大體積混凝土裂縫控制技術(shù)

1、<p>　　大體積混凝土裂縫控制技術(shù)</p><p>　　【摘 要】本文根據(jù)北同蒲取直線(xiàn)工程DK157+788.03跨京原鐵路特大橋的施工實(shí)踐，從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面對(duì)墩臺(tái)施工進(jìn)行了比選，并重點(diǎn)介紹了大體積混凝土的施工技術(shù)。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫控制；冷卻管；溫度收縮效應(yīng)；配合比設(shè)計(jì) </p><p>　　混凝土結(jié)

2、構(gòu)物的裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指那些肉眼看不見(jiàn)的裂縫，主要有三種：一是骨料與水泥石粘合面上的裂縫，稱(chēng)為粘著裂縫；二是水泥石中自身的裂縫，稱(chēng)為水泥石裂縫；三是骨料本身的裂縫，稱(chēng)為骨料裂縫。微觀裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是不規(guī)則、不貫通的。反之，肉眼看得見(jiàn)的裂縫稱(chēng)為宏觀裂縫，這類(lèi)裂縫的范圍一般不小于0.05mm。宏觀裂縫是微觀裂縫擴(kuò)展而來(lái)的。在混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫是絕對(duì)存在的，只是應(yīng)將其控制在符合規(guī)范要求范圍內(nèi)，以不致發(fā)展到有害裂

3、縫，因此了解大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及采取合理施工技術(shù)措施來(lái)控制微觀裂縫發(fā)展成為宏觀裂縫，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的施工具有重要的意義。 </p><p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　?。?）概述。DK157+788.03跨京原鐵路特大橋?yàn)殡p線(xiàn)橋，線(xiàn)間距4.4m～5.12m，各橋墩線(xiàn)間距24m，32m不等，位于-2.8‰～12.7‰坡道及R=2800的曲

4、線(xiàn)上。（2）工程地質(zhì)及水文。地質(zhì)及水文情況：濕陷性黃土層，2m以?xún)?nèi)具有濕陷性，新黃土，黃褐色，具有垂直節(jié)理及大孔隙。6m以?xún)?nèi)無(wú)水。 </p><p>　　二、大體積混凝土裂縫成因分析 </p><p>　　（1）溫度效應(yīng)。大體積混凝土澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不容易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而混凝土表面土則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混

5、凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，此時(shí)，混凝齡期短，抗拉強(qiáng)度很低。（2）收縮效應(yīng)?；炷脸醅F(xiàn)裂紋的時(shí)間可以作為判斷裂紋原因的參考：塑性收縮裂紋大約在澆筑后幾小時(shí)到十幾小時(shí)出現(xiàn)；溫度收縮裂紋大約在澆筑后2d到10d出現(xiàn)；自收縮主要發(fā)生在混凝土凝結(jié)硬化后的幾天到幾十天；干燥收縮裂紋出現(xiàn)在接近1年齡期內(nèi)。一是干燥收縮：當(dāng)混凝土在不飽和空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干縮，高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低，故干縮率也低。二是

6、塑性收縮：塑性收縮發(fā)生在混凝土硬化前的塑性階段。高強(qiáng)混凝土的水膠比低，自由水分少，礦物細(xì)摻合料對(duì)水有更高的敏感性，高強(qiáng)混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以高強(qiáng)混凝土塑性收縮比普通混凝土更容易產(chǎn)生。三是自收縮：密閉的混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度隨水泥水化的進(jìn)展而降低，稱(chēng)為自干燥。自干燥造成毛細(xì)孔中的水分不飽和而產(chǎn)生負(fù)壓，因而引起混凝土的自收縮。高強(qiáng)混凝土由于水膠比低，早期強(qiáng)度較快的發(fā)</p><p>　　三、大體積混凝土控制

7、溫度收縮裂縫的技術(shù)措施 </p><p>　?。?）大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)。第一，混凝土用原材料的選擇。一是選用中低水化熱的水泥：選用鼎新水泥廠(chǎng)生產(chǎn)的 </p><p>　　P.O42.5R粉煤灰水泥，該水泥屬于低水化熱品種的水泥。二是提高水泥標(biāo)號(hào)以減少水泥用量。三是在選擇骨料時(shí)，應(yīng)選擇線(xiàn)膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無(wú)弱包裹層、級(jí)配良好的骨料。四是砂除滿(mǎn)足骨料規(guī)范要求外，應(yīng)適當(dāng)放寬石

8、粉或細(xì)粉含量，這樣不僅有利于提高混凝土的工作性，而且可提高混凝土的密實(shí)性、耐久性和抗裂性。砂子中石粉比例一般在15%～18%之間為宜。五是高效減水劑的使用對(duì)減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、變形、耐久性等性能起著極為重要的作用，也是混凝土向高性能化發(fā)展的不可或缺的重要組分。第二，大體積混凝土配合比的設(shè)計(jì)優(yōu)化。運(yùn)用三摻技術(shù)減少單位混凝土絕對(duì)用水量和水泥用量，為減少水泥用量，降低混

9、凝土內(nèi)水化熱，混凝土中加入一定數(shù)量II級(jí)粉煤灰、減水劑和膨脹劑，改善混凝土的和易性與可泵性，延緩凝結(jié)時(shí)間，減慢水泥水化熱的釋放速度，推遲和降低混凝土體內(nèi)溫度峰值。在滿(mǎn)足可泵性及混凝土強(qiáng)度的條件下，盡可能降低砂率，減少坍落度，降低單位體積水泥用量，經(jīng)過(guò)多次試配最后確定。（2）施工過(guò)程控制。第一，循環(huán)冷卻水管的設(shè)置。由于混凝土體積大，施工過(guò)程中</p><p>　　圖1 冷卻管布置示意圖 </p>&l

10、t;p>　　第二，澆筑過(guò)程控制。一是選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開(kāi)炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷?，可?duì)骨料噴冷水霧或冷氣進(jìn)行預(yù)冷，或?qū)橇线M(jìn)行覆蓋或設(shè)置遮陽(yáng)裝置避免日光直曬，運(yùn)輸工具如具備條件也應(yīng)搭設(shè)避陽(yáng)設(shè)施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。二是加強(qiáng)測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)行信息化控制，隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以?xún)?nèi)，基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以?xún)?nèi)，及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措

11、施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過(guò)大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。第三，大體積混凝土養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應(yīng)力，夏季應(yīng)注意避免曝曬，注意保濕，冬期應(yīng)采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。 </p><p>　　大體積砼施工是一個(gè)系統(tǒng)工程，不僅要有技術(shù)措施，而且還要有組織措施和管理措施，為保證施工處于受控狀態(tài)，澆筑時(shí)應(yīng)建立由施工、監(jiān)理、甲方等多方

12、共同組成的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量保證體系機(jī)構(gòu)，對(duì)保證混凝土的澆筑質(zhì)量和連續(xù)施工有很好的作用；后期的監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)最為關(guān)鍵，一定要在時(shí)間、人員、材料、設(shè)備予以保證。本工程現(xiàn)已竣工投產(chǎn)，除表面有一些細(xì)微裂縫外，未出現(xiàn)任何貫穿性的影響結(jié)構(gòu)的裂縫。摻加較高比例的粉煤灰以及加入一定比例的減水劑、抗裂增強(qiáng)型膨脹劑是十分必要的，不僅提高混凝土的性能，而且使大面積底板混凝土的連續(xù)施工成功，保證了施工質(zhì)量。 </p><p><b>