大体积混凝土施工

大体积混凝土的裂缝产生的可能原因与预防措施关键词词：大体积积混凝土；；裂缝；收收缩；安定定性；裂缝缝控制摘要：大体体积积混凝土土开裂裂后，其其性能能与原状状混凝凝土性能能相差差很大，尤尤其其是对耐耐久性性(渗透性)的影响更更大大，而混混凝土土渗透反反过来来又会加加速和和促使混混凝土土的进一一步恶恶化，严严重影影响结构构的长长期安全全和耐耐久运行行。而而裂缝大大多又又是在早早期产产生的，因因此此，探讨讨裂缝缝产生的的原因因和防止止裂缝缝的出现现就显显得格外外重要要。通过过对大大体积混混凝土土裂缝产产生的的原因和和类型型的论述述，从从各个环环节提提出了预预防裂裂缝的综综合措措施。1.1大体积积积混凝土土裂缝缝的可能能原因因1.1.1裂裂裂缝的类类型和和形成原原因大体积混凝土土土墩台身身或基基础等结结构裂裂缝的发发生是是由多种种因素素引起的的。各各类裂缝缝产生生的主要要影响响因素如如下：：1.1.1.111收缩裂裂缝缝：混凝土的收收收缩引起起收缩缩裂缝。收收缩缩的主要要影响响因素是是混凝凝土中的的用水水量和水水泥用用量，混混凝土土中的用用水量量和水泥泥用量量越高，混混凝凝土的收收缩就就越大。选用水泥品种的的的不同，干干缩缩、收缩缩的量量也不同同。收收缩量较较小的的水泥为为中低低热水泥泥和粉粉煤灰水水泥。混凝土的逐逐逐渐散热热和硬硬化过程程引起起的收缩缩，会会产生很很大的的收缩应应力，如如果产生生的收收缩应力力超过过当时的的混凝凝土极限限抗拉拉强度，就就会会在混凝凝土中中产生收收缩裂裂缝。人们对对对收缩给给予了了很大的的关注注，但引引人关关注的并并不是是收缩本本身，而而是由于于它会会引起开开裂。混混凝土的的收缩缩现象有有好几几种，比比较熟熟悉的是是干燥燥收缩和和温度度收缩，这这里里着重介介绍的的是自身身收缩缩，还顺顺便提提及塑性性收缩缩问题。自身收缩缩缩与干缩缩一样样，是由由于水水的迁移移而引引起。但但它不不是由于于水向向外蒸发发散失失，而是是因为为水泥水水化时时消耗水水分造造成凝胶胶孔的的液面下下降，形形成弯月月面，产产生所谓谓的自自干燥作作用，混混凝土体体的相相对湿度度降低低，体积积减小小。水灰灰比的的变化对对干燥燥收缩和和自身身收缩的的影响响正相反反，即即当混凝凝土的的水灰比比降低低时干燥燥收缩缩减小，而而自自身收缩缩增大大。如当当水灰灰比大于0.5时，其自自干干燥作用用和自自身收缩缩与干干缩相比比小得得可以忽忽略不不计；但但是当当水灰比比小于于0.35时，体内内相相对湿度度会很很快降低低到80%以下，自自身身收缩与与干缩缩则接近近各占占一半。自身收缩缩缩中发生生于混混凝土拌拌合后后的初龄龄期，因因为在这这以后后，由于于体内内的自干干燥作作用，相相对湿湿度降低低，水水化就基基本上上终止了了。换换句话说说，在在模板拆拆除之之前，混混凝土土的自身身收缩缩大部分分已经经产生，甚甚至至已经完完成，而而不像干干燥收收缩，除除了未未覆盖且且暴露露面很大大的地地面以外外，许许多构件件的干干缩都发发生在在拆模以以后，因因此只要要覆盖盖了表面面，就就认为混混凝土土不发生生干缩缩。在大体积混凝土土土里，即即使水水灰比并并不低低，自身身收缩缩量值也也不大大，但是是它与与温度收收缩叠叠加到一一起，就就要使应应力增增大，所所以在在水工大大坝施施工时早早就将将自身收收缩作作为一项项性能能指标进进行测测定和考考虑。现现今许多多断面面尺寸虽虽不很很大，且且水灰灰比也不不算小小的混凝凝土，如如上所述述，已已“达到必须须解解决水化化热及及随之引引起的的体积变变形问问题，以以最大大限度减减少开开裂影响”，因而也也需需要像大大坝一一样，需需要考考虑将温温度收收缩和自自身收收缩叠加加的影影响，况况且在在这些结结构里里，两者者的发发展速率率均要要比大坝坝混凝凝土中快快得多多，因此此也激激烈得多多。还有塑性性性收缩，在在水水泥活性性大、混混凝土温温度较较高，或或者水水灰比较较低的的条件下下也会会加剧引引起开开裂。