大体积混凝土裂缝分析与控制措施研究

2018-06-29王在亮中国电建集团港航建设有限公司天津300467

中国房地产业 2018年12期

文/王在亮中国电建集团港航建设有限公司天津 300467

1、大体积混凝土热工应力场分析

在大体积混凝土浇筑前，由于混凝土的用量较大，很容易出现裂缝，必须提前做好各项指标的检测工作，减少或避免大体积混凝土质量通病的出现，确保大体积混凝土的质量。因此，在大体积混凝土建筑入模前，必须进行大体积混凝土热工应力分析。混凝土拌合温度采用下式计算：

式中：Tc：混凝土的拌合温度(℃)；Mi：混凝土组成材料的重量(kg)；Ci：混凝土组成材料的比热(kJ/(kg·K)-1 )；Ti：混凝土组成材料温度 (℃ )。

依据上式计算所得的混凝土拌合物温度，计算混凝土浇筑入模温度，计算式如下：

式中：Ti：混凝土浇筑入模温度(℃)；Tc：混凝土拌合温度(℃)；Tq：室外平均气温(℃)。A1 +A2 +A3 +...+An：温度损失系数，按以下规定取用：混凝土装卸和运转时，每次A=0.032；混凝土运输时，A =θt，t为运输时间(min)，运输时间t取60min，θ取0.0032，搅拌运输车封闭式自卸；浇筑过程中，A = 0.003t，t为浇筑时间(min)。

2、大体积混凝土裂缝成因分析

2.1 水泥水化热的影响

水泥是建筑工程中较为常见的建筑材料，其水化产生的温度可升高到20-30℃。大量的实践表明，混凝土在浇筑后3～5d时将达到最高值，由于混凝土内部温度的升高，其与外部温度形成温差，引起不均匀的膨胀与收缩，当受到约束时，混凝土表面将会出现裂缝。

2.2 浇筑温度与外界气温的影响

混凝土工程一般露天作业，其受外界温度影响较大，很容易造成混凝土内部与表面温差较大，尤其对一些大体积混凝土基础结构平面尺寸较大的工程，在大体积混凝土浇筑过程中内部出现裂缝的现象较为明显，进而导致表面裂缝或形成贯穿性裂缝。

2.3 混凝土收缩变形的影响

在大体积混凝土中，水泥水化热需要20%的水分，其余80%的游离水分将被蒸发。在实际混凝土工程中，由于多余水分的蒸发，在约束力的作用下将引起混凝土体积的收缩，从而导致其拉应力的产生，引起混凝土裂缝的出现。当应力值大于混凝土的极限抗拉强度时，混凝土即出现裂缝。

3、大体积混凝土裂缝控制措施

3.1 降低水泥水化热

（1）在混凝土拌和料中加入级配良好、粒径较大的粗骨料和粉煤灰，或掺入高性能减水剂和缓凝剂，使混凝土的和易性得到有效改善，达到减少水泥用量，降低水泥水化热的目的。

（2）在降低水化热时，有时需要根据现场的实际情况，采用预埋冷却管进行强制降温，但必须注意控制进出口水温温差，一般控制在25℃。

（3）控制拌和用水的温度，为防止水泥水化热峰值提前上升，可采用冷水拌制混凝土。大量实践表明，4～13℃是控制水化热的最合适的温度。当外界气温为负温时，可采用30～40℃热水进行搅拌。

3.2 改善养护制度

（1）在混凝土浇筑完成后，应加强对混凝土的保温保湿工作，使混凝土的温度缓慢降低。在混凝土冬季施工时，应采取合理的保温措施，避免由于温度的急剧变化对混凝土的质量产生影响。在进行混凝土保湿时，派专人对混凝土温度变化情况进行观测，随时调节养护温度，严格控制降温速率在0.9～1.5℃/d，保证大体积混凝土的内在质量。

（2）在养护过程中，出现偏差应及时进行调整保温及养护措施，并在作业前做好相应的保温材料的准备工作，在施工中随时按照预定的方案进行温度的监测，使温度控制在合理的范围内，防止因混凝土的温度及湿度梯度过大，对混凝土产生危害。