道路與橋梁輔導(dǎo)：如何防止大體積混凝土的裂縫

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用功能，若不能很好地了解大體積混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的原因以及掌握應(yīng)對(duì)此類問(wèn)題的相關(guān)施工措施，那么在實(shí)際生產(chǎn)中就很難保證施工質(zhì)量。

　　一、大體積混凝土裂縫的成因

　　1.混凝土的收縮轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥標(biāo)號(hào)越低、單位體積用量越大、磨細(xì)度越大，則混凝土收縮越大，且發(fā)生收縮時(shí)間越長(zhǎng)。

　　2.水泥水化熱的影響

　　水泥水化過(guò)程中放出大量的熱量，且主要集中在澆筑后的7天左右，一般每克水泥可以放出500J左右的熱量，如果以水泥用量 350Kg/m3～550 Kg/m3來(lái)計(jì)算，每立方米混凝土將放出17500KJ～27500KJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部升高(可達(dá)70℃左右，甚至 更高)。尤其對(duì)于大體積混凝土來(lái)講，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

　　3.外界氣溫濕度變化的影響

　　混凝土具有熱 脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。 溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就愈高;如果外界溫度降低則又會(huì)增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度 梯度。如果外界溫度下降過(guò)快，會(huì)造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開(kāi)裂。另外，外界的濕度降低會(huì)加速混凝土的干縮，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

　　二、大體積混凝土裂縫的防治

　　1.大體積混凝土中水泥的品種及用量

　　大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過(guò)程中釋放了大量的熱量。對(duì)于基礎(chǔ)工程中的大體積混凝土，應(yīng)該選擇低熱或者中熱的水泥品種。而水泥釋放溫度 的大小及速度取決于水泥內(nèi)礦物成分。在大體積混凝土施工中，應(yīng)盡量使用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥。充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，以減少水泥的用量。轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　2.摻加外加料和外加劑

　　要降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內(nèi)部升溫，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫，利用粉煤灰作混凝土的摻合料是最有效的方法之一。在大體積混凝土中摻入一定量的 粉煤灰后，可以增加混凝土的密實(shí)度，提高抗?jié)B能力，改善混凝土的工作度，降低最終收縮值，減少水泥用量。外加劑可以從以下幾個(gè)方面來(lái)選擇。UFA膨脹劑， 它可以等量替換水泥。一方面保證混凝土的密實(shí)度，另一方面使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓力，以抵消混凝土中產(chǎn)生的部分拉應(yīng)力。加減水緩凝劑，并保證一定的坍落度。這 樣可以延緩水化熱的峰值期并改善混凝土的和易性，降低水灰比，以達(dá)到減少水化熱的目的。

　　3.大體積混凝土的骨料控制

　　在骨料的選擇上，應(yīng)該選取粒徑大、強(qiáng)度高、級(jí)配好的骨料。這樣可以獲得較小的空隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，減小混凝土裂縫的延展。

　　4.優(yōu)化大體積混凝土的設(shè)計(jì)

　　改善內(nèi)外溫度和其約束條件是防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的重要因素。粉煤灰使混凝土水化熱在一定程度上延緩釋放，對(duì)大體積混凝土的溫度控制較為有效，同時(shí) 增加了混凝土的和易性，促進(jìn)了混凝土的后期強(qiáng)度，施工也較為方便。在滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，盡量減少水泥用量，降低水化熱。摻加緩凝型減水劑，能有 效延緩水化熱的釋放時(shí)間，減少混凝土內(nèi)部水化熱峰值并減小溫度應(yīng)力，避免出現(xiàn)冷接縫的可能。使用混凝土外加劑摻量5%，能有效補(bǔ)償混凝土干縮，并在一定程 度上補(bǔ)償混凝土冷縮，減小混凝土應(yīng)力，同時(shí)可有效改變混凝內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)，增加密實(shí)度，提高混凝土抗?jié)B、抗裂能力。

　　5.溫度控制

　　防止地下室尤其是底板裂縫的產(chǎn)生，主要應(yīng)從降低溫度應(yīng)力，提高混凝土早期強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度著手。熱應(yīng)力的控制手段主要是控制混凝土的內(nèi)外溫差△T?！鱐=Tp+Tr-Tf式中：Tp是起始澆筑溫度;Tr是水泥水化溫升;Tf是天然或人工冷卻后澆筑塊的穩(wěn)定溫度。

