关于大体积混凝土结构裂缝质量控制的论述

　　摘要：近年来随着工程技术水平的提高体积混凝土在工程中的广泛应用，但是混凝土结构在建设和使用过程中经常会出现不同程度、不同形式的裂缝，如何有效地控制裂缝是混凝土施工的成败。本文就此问题作出论述。

　　关键词：大体积混凝土,裂缝,成因,控制,措施

　　一、引言

　　大体积混凝土开裂的问题在工程建设中带有一定普遍性，裂缝一旦形成，特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力同时会可能危害到建筑物的安全使用，因此，必须应采取有效措施防止大体积混凝土的开裂。

　　二、大体积混凝土产生裂缝的可能成因

　　大体积混凝土基础及其他结构裂缝的发生是由多种因素引起的，各类裂缝产生的主要影响因素如下：

　　1收缩裂缝。混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。

　　2温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

　　3安定性裂缝。安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。

　　三、裂缝控制的材料措施

　　1尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，或利用混凝土的后期强度(60～90d)以降低水泥用量，减少水化热(因为每加减10kg水泥，温度会相应增减1℃，水化热与水泥用量成正比)。在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期(1～5d)可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

　　2适当搀加粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。

　　3选择级配良好的骨料。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%～83%，因此在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。一般来说，可以选用粒径5～31.5mm的粗骨料，尽量采用中砂，严格控制砂、石子的含泥量(石子在1%以内，砂在2%以内)。控制水灰比在0.5以下。还可以在混凝土中掺缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热。

　　4适当选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。

　　四、大体积混凝土浇筑前水泥水化热的温度计算

　　为做好大体积混凝土的养护、测温工作，大体积混凝土水泥水化热的预先计算是必不可少的。通过计算预估大体积混凝土内部温度及温差，才能预先提出相应的养护措施，做好养护准备工作及测温点布置、测温控制预案工作，这样才有利于保障大体积混凝土的浇筑质量。为保证大体积混凝土后续工作的质量，大体积混凝土的热功计算应力求及时、准确、全面，避免遗漏。

　　1明确大体积混凝土构件尺寸及浇筑时当地近一段时期工程环境气候状况。根据构件尺寸，可以确定所需泵车数目、人员数量及混凝土总方量，以预估浇筑时间，由此明确每小时混凝土供应量和供应保障措施。依据工程所在地环境气候状况，确定环境气温，预测浇筑当天的环境气温，拌制混凝土时原材料的实体温度(以实测为主)。

　　2确定混凝土运输距离，这就要求在现场总平面布置时要综合考虑，尽量缩短现场集中搅拌站距浇筑大体积混凝土结构部位的运输距离。

　　3热功计算所采用的混凝土配合比(即现场浇筑时所采用的混凝土配合比)，混凝土的配合比特别是所采用的水泥品牌、规格、型号、数量是影响混凝土收水时温度高低的关键。

　　4明确混凝土拌制所用各种原材料的重量、比热、热当量、拌制温度(实测)，计算混凝土的拌和温度。

　　5根据实测室外气温、运距及转运次数、浇筑捣固时间、混凝土泵送距离(或时间)计算混凝土浇筑温度(即混凝土入模温度)。

　　6根据配比中每方混凝土水泥用量、所用水泥水化放热量、混凝土比热、混凝土容重以及大体积混凝土浇筑厚度，计算混凝土的绝热温升和混凝土内部温度。混凝土绝热温升及混凝土内部温度的计算是整个大体积混凝土热功计算的重心，不能被忽略。在大体积混凝土施工中，对大体积混凝土的绝热温升和内部温度必须有详细计算书和具体计算数据。

　　7计算大体积混凝土的表面温度。根据计算，求出混凝土的表面温度和已知混凝土内部温度(中心温度)估算值进行比较，而大体积混凝土在温度应力计算和进行温度控制时，必须了解混凝土中心温度与表面温度之间的温差及混凝土表面温度与外界气温之间的温差，并加以控制，使温差所造成的温度应力小于大体积混凝土同时期的抗拉强度，以及采取措施降低大体积混凝土中心温度与表面温度之间的温差并小于混凝土易产生裂缝的温差，从而抑制温差裂缝的产生。