因因为这这时混凝凝土的的泌水明明显减减少，表表面蒸蒸发的水水分不不能及时时得到到补充，这这时时混凝土土尚处处于塑性性状态态，稍微微受到到一点拉拉力，混混凝土的的表面面就会出出现分分布不规规则的的裂缝。出出现现裂缝以以后，混混凝土体体内的的水分蒸蒸发进进一步加加快，于于是裂缝缝迅速速扩展。所所以以在上述述情况况下混凝凝土浇浇注后需需要及及早覆盖盖。1.1.1.222温差裂裂缝混凝土内部部部和外部部的温温差过大大会产产生裂缝缝。温温差裂缝缝的主主要影响响因素素是水泥泥水化化热引起起的混混凝土内内部和和混凝土土表面面的温差差过大大。特别别是大大体积混混凝土土更易发发生此此类裂缝缝。大体积混凝凝凝土结构构一般般要求一一次性性整体浇浇筑，浇浇筑后，水水泥泥因水化化引起起水化热热，由由于混凝凝土体体积大，聚聚集集在内部部的水水泥水化化热不不容易散散发，混混凝土内内部温温度将显显著升升高，而而混凝凝土表面面土则则散热较较快，形形成了较较大的的温度差差，使使混凝土土内部部产生压压应力力，表面面产生生拉应力力，此此时，混混凝龄龄期短，抗抗拉拉强度很很低。当当温差产产生的的表面抗抗拉应应力超过过混凝凝土极限限抗拉拉强度，则则会会在混凝凝土的的表面产产生裂裂缝。大体积混混混凝土施施工，由由于混凝凝土内内部与表表面散散热速率率不一一样，在在其表表面形成成较大大的温度度梯度度，从而而引起起较大的的表面面拉应力力。同同时，此此时混混凝土的的龄期期很短，抗抗拉拉强度很很低，温温差产生生的表表面拉应应力，超超过此时时的混混凝土极极限抗抗拉强度度，就就会在混混凝土土表面产产生表表面裂缝缝。此此种裂缝缝一般般产生在在混凝凝土浇筑筑后的的第3天(升温阶段)。混凝土土降降温阶段段，由由于逐渐渐降温温而产生生收缩缩，再加加上混混凝土硬硬化过过程中，由由于于混凝土土内部部拌合水水的水水化和蒸蒸发以以及胶质质体的的胶凝等等作用用，促使使混凝凝土硬化化时收收缩。这这两种种收缩由由于受受到基底底或结结构本身身的约约束，也也会产产生很大大的拉拉应力，直直至至出现收收缩裂裂缝。1.1.1.333安定性性裂裂缝安定性裂缝缝缝表现为为龟裂裂，主要要是因因水泥安安定性性不合格格而引引起的。2.1裂缝的的的防治措措施2.1.1设设设计措施施1)精精心心设计混凝凝凝土配合合比混凝土土土配合比比设计计时，在在保证证混凝土土具有有良好工工作性性的情况况下，应应尽可能能的降降低混凝凝土的的单位用用水量量，采用“三低（低低砂砂率、低低坍落落度、低低水胶胶比）二二掺（掺掺高效减减水剂剂和高性性能引引气剂）一一高高（高粉粉煤灰灰掺量）”的设计准准则则，生产产出“高强、高高韧韧性、中中弹、低低热和高高极拉拉值”的抗裂混混凝凝土。2)增增增配构造造筋提提高抗裂裂性能能，配筋筋应采采用小直直径、小小间距。全全截截面的配配筋率率应在0.3～0.5%之间。3)避免结结构突变变产生生应力集集中，在在易产生生应力力集中的的薄弱弱环节采采取加加强措施施。4)在易裂裂的边缘缘部位位设置暗暗梁，提提高该部部位的的配筋率率，提提高混凝凝土的的极限拉拉伸。5)在结构构设计中中应充充分考虑虑施工工时的气气候特特征，合合理设设置后浇浇缝，在在正常施施工条条件下，后后浇浇缝间距20～30m，保留时时间间一般不不小于于60天。如不不能能预测施施工时时的具体体条件件，也可可临时时根据具具体情情况作设设计变变更。2.1.2施施施工措施施1)严格控控制混凝凝土原原材料的的的质质量和技技术标标准，选选用低低水化热热水泥泥，粗细细骨料料的含泥泥量应应尽量减减少(1～1.5%以下)。.1.1优优选混凝土土土各种原原材料料在选择择择大体积积混凝凝土用水水泥时时，在条条件许许可的情情况下下，应优优先选选用收缩缩性小小的或具具有微微膨胀性性的水水泥。