　　在溫度較高的情況下進(jìn)行施工，一定要注意降低混凝土澆筑時(shí)的溫度?？梢栽谑┕がF(xiàn)場(chǎng)對(duì)堆在露天的砂石用布覆蓋，以減少陽(yáng)光對(duì)其的輻射，同時(shí)對(duì)澆筑前的砂石 用冷水降溫。在攪拌過(guò)程中向混凝土中添加冰水。在混凝土的內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水，采用循環(huán)法保溫養(yǎng)護(hù)，以便加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。

　　6.加強(qiáng)施工技術(shù)與養(yǎng)護(hù)施工時(shí)插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護(hù)

　　由于鋼筋是熱的良導(dǎo)體，易產(chǎn)生大的溫度梯度，這是裂縫產(chǎn)生的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。同時(shí)加強(qiáng)初凝前的抹壓，以消除初期裂縫，并加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，提高砼抗拉強(qiáng)度。砼 澆筑后，應(yīng)盡快回填土，土是砼最好的養(yǎng)護(hù)材料之一。采用蓄水法保溫養(yǎng)護(hù)，在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水，以便加快承臺(tái)內(nèi)部熱量的散發(fā)。如采用內(nèi)散外蓄 綜合養(yǎng)護(hù)措施，可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期，對(duì)于超厚大體積混凝土施工尤其適用。

　　7.加強(qiáng)檢、測(cè)的技術(shù)管理轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　加強(qiáng)原材料的檢驗(yàn)、試驗(yàn)工作。施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工，明確分工，責(zé)任到人。加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)測(cè)工作，定時(shí)檢查并做好詳細(xì)記錄，認(rèn)真對(duì)待澆筑過(guò)程中可能出現(xiàn)的冷縫，并采取措施加以杜絕。在變截面施工前，一定要加強(qiáng)預(yù)測(cè)，并保證預(yù)測(cè)的科學(xué)性。

　　綜上所述，雖然大體積混凝土很容易產(chǎn)生裂縫，但是大量的科學(xué)研究以及成功的工程實(shí)例都表明：只要我們?cè)谠O(shè)計(jì)、施工工藝、材料選擇以及后期的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中能夠充分考慮各種因素的影響，還是可以避免產(chǎn)生危害結(jié)構(gòu)的裂縫。

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用功能，若不能很好地了解大體積混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的原因以及掌握應(yīng)對(duì)此類問(wèn)題的相關(guān)施工措施，那么在實(shí)際生產(chǎn)中就很難保證施工質(zhì)量。

　　一、大體積混凝土裂縫的成因

　　1.混凝土的收縮

　　礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥標(biāo)號(hào)越低、單位體積用量越大、磨細(xì)度越大，則混凝土收縮越大，且發(fā)生收縮時(shí)間越長(zhǎng)。

　　2.水泥水化熱的影響

　　水泥水化過(guò)程中放出大量的熱量，且主要集中在澆筑后的7天左右，一般每克水泥可以放出500J左右的熱量，如果以水泥用量 350Kg/m3～550 Kg/m3來(lái)計(jì)算，每立方米混凝土將放出17500KJ～27500KJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部升高(可達(dá)70℃左右，甚至 更高)。尤其對(duì)于大體積混凝土來(lái)講，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

　　3.外界氣溫濕度變化的影響

　　混凝土具有熱 脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。 溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就愈高;如果外界溫度降低則又會(huì)增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度 梯度。如果外界溫度下降過(guò)快，會(huì)造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開(kāi)裂。另外，外界的濕度降低會(huì)加速混凝土的干縮，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

　　二、大體積混凝土裂縫的防治

　　1.大體積混凝土中水泥的品種及用量

　　大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過(guò)程中釋放了大量的熱量。對(duì)于基礎(chǔ)工程中的大體積混凝土，應(yīng)該選擇低熱或者中熱的水泥品種。而水泥釋放溫度 的大小及速度取決于水泥內(nèi)礦物成分。在大體積混凝土施工中，應(yīng)盡量使用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥。充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，以減少水泥的用量。