　　8计算大体积混凝土的温度应力及其安全系数。在计算温度应力时，通常按外约束为二维时计算温度应力，这样可以简化计算。根据混凝土线膨胀系数、标准状态下的收缩值、混凝土外约束情况下计算混凝土水化热峰值时的温度应力及其安全系数是否达到抗裂条件。

　　大体积混凝土浇筑前的热功计算，不仅仅是对混凝土浇筑方案提供理论数据和指导，而且也是针对某一项目工程特定条件下和特定外界状况下的施工情况预估，同样也可以从理论计算角度上复核大体积混凝土配合比就本工程各项条件下的可行性。因工程建设项目是具有单件性的特征，大体积混凝土的热功计算是具有针对性，应针对不同的工程项目编制相应的计算书，以适应不同项目不同条件下的大体积混凝土的浇筑、测温及养护工作。保证施工方案的先进性、可操作性。

　　五、大体积混凝土的温控施工现场监测及养护工作

　　1测温管的制作：由于电厂建筑工程中大体积混凝土结构形式不是特别复杂及结构工程量也不得很大，因此在施工时不采用电子测温仪而采用制作测温管预埋的方法进行测温也是可以满足要求的。测温管用Ф16黑铁瓦斯管制作，底部拍扁焊死，防止漏浆。测温管点焊在基础钢筋骨架上，一定要固定牢靠，防止混凝土浇筑时影响其稳定性。测温管上部用棉花封堵，在混凝土浇筑时要用塑料布包严防止灰浆浸泡棉花堵头。

　　2测温点的布置：测温点的布置必须具有代表性，原则上在基础的中部，边、角和结构尺寸变化较大的地方进行布置。

　　3测温的时间：砼浇注完6至10小时开始测温。3d内，每2h测温一次;龄期4~7d内，每4h测温一次，7天后每8h测一次，14天后结束测温或实测混凝土阶梯温差小于20度时为止，每次测温同时必须测出周围环境的温度。

　　4混凝土养护：混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖塑料布进行严密保护，由于其具有保水性，使混凝土结构处于一个相对湿润的环境中进行养护，如覆盖层内湿度不足，可适当派人浇水养护，但浇水后必须保证保湿层的覆盖严密。由新浇筑的混凝土水化速度比较快，在盖上塑料布后根据测温情况行保温保养，保温材料的选择和保温厚度的增减根据热工计算和现场实测温度的情况进行具体操作，最终目的为防止混凝土结构内外温差超过25度。基础上部的柱、墙插筋部位是养生的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大。

　　六、结论

　　大体积混凝土施工过程中，裂缝控制措施的设计、混凝土配比的确定及原材的控制、浇筑前热功计算、编制合理的实施计划并严格予以落实、以及浇筑后裂缝控制计算、保温材料的选择都对混凝土的最终质量有着重要作用，因而，在大体积混凝土的整个施工阶段的工作要求各方人员积极配合，认真研究分析，做好事前控制、事中控制和事后控制，针对质量影响因素，采取控制措施，特别是施工管理人员的质量控制意识不能松懈，这些只要都做到位了，肯定能够保证大体积混凝土的施工质量。

　　参考文献

　　[1]周玉选等.浅谈大体积混凝土施工的质量控制.[J].甘肃科技，2008.13.

　　[2]朱中联.杨敏华.大体积混凝土防裂施工要点探讨[J].科技创新导报，2008，11.

　　[3]谭毅坚.对大体积混凝土的施工技术及质量控制分析.[J].科技信息，2009.23.

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 关于大体积混凝土结构裂缝质量控制的论述

文章地址： http://www.qikanvip.com/jianzhugongcheng/5749.html