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释 放了大量的热量 因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热 或者中热的矿渣硅酸盐水泥 火山灰水泥或硫酸盐水泥 并尽 量降低混凝土中的水泥用量 以降低混凝土的温升 提高混凝 土硬化后的体积稳定性 1 2 骨料的选择 在选择粗骨料时 可根据施工条件 尽量选用粒径较大 质量优良 级配良好的石子 既可以减少用水量 也可以相应 减少水泥用量 还可以减小混凝土的收缩和泌水现象 在选择细骨料时 采用平均粒径较大的中粗砂 从而降低 混凝土的干缩 减少水化热量 对混凝土的裂缝控制有重要作 用 1 3 掺加外加剂 掺加适量的减水剂 它可有效地增加混凝土的流动性 且 能提高水泥水化率 增强混凝土的强度 从而可降低水化热 同时可明显延缓水化热释放速度 2 混凝土浇筑过程控制措施 2 1 控制混凝土入模温度 入模温度的高低 与出机温度密切相关 另外还与运输工 具 运距 转运次数 施工气候等有关 在温度较高的情况下进行施工 可以在施工现场对堆在露 天的砂石用布覆盖 以减少阳光对其的辐射 同时对浇筑前的 砂石用冷水降温 在搅拌过程中向混凝土中添加凉水 如果是在冬季进行施工 因为要防止早期混凝土被冻问题 在浇筑混凝土以前还应该对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽 预热 对原材料应视气温高低进行加热 2 2 严格控制混凝土的浇筑速度 一次浇注的混凝土不可 过高 过厚 以保证混凝土温度均匀上升 保证振捣密实 严 格控制振捣时间 移动距离和插入深度 严防漏振 2 3 砼温度控制 监测与养护 1 温度控制 监测 为降低大体积混凝土的水化热 在混凝土的内部通入冷却 循环水 采用循环法保温养护 以便加快混凝土内部的热量散 发 为能够较准确地测量出砼内部温度 在砼中预埋测温管 用水银温度计测温 上下层温差控制在 15 20 之内 根据各测 点的温度 可及时绘制出混凝土内部温度变化曲线 对照混凝 土理论计算值 分析存在的问题 及时采取相应的技术措施 3 砼养护 砼养护是大体积砼施工中一项十分关键的工作 主要是保 持适宜的温度和湿度 以便控制混凝土的内外温差 促进砼强 度的正常发展及防止裂缝的产生和发展 从砼浇筑完成到终凝这段时间的养护对砼而言十分重要 混凝土浇筑完毕后 在其顶面及时加以覆盖 要求覆盖严密 并经常检查覆盖保湿效果 其主要作用有二 一是蓄水保温 防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度骤变 二是 保持内外温差的稳定 2 4 健全施工组织管理 在制订技术措施和质量控