大體積砼施工裂縫原因及控制措施

陳　英

（中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，遼寧沈陽(yáng)　110015）

大體積砼施工裂縫原因及控制措施

陳英

（中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，遼寧沈陽(yáng)110015）

大體積砼在建筑工程施工中有著體積大，較強(qiáng)的強(qiáng)度和耐久性，鋼筋密及工程施工條件復(fù)雜等方面的特點(diǎn)，被設(shè)計(jì)及施工人員廣泛應(yīng)用。但是，大體積砼在澆筑中會(huì)釋放一定的水化熱，產(chǎn)生較大的不可避免的溫度變化，并出現(xiàn)一些由收縮應(yīng)力導(dǎo)致的不可挽回裂縫，造成施工安全隱患。因此，控制砼溫度升降和干縮是防止大體積混凝土施工時(shí)產(chǎn)生裂縫的關(guān)鍵。本文主要探討了大體積砼施工裂縫原因及一些施工控制措施。

大體積砼施工裂縫控制措施

1　產(chǎn)生裂縫的主要原因

1.1水泥水化熱，體積變化大

砼結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力是在大體積砼澆筑施工的過(guò)程中首先要考慮的問(wèn)題。因此，對(duì)水泥的選用需要滿足多方面的要求。水泥在水化過(guò)程中會(huì)釋放出一定的熱量，因此要選擇低熱或者中低熱水泥材料。當(dāng)砼內(nèi)部的水化熱無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)漲外縮以及明顯的內(nèi)外溫差增大，以致構(gòu)件表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力?；炷羻挝惑w積中水泥用量和水泥品種混凝土與釋放的水泥水化熱隨混凝土的齡期呈現(xiàn)出正相關(guān)趨勢(shì)。但由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以進(jìn)行一定的自然散熱。因此，內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的三到五天。

1.2外界氣溫變化，混凝土的收縮

大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)增加內(nèi)外層混凝土溫差，體積變化受約束產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。對(duì)此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。內(nèi)部水蒸發(fā)，散發(fā)熱量 大于放熱量，構(gòu)件溫度降低，體積收縮，受邊界條件約束，干濕交替都會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對(duì)混凝土施工非常不利。應(yīng)根據(jù)施工單位的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，優(yōu)化合理地選擇砼的強(qiáng)度和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際要求，合理利用砼的后期強(qiáng)度進(jìn)行科學(xué)合理施工。

2　大體積砼施工裂縫的控制

針對(duì)大體積砼裂縫形成原因，筆者認(rèn)為可以采用以下措施加以控制：嚴(yán)格控制砼的組成材料。大體積砼一般都是采用商品砼和泵送工藝澆筑，泵送商品砼對(duì)原材料的技術(shù)指標(biāo)要求很高。因此，首先砼的生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和計(jì)量的精確應(yīng)得到有效保障，組成砼的所有材料應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，以確保砼的質(zhì)量。

2.1水泥品種與粗細(xì)骨料的選擇

配制大體積砼，應(yīng)選用細(xì)度模數(shù)在2.7到3.1之間的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值為0.33，以合理粗細(xì)骨料的比例，砂率過(guò)高意味著細(xì)骨料多，粗骨料少，增加了收縮。碎石應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配、良好粒級(jí)的彈性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率應(yīng)盡可能小一些，以利于降低收縮。應(yīng)根據(jù)大體積砼的特點(diǎn)，既要注意水泥的水化熱，又要注意水泥的收縮作用，選用低水化熱、低收縮的水泥，如抗硫酸鹽水泥、粉煤灰水泥、礦渣水泥，而不要采用早強(qiáng)型水泥。

2.2摻入粉煤灰，選擇減水劑，保證泵送流動(dòng)度

在盡量少用水泥的基礎(chǔ)上，摻入一定 量的粉煤灰，以保證膠凝材料的總量。摻入適量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰可以代替和節(jié)約水泥，一般摻量為水泥重量的15%～20%，在加拿大標(biāo)準(zhǔn)中，此摻量值已達(dá)到25%。從反應(yīng)堆廠房底板砼的試塊強(qiáng)度分析，粉煤灰的摻量提高，砼的強(qiáng)度稍有降低。粉煤灰在砼中主要起物理填充作用，加強(qiáng)了粉末效應(yīng)，增加了砼的密實(shí)度，可以改善砼的工作度，改善施工性能，減少砼離析現(xiàn)象，減少收縮。粉煤灰還能夠延緩水化熱峰值的出現(xiàn)，降低溫度峰值。粉煤灰和減水劑同時(shí)摻入砼中，可以降低水灰比，減少水泥漿量，提高砼的可泵性。

