大体积混凝土结构裂缝控制综合措施

　摘要：在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。论述了控制裂缝的设计措施、材料措施、施工措施以及温控施工现场监测工作等一系列技术措施。
　　关键词：大体积混凝土；裂缝控制；综合措施
　　混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。大体积混凝土结构（厚度大于1m）出现裂缝更普遍。工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化（温度、湿度、地基变形）引起的约占80%以上，属于荷载引起的约占20%左右。在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。
1　设计措施
1.1　大体积混凝土的强度等级宜在C20～C35范围内选用，尽量利用后期强度。随着建筑市场的不断变化，大体积混凝土的强度等级日趋增高，出现以C55以上等高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内部温度高，混凝土内外温差超过30℃以上，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面，而对于大体积混凝土底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C20～C35的混凝土，避免设计上“强度越高越好”的错误概念。考虑到建设周期等特点，在保证基础有足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d或90d的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。
1.2　大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。采用直径8～14mm 的钢筋和100～150mm间距是比较合理的。混凝土结构截面的配筋率不小于0.30%，应在0.30%～0.50%之间。
1.3　当基础设置于岩石地基上时，宜往混凝土垫层上设置滑动层，滑动层构造应采用一毡二油，在夏季施工时也可采用一毡一油。
1.4　避免结构突变（或断面突变）产生应力集中。转角和孔洞处增设构造加强筋。
1.5　大块式基础及其他筏式、箱式基础不应设置永久变形缝（沉降缝、温度伸缩缝）及横向施工缝。应采用“后浇缝”和“跳仓打”来控制施工期间的较大温差及收缩应力。后浇缝宽不宜小于80cm，在施工缝处钢筋应贯通，前后仓浇筑相隔2～4周，用比设计强度等级高一级的细石混凝土将施工缝填灌密实，并加强养护。
1.6　对超厚超长的整体混凝土结构，由于其结构截面大，水泥用量多，水泥水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，会导致混凝土产生表面裂缝和贯穿性或深进裂缝，影响结构的整体性、耐久性和防水性，影响正常使用。因此，大体积混凝土施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度、温度应力及收缩力进行裂缝控制计算，确定施工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温峰值、内外温差规定不超过30℃（实际操作时对重要结构控制在25℃，一般结构控制在30℃）及降温速度（不超过1.50℃/d）的控制指标，制订温控施工的技术措施，来预防温度收缩裂缝，保证混凝土工程质量。
2　材料措施
2.1　为了减少水泥用量，降低混凝土浇筑块体的温度升高。经设计单位同意，可利用混凝土60d后期强度作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据。
2.2　采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用，这是大体积混凝土配合比选择的特殊性。强度等级在C20～C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg/m3。
2.3　应优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土。所用的水泥应进行水化热测定，水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热试验方法（直接法）》测定。
2.4　采用5～40mm颗粒级配的石子，控制含泥量小于1.50%。
2.5　采用中、粗砂，控制含泥量小于1.50%。
2.6　掺合料及外加剂的使用。国内当前用的掺合料主要是粉煤灰，可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性，同时可代替水泥，降低水化热。掺加量为水泥量的15%，降低水化热15%左右。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少10%拌和用水，节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土浇筑面的黏结，易出现层间缝隙，使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝，应加膨胀剂。 分享到： 更多
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