因因为这这种水泥泥在水水化膨胀胀期（1～5d）可产生生一一定的预预压应应力，而而在水水化后期期预压压应力可可部分分抵消温温度徐徐变应力力，减减少混凝凝土内内的拉应应力，提提高混凝凝土的的抗裂能能力。为为此，水水泥熟熟料中的的碱含含量应低低且适适宜【3】，熟料料中MgO含量在3.0%～5.0%，石膏与C3A的比值尽尽量量大些，C3A、C3S和C2S含量应分分别别控制在5.0%以内、50.00%左右和20.00%左右，这这种种熟料比比例的的水泥具具有长长期稳定定的微微膨胀抗抗裂性性能【2】。骨料在在在大体积积混凝凝土中所所占比比例一般般为混混凝土绝绝对体体积的80%～83%，因此，在在在选择骨骨料时时，应选选择线线膨胀系系数小小、岩石石弹模模较低、表表面面清洁无无弱包包裹层、级级配配良好的的骨料料。砂除满满满足骨料料规范范要求外外，应应适当放放宽石石粉或细细粉含含量，这这样不不仅有利利于提提高混凝凝土的的工作性性，而而且可提提高混混凝土的的密实实性、耐耐久性性和抗裂裂性。有有研究表表明，砂砂子中石石粉比比例一般般在15%～18%之间为宜宜。粉煤灰灰灰只要细细度与与水泥颗颗粒相相当，烧烧失量量小，含含硫量量和含碱碱量低低，需水水量比比小，均均可掺掺用在混混凝土土中使用用。混混凝土中中掺用用粉煤灰灰后，可可提高混混凝土土的抗渗渗性、耐耐久性，减减少少收缩，降降低低胶凝材材料体体系的水水化热热，提高高混凝凝土的抗抗拉强强度，抑抑制碱碱骨料反反应，减减少新拌拌混凝凝土的泌泌水等等。这些些诸多多好处均均将有有利于提提高混混凝土的的抗裂裂性能。高效减减减水剂和和引气气剂复合合使用用对减少少大体体积混凝凝土单单位用水水量和和胶凝材材料用用量，改改善新新拌混凝凝土的的工作度度，提提高硬化化混凝凝土的力力学、热热学、变变形、耐耐久性等等性能能起着极极为重重要的作作用，也也是混凝凝土向向高性能能化发发展的不不可或或缺的重重要组组分。2)细细细致分析析混凝凝土集料料的配配比，控控制混混凝土的的水灰灰比，减减少混混凝土的的坍落落度，合合理掺掺加塑化化剂和和减少剂剂。3)采采采用综合合措施施，控制制混凝凝土初始始温度度混凝土土土温度和和温度度变化对对混凝凝土裂缝缝是极极其敏感感的。当当混凝土土从零零应力温温度T2降低到混混凝凝土开裂裂的温温度Tt时，t时刻的混混凝凝土拉应应力σt超过了t时刻的混混凝凝土极限限拉应应力σtu。因此，通通通过降低低混凝凝土内的的水化化热温度(主要通过过掺掺用高效效减水水剂减少少用水水，减少少胶凝凝材料，多多掺掺粉煤灰灰和矿矿物掺和和料)和混凝土土初初始温度(通过骨料料水水冷和风风冷降降温、加加冰和和加冷却却水拌拌和、各各生产产环节加加强保保温以免免冷量量损失等等措施施，降低低混凝凝土初始始温度度)，减少和和避避免裂缝缝风险险。人工控控控制混凝凝土温温度的措措施(如：体内内埋埋设冷却却水管管和风管管、表表面洒水水冷却却、表面面保温温材料保保护)主要是针针对对后期而而言，对对早期因因热原原因引起起的裂裂缝是无无助的的。比如如表面面保温材材料保保护可以以减少少内外温温差，但但不可避避免的的招致混混凝土土体内温温度T1很高，从从受受约束而而导致致贯穿裂裂缝的的角度看看，是是一个潜潜在恶恶化裂缝缝的条条件。因因为体体内热量量迟早早是要散散发掉掉的。另另外人人工控制制混凝凝土温度度还需需注意的的问题题是防止“过速冷却”和“超冷”，过速冷冷却却不仅会会使混混凝土温温度梯梯度过大大，而而且早期期的过过速超冷冷会影影响水泥—胶体体系系的的水化程程度和和早期强强度，更更易产生生早期期热裂缝缝。超超冷会使使混凝凝土温差差过大大，引起起温差差裂缝浇筑时间尽尽尽量安排排在夜夜间，最最大限限度降低低混凝凝土的初初凝温温度。白白天施施工时要要求在在沙、石石堆场场搭设简简易遮遮阳装置置，或或用湿麻麻袋覆覆盖，必必要时时向骨料料喷冷冷水。混混凝土土泵送时时，在在水平及及垂直直泵管上上加盖盖草袋，并并喷喷冷水。4)根据工工程特点点，可可以利用用混凝凝土后期期强度度，这样样