大體積混凝土裂縫控制技術(shù)淺析

王慧娟

河南開(kāi)祥置業(yè)股份有限公司（450000）

1 大體積混凝土的概念

我國(guó)規(guī)范認(rèn)為，當(dāng)基礎(chǔ)邊長(zhǎng)大于20m，厚度大于1m，體積大于400m3的稱大體積混凝土。

2 大體積混凝土的特點(diǎn)

大體積混凝土澆筑完畢后，由于體積過(guò)大，造成混凝土水化熱大，溫度梯度大，混凝土“內(nèi)熱外冷”極易產(chǎn)生裂縫。工程實(shí)踐證明，大體積混凝土施工難度比較大，混凝土產(chǎn)生裂縫的機(jī)率高。

3 大體積混凝土裂縫的主要類型

3.1 干縮裂縫

混凝土干縮是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過(guò)快，變形較大；內(nèi)部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。

3.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),常發(fā)生在混凝土板或比表面積較大的墻面上，較短的裂縫一般長(zhǎng)20～30 cm，較長(zhǎng)的裂縫可達(dá)2～3m、寬1～5mm。從外觀分為無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀和稍有規(guī)則的斜紋狀或反映出混凝土布筋情況和混凝土構(gòu)件截面變化等規(guī)則的形狀，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的邊緣。

3.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降;或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔?模板支撐間距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)沉陷裂縫。特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

3.4 溫度裂縫

由于混凝土的體積較大,硬化過(guò)程產(chǎn)生的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升。而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外溫差。較大的溫差造成混凝土內(nèi)外熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí),混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

4 大體積混凝土裂縫的材料控制技術(shù)

1）水泥的合理選取。優(yōu)先選用收縮小或具有微膨脹性的水泥。因?yàn)檫@種水泥在水化膨脹期（1～5d）可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，而在水化后期預(yù)壓應(yīng)力部分抵消溫度徐變應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力，提高混凝土的抗裂能力。2）骨料的合理選取。選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈性模量低、表面清潔無(wú)弱包裹層、級(jí)配良好的骨料，這樣可以獲得較小的空隙率及表面積,從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，減小了混凝土裂縫的開(kāi)展。3）盡可能減少水的用量。水化反應(yīng)離不開(kāi)水,但多余水存于混凝土內(nèi),會(huì)對(duì)混凝土的凝膠體結(jié)構(gòu)和骨料與凝膠體間的界面過(guò)度區(qū)相的結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。一旦這些水分損失后，凝膠體就會(huì)收縮，就有可能在此界面區(qū)產(chǎn)生微裂縫，降低混凝土抵抗拉應(yīng)力的能力。

5 混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程的控制

宏觀上，硬化混凝土在約束條件下，收縮變形會(huì)產(chǎn)生彈性拉應(yīng)力,當(dāng)誘導(dǎo)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土材料就會(huì)開(kāi)裂。但事實(shí)上，由于混凝土是一種兼具粘性和延展性的復(fù)雜非均質(zhì)材料，一些應(yīng)力被徐變松弛所釋放,混凝土是否產(chǎn)生裂縫由徐變應(yīng)力松弛后的殘余應(yīng)力所決定。

6 外加劑與摻合材料的控制

1）粉煤灰。混凝土中摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，抑制堿集料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等。試驗(yàn)表明，當(dāng)粉煤灰取代率超過(guò)20%時(shí)，對(duì)混凝土早期強(qiáng)度影響較大，對(duì)于抗裂尤其不利。2）減水劑。緩凝高效減水劑能夠提高混凝土的抗拉強(qiáng)度,并對(duì)減少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)、變形等性能起著極為重要的作用。3）引氣劑。引氣劑除了能顯著提高混凝土抗凍融循環(huán)和抗侵蝕環(huán)境的能力外，還能降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的彈性模量,優(yōu)化混凝土內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗凍性能。

7 結(jié)語(yǔ)

大體積混凝土結(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:①結(jié)構(gòu)型裂縫，由外荷載引起的；②材料型裂縫，主要由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。目前控制和解決的重點(diǎn)是溫度應(yīng)力引起的混凝土裂縫。