3　優(yōu)化砼的施工過(guò)程

砼的抗拉強(qiáng)度要比他的抗壓強(qiáng)度小很多，這就是砼產(chǎn)生開(kāi)裂的內(nèi)在主要因素。普通的砼臨界拉伸離散性相對(duì)都比較大，所以說(shuō)在施工的工程中一定要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，確保砼的均勻和密實(shí)。對(duì)于砼的坍落度在個(gè)個(gè)體之間不要存在過(guò)大的差異，通常情況下，澆筑基礎(chǔ)時(shí)的坍落度要控制在100-140mm之間，如果坍落度過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致表面鋼筋下部極易形成水分，甚至出現(xiàn)表層上部鋼筋的砼出現(xiàn)裂縫。在實(shí)際施工過(guò)程中，為杜絕這種裂縫的產(chǎn)生，在砼初凝之前，就是用二次抹面壓實(shí)處理。砼澆灌的過(guò)程中，卸料之前攪拌車(chē)要高速運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘時(shí)間，這樣就可以確保所有進(jìn)入泵車(chē)的受料斗的砼質(zhì)量是均勻。對(duì)于大體積砼的澆筑應(yīng)該采取合理分段和分層的方式進(jìn)行，這樣就可以促進(jìn)砼的高度緩慢上升，砼澆筑必須要連續(xù)進(jìn)行，間歇的時(shí)間不能太長(zhǎng)，在前層的砼初凝之前一定要將后層砼先澆上。澆筑時(shí)間最好選擇在室外的氣溫相對(duì)較低的時(shí)候進(jìn)行，砼澆筑的氣溫最好不要超過(guò)28℃，如果是在炎熱的夏季進(jìn)行施工的，應(yīng)該采取一定的降溫措施。在整個(gè)澆筑砼的過(guò)程之中，必須嚴(yán)格地按照施工線路進(jìn)行科學(xué)合理的澆筑。

4　提高砼抗裂能力，優(yōu)化施工工藝

砼消化熱的散失是一個(gè)值得注意的問(wèn)題，通常都是采用分層和分段法進(jìn)行澆筑砼，這樣就可以減少內(nèi)外之間的溫差。同時(shí)還應(yīng)該盡可能使用一些小直徑或者小間距澆筑，全截面進(jìn)行對(duì)稱(chēng)配置進(jìn)而優(yōu)化了配筋，從而避免了因?yàn)閼?yīng)力比較集中，增強(qiáng)了抵抗溫度應(yīng)力的能力。實(shí)踐告訴我們，在孔洞的四周如果增配一些斜向的鋼筋或者鋼筋網(wǎng)片，以變截面作為局部處理，促使通過(guò)截面逐步過(guò)渡來(lái)優(yōu)化孔洞的周?chē)h(huán)境，改變斷面的轉(zhuǎn)角部位，轉(zhuǎn)角處就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)集中的應(yīng)力。與此同時(shí)還進(jìn)一步增配抗裂鋼，確保裂縫不在出現(xiàn)。對(duì)于一些由于大體積設(shè)置后澆帶處理平面的砼，通常都是通過(guò)改變外約束力與溫度應(yīng)力，進(jìn)而降低砼的內(nèi)部實(shí)際溫度。因此，此時(shí)要做的就是做好溫度的監(jiān)測(cè)工作，要在第一時(shí)間反映實(shí)際溫差，隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo)和養(yǎng)護(hù)。

5　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大體積砼不但要滿足其強(qiáng)度增長(zhǎng)，同時(shí)還要確保溫度的控制。大體積砼雖然極易產(chǎn)生裂縫，但如果對(duì)其進(jìn)行了科學(xué)合理的預(yù)防和防止，這種裂縫還是可以控制和防備的。只要施工者從原材料、施工技術(shù)以及砼結(jié)構(gòu)的配合比進(jìn)行監(jiān)督和防范，對(duì)大體積砼的裂縫問(wèn)題就可以解決和控制。

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