建設工程大體積混凝土材料型裂縫控制

1、<p>　　建設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，并針對引起大體積混凝土裂縫產生的原因相應的提出了控制手段和方法。 </p><p>　　【關鍵詞】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：TU375 文獻標識碼：A 文章編號： &

2、lt;/p><p>　　隨著近年來國民經(jīng)濟和基礎建設的快速發(fā)展，建筑規(guī)模的不斷擴大，城市建設中大型現(xiàn)代化構筑物的不斷增多，大體積混凝土已成為大型設施或構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。《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009中定義大體積混凝土為混凝土結構物實體最小尺寸大于或等于1m，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土，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，主要是由溫度應力和混凝土的塑形收縮所引起的。 </p><p>　　溫度應力引起的裂縫 </p><p>　　溫度裂縫產生的主要原因是由溫差造成的。溫差產生的時段，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，膠凝材料水化產生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導體，水化熱積聚在混凝土內部不易散發(fā)，使得混凝土內部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內外溫差。 </p><p>　　1.2混凝土強度成型期 </p><p>　　混凝土內部熱量是通過表面向外散發(fā)的，降溫

5、階段混凝土溫度場的分布就是中心溫度高、表面溫度低的狀態(tài)。在混凝土內部產生較大的內約束，和邊界條件混凝土的外約束產生拉應力。這種由內部溫差帶來的溫度應力的變化十分復雜，很容易在混凝土中產生裂縫。 </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時的環(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、混凝土表面將產生相當大的拉應力，從而導致裂縫的產生。 </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加劇引起開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時得到補充，這時混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點拉力，混凝土的表面應力就會出現(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>　　材料型裂縫因為其是一種非受力的變形變化，而且發(fā)展比較緩慢，往往會被忽視而造成嚴重后果。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破壞結構的整體性，改變混凝土的受力條件，使得局部甚至整體結構有發(fā)生破壞的可能，嚴重影響建筑物的質量和運行安全。因此，在施工過程中控制材料型裂縫的產

8、生，對于日常的生產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整水泥的細度模數(shù)。試驗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，要盡量使水泥的細度適當減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱速率，試驗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、的水化產物進行二次反應，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，能夠參加二次反應的界面相應增加，在混凝土中分散更加均勻。 </p><p>　　1.2.3、同時，粉煤灰的火山灰反應進一步改善了混凝土內部的孔結構，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結構進一步的細化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應的收

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，盡量擴大粗骨料的粒徑。因為粗骨料粒徑越大，級配越好，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，對防止裂縫的產生有積極作用。 </p><p

13、>　　1.3.2、細骨料 </p><p>　　宜采用級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因為其孔隙率小，總表面積小，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，裂縫就越嚴重，因此細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會，不同的外加劑對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，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對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)的時間，由于混凝土的強度會隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值出現(xiàn)時，混凝土強度也增大了，從而減小裂縫出現(xiàn)的機率。 </p><p>　　1.4.3、引氣劑 </p><p>　　引氣劑在混凝土的應用對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，要嚴格控制原材料計量準確，同時嚴格控制混凝土出機坍落度。目前建設工程中商品混凝土的應用比較普遍，這就要求對于到達現(xiàn)場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口溫度，拌合物可采取送冷風對拌和物進行冷

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、混凝土澆筑過程質量控制 </p><p>　　澆注過程中振搗時間應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、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，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密。避免縱向施工縫、提高結構整體性和抗剪性能。 </p><p>　　2.2.2、澆筑時間控制 </p><p>　　盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏天進行施工，則需避開中午高溫時段，澆筑安排在夜間進行。 </p><p>　　2.2.3、混凝土拆模時間控制 </p><p>　

19、　混凝土在實際溫度養(yǎng)護的條件下，強度達到設計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內，預計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 </p><p>　　混凝土澆筑后，由于內部較表面散熱快，會形成內外溫差，表面收縮受內部約束產生拉應力，但是這種拉應力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強度而產生裂縫。但是如果此時受到冷空氣的襲擊

20、，或者過分通風散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導致裂縫的產生，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。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當日平均氣溫在2～3d內連續(xù)下降不小于6～8℃時，28d齡期內混凝土表面必須進行保護。 </p><p><b>　　2.4、養(yǎng)護 </b></p><p>　　混凝土澆注完畢后，應及時灑水養(yǎng)護以保持混凝土表面

21、經(jīng)常濕潤，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發(fā)生，促進混凝土強度的穩(wěn)定增長。一般在澆注完畢后12～18h內立即開始養(yǎng)護，連續(xù)養(yǎng)護時間不少于28d或設計齡期。 </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，通水時間不能過長，因為時間過長會造成降溫幅度過大而引

22、起較大的溫度應力。為了削減內外溫差，還應在夏末秋初進行中期通水冷卻，中期通水一般采用河水，通水歷時兩個月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結合的方案。 </p><p>　　綜上所述，大體積混凝土材料型裂縫產生的主要原因是溫度和后期保護。只有從原材料的選擇、配制、拌合、養(yǎng)護等方面綜合考慮，才能控制混凝土不出現(xiàn)或少出現(xiàn)裂縫，從而保證結構正常的安全性和使用性。建筑工程從業(yè)

23、者一定要認識到大體積混凝土裂縫預防控制的重要性，科學分析、合理選材、提高現(xiàn)場施工過程中的技術水平，以實現(xiàn)最大的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　［1］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．2000 </p><p>　?。?］高友良、賀侯平、趙燕莉．大體積混凝土裂縫的