谈大体积混凝土的裂缝防治

2012-08-15李奇峰王军芳

山西建筑 2012年9期

李奇峰王军芳

(1.盂县建筑市场管理中心，山西阳泉 045100;2.清华规划设计研究院建筑分院结构室，北京 100048)

0 引言

近年来，随着建筑科学技术的发展，混凝土结构以其低造价、易施工、承载力大等优点，越来越受到人们的欢迎，因此大体积混凝土日益成为构成大型设施或结构物主体的重要组成部分。而大体积混凝土在施工过程中的开裂问题也越来越成为制约大体积混凝土施工发展的一个瓶颈。

1 大体积混凝土裂缝的种类及产生原因

1.1 温度裂缝

混凝土在硬化期间短时间内放出大量水化热，内部热量释放缓慢，结构外表面热量损失较快，导致混凝土结构内外温差过大，而混凝土的外部又制约着混凝土内部的变形，这种内外制约作用使混凝土结构表面产生了拉应力，而混凝土的极限抗拉强度一旦低于该拉应力，混凝土表面就会出现裂缝。

1.2 湿度裂缝

在混凝土硬化期间，混凝土结构内部湿度变化较小，变形也较小，而结构外表面水分挥发较快，湿度变化较大，变形也较大，此时混凝土结构表面产生收缩变形，又由于受到混凝土内部的约束，会产生较大的拉应力，同样当该种拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，也会出现裂缝。

1.3 安定性裂缝

水泥安定性不合格引起的裂缝为安定性裂缝，它的主要表现形式为龟裂。

1.4 施工影响

浇捣大体积混凝土时，浇筑分层不合理、漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，导致裂缝的产生。其次，因为大体积混凝土工程进行的抹面次数不能满足要求，更容易出现裂缝现象。另外，拆模过早且养护措施不到位，导致大体积混凝土早期脱水，也容易引起收缩裂缝。

2 裂缝的防治措施

2.1 设计措施

1)在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇带，保留时间一般不少于60 d;

2)优化混凝土配合比。在保证混凝土质量的前提下，应尽可能降低混凝土的用水量，采用“三低”“二掺”“一高”的设计准则，使生产出的混凝土能达到抗裂、低热、高强中弹的要求;

3)加设构造钢筋，提高结构抗裂性能。设计中的配筋方式尽量采用小直径、小间距，全截面的配筋率应控制在0.3%～0.5%之间;

4)提高易裂边缘处的配筋率，并设置暗梁，增强混凝土的极限抗拉强度;

5)在易产生应力集中的薄弱环节采用增设构造钢筋等措施，改善该处受力情况，减少结构突变产生的应力集中现象。

2.2 原材料控制

1)水泥。水泥宜采用水化热小、收缩性小或具有微膨胀性、铝酸三钙含量较低、硅酸三钙含量较低的低热矿渣水泥、粉煤灰水泥;

2)砂、石骨料。宜选用中、粗砂，含泥量不大于2%。石子应选择膨胀系数小，岩石弹模较低，级配良好，含泥量不大于1%的碎石;

3)掺加粉煤灰。可减少混凝土中的水泥用量，提高混凝土的抗渗性和耐久性，增加混凝土的和易性，减少收缩，提高混凝土的极限抗拉强度，抑制碱骨料反应等;

4)适当添加外加剂。混凝土中掺加减水剂和引气剂，可减少大体积混凝土的单位用水量和水泥用量，改善新拌混凝土的坍落度，并对混凝土的受力性能、抗变形能力、耐久性等方面起着极为重要的作用。

2.3 施工控制

1)在混凝土浇筑过程中，为了保证大体积混凝土结构的内外温差在较小的范围内变化，常采用分块浇筑的方法。分块浇筑目前又可分为全面分层(即在第一层全部浇筑完成后，再回头浇筑下一层)、分段分层(混凝土浇筑先从底层开始，当浇筑至一定距离后再开始浇筑第二层，依此类推至其他各层)和斜面分层(适用于结构的长度远远超过厚度3倍的情况，混凝土浇筑从最下端开始，逐渐上移)三种浇筑方案;

2)控制混凝土入模温度。在冬季，混凝土浇筑前应对基础及与之接触处的冷壁用蒸汽预热，应视气温高低对原材料进行预热处理。在夏季，对堆放在露天的砂石用布覆盖，用以减少阳光的辐射，并对浇筑前的砂石用冷水降温;

3)控制混凝土的浇筑速度。每次混凝土浇筑的不可过高、过厚，只有这样才可以保证混凝土的温度均匀上升;

4)提高混凝土振捣质量。在混凝土振捣过程中，必须做到全面振捣，不得出现漏振和超振现象，并严格控制振捣时间，在施工中常以混凝土开始泛浆和不冒气泡为依据;

5)及时养护。夏季采用降温法，冬季采用保温法，在进行模板拆除作业时，混凝土结构的最大温差不得超过20℃，其温差应包括结构表面温度、结构内部温度和室外温度之间的温差。