　　2.摻加外加料和外加劑

　　要降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內(nèi)部升溫，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫，利用粉煤灰作混凝土的摻合料是最有效的方法之一。在大體積混凝土中摻入一定量的 粉煤灰后，可以增加混凝土的密實(shí)度，提高抗?jié)B能力，改善混凝土的工作度，降低最終收縮值，減少水泥用量。外加劑可以從以下幾個(gè)方面來(lái)選擇。UFA膨脹劑， 它可以等量替換水泥。一方面保證混凝土的密實(shí)度，另一方面使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓力，以抵消混凝土中產(chǎn)生的部分拉應(yīng)力。加減水緩凝劑，并保證一定的坍落度。這 樣可以延緩水化熱的峰值期并改善混凝土的和易性，降低水灰比，以達(dá)到減少水化熱的目的。

　　3.大體積混凝土的骨料控制

　　在骨料的選擇上，應(yīng)該選取粒徑大、強(qiáng)度高、級(jí)配好的骨料。這樣可以獲得較小的空隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，減小混凝土裂縫的延展。

　　4.優(yōu)化大體積混凝土的設(shè)計(jì)

　　改善內(nèi)外溫度和其約束條件是防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的重要因素。粉煤灰使混凝土水化熱在一定程度上延緩釋放，對(duì)大體積混凝土的溫度控制較為有效，同時(shí) 增加了混凝土的和易性，促進(jìn)了混凝土的后期強(qiáng)度，施工也較為方便。在滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，盡量減少水泥用量，降低水化熱。摻加緩凝型減水劑，能有 效延緩水化熱的釋放時(shí)間，減少混凝土內(nèi)部水化熱峰值并減小溫度應(yīng)力，避免出現(xiàn)冷接縫的可能。使用混凝土外加劑摻量5%，能有效補(bǔ)償混凝土干縮，并在一定程 度上補(bǔ)償混凝土冷縮，減小混凝土應(yīng)力，同時(shí)可有效改變混凝內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)，增加密實(shí)度，提高混凝土抗?jié)B、抗裂能力。

　　5.溫度控制

　　防止地下室尤其是底板裂縫的產(chǎn)生，主要應(yīng)從降低溫度應(yīng)力，提高混凝土早期強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度著手。熱應(yīng)力的控制手段主要是控制混凝土的內(nèi)外溫差△T?！鱐=Tp+Tr-Tf式中：Tp是起始澆筑溫度;Tr是水泥水化溫升;Tf是天然或人工冷卻后澆筑塊的穩(wěn)定溫度。

　　在溫度較高的情況下進(jìn)行施工，一定要注意降低混凝土澆筑時(shí)的溫度?？梢栽谑┕がF(xiàn)場(chǎng)對(duì)堆在露天的砂石用布覆蓋，以減少陽(yáng)光對(duì)其的輻射，同時(shí)對(duì)澆筑前的砂石 用冷水降溫。在攪拌過(guò)程中向混凝土中添加冰水。在混凝土的內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水，采用循環(huán)法保溫養(yǎng)護(hù)，以便加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。

　　6.加強(qiáng)施工技術(shù)與養(yǎng)護(hù)施工時(shí)插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護(hù)

　　由于鋼筋是熱的良導(dǎo)體，易產(chǎn)生大的溫度梯度，這是裂縫產(chǎn)生的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。同時(shí)加強(qiáng)初凝前的抹壓，以消除初期裂縫，并加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，提高砼抗拉強(qiáng)度。砼 澆筑后，應(yīng)盡快回填土，土是砼最好的養(yǎng)護(hù)材料之一。采用蓄水法保溫養(yǎng)護(hù)，在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水，以便加快承臺(tái)內(nèi)部熱量的散發(fā)。如采用內(nèi)散外蓄 綜合養(yǎng)護(hù)措施，可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期，對(duì)于超厚大體積混凝土施工尤其適用。

　　7.加強(qiáng)檢、測(cè)的技術(shù)管理

　　加強(qiáng)原材料的檢驗(yàn)、試驗(yàn)工作。施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工，明確分工，責(zé)任到人。加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)測(cè)工作，定時(shí)檢查并做好詳細(xì)記錄，認(rèn)真對(duì)待澆筑過(guò)程中可能出現(xiàn)的冷縫，并采取措施加以杜絕。在變截面施工前，一定要加強(qiáng)預(yù)測(cè)，并保證預(yù)測(cè)的科學(xué)性。

　　綜上所述，雖然大體積混凝土很容易產(chǎn)生裂縫，但是大量的科學(xué)研究以及成功的工程實(shí)例都表明：只要我們?cè)谠O(shè)計(jì)、施工工藝、材料選擇以及后期的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中能夠充分考慮各種因素的影響，還是可以避免產(chǎn)生危害結(jié)構(gòu)的裂縫。