大體混凝土裂縫預(yù)防措施

　　混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。只有采取精心設(shè)計混凝土配合比、增配構(gòu)造筋提高抗裂性能、在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸等措施，才能杜絕危險的發(fā)生。此外最關(guān)鍵的就在于采取措施控制水泥水化熱引起的溫度變化，這樣才能解決大體積混凝土裂縫的質(zhì)量問題。

　　一、引言

　　混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現(xiàn)出一些非均質(zhì)的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，也就是混凝土工程中常說的裂縫。

　　二、大體積混凝土的裂縫

　　混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫更普遍。因而?；炷两Y(jié)構(gòu)的裂縫是建筑工程長期困擾的一個技術(shù)難題，一直未能很好地解決。根據(jù)國內(nèi)外的調(diào)查資料，工程實踐中結(jié)構(gòu)物的裂縫原因，屬于由變形變化(溫度、濕度、地基變形)引起的約占80％以上，屬于荷載引起的約占20％左右。在大體積混凝土工程施工中，由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化，從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。因此，控制混凝土澆筑塊體因水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度，防止混凝土出現(xiàn)有害的溫度裂縫(包括混凝土收縮)是其施工技術(shù)的關(guān)鍵問題。我國的工程技術(shù)人員科學(xué)實驗的基礎(chǔ)，以防為主，采用了溫控施工技術(shù)，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、混凝土材料的選擇、配合比設(shè)計、拌制、運輸、澆筑、保溫養(yǎng)護及施工過程中混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力的監(jiān)測等環(huán)節(jié)，采取了一系列的技術(shù)措施，成功地完成了我國許多鋼鐵企業(yè)和工業(yè)民用建筑、高層建筑的大體積混凝土工程的施工，取得豐富的施工經(jīng)驗。

　　三、大體積混凝土裂縫的可能原因

　　大體積混凝土墩臺身或基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產(chǎn)生的主要影響因素有幾種：：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。

　?。ㄒ唬┦湛s裂縫。混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，干縮、收縮的量也不同。

　　混凝土逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力。如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過當(dāng)時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應(yīng)力增大，所以在水工大壩施工時早就將自身收縮作為一項性能指標(biāo)進行測定和考慮

　?。ǘ夭盍芽p?；炷羶?nèi)外部溫差過大會產(chǎn)生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑。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)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。此時，混凝齡期短，抗拉強度很低。當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強度，則會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

　?。ㄈ┌捕ㄐ粤芽p。安定性裂縫表現(xiàn)為龜裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。

　　四、裂縫的防治措施

　?。ㄒ唬┰O(shè)計措施

　　1．精心設(shè)計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設(shè)計準(zhǔn)則，生產(chǎn)出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。 　2．增配構(gòu)造筋提高抗裂性能。配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3-0.5%之間。

　　3．避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。

　　4．在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。

　　5．在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分考慮施工時的氣候特征，合理設(shè)置后澆縫，保留時間一般不小于60天。如不能預(yù)測施工時的具體條件，也可臨時根據(jù)具體情況作設(shè)計變更。

　　（二）施工措施

　　1．嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選用低水化熱水泥，粗細(xì)骨料的含泥量應(yīng)盡量減少(1-1.5%以下)。 優(yōu)選混凝土各種原材料。在條件許可情況下，應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。骨料在大體積混凝土中所占比例一般為混凝土絕對體積的80%-83%，應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料。砂除滿足骨料規(guī)范要求外，應(yīng)適當(dāng)放寬石粉或細(xì)粉含量，砂子中石粉比例一般在15%-18%之間為宜。粉煤灰只要細(xì)度與水泥顆粒相當(dāng)，燒失量小，含硫量和含堿量低，需水量比小，均可摻用在混凝土中使用。高效減水劑和引氣劑復(fù)合使用對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)展不可或缺的重要組分。

　　2．細(xì)致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理摻加塑化劑和減少劑。

　　3．采用綜合措施，控制混凝土初始溫度。

　　4．根據(jù)工程特點，充分利用混凝土后期強度，可以減少用水量，減少水化熱和收縮。

　　5．加強混凝土的澆灌振搗，提高密實度。

　　6．混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上。

　　7．采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強度，提高抗裂性。

　　8．根據(jù)具體工程特點，采用UEA補償收縮混凝土技術(shù)。

　　9．對于高強混凝土，應(yīng)盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細(xì)礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰，摻量15%-50%。

　　五、結(jié)語

　　綜上可以看到，混凝土的裂縫的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力大體積混凝土的裂縫是可以控制的，其關(guān)鍵就在于采取措施控制水泥水化熱引起的溫度變化，這樣才能解決大體積混凝土裂縫的質(zhì)量問題。