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摘要: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。只有采取精心设计混凝土配合比、增配构造筋提高抗裂性能、在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸等措施,才能杜绝危险的发生。此外最关键的就在于采取措施控制水泥水化热引起的温度变化,这样才能解决大体积混凝土裂缝的质量问题。
关键词:大体积混凝土 , 裂缝 , 防治措施
Abstract: the concrete structure in construction and use process in different degree, different forms of crack, this is a very common phenomenon. Only by adopting elaborate design ZengPei concrete, steel structure anti-cracking performance, improve to the edge of the crack in place Settings dark beam, improve the parts of the reinforcement ratio, improving the concrete measures of limiting tensile stress, can put an end to danger. In addition the key lies in take measures to control the cement hydration heat cause changes in temperature, so that to solve the quality of mass concrete cracks.
Keywords: mass concrete, cracks, prevention and control measures
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
一、引言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热,形成较大的内外温差,当温差超过25℃时,混凝土内部的温度应力有可能超过混凝土的极限抗拉强度从而产生温度裂缝,同时混凝土降温阶段如果降温过快,由于厚板收缩,又受到强大的摩阻力,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。因此温度是导致大体积混凝土裂缝产生的主要原因。
二、大体积混凝土裂缝的主要分类 及原因分析
1、温度裂缝
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。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后,水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显着升高,而其表面则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。此时,混凝龄期短,抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土表面产生裂缝。
2、干缩裂缝
混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响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,混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同,干缩、收缩的量也不同。混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩,会产生很大的收缩应力。如果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。在大体积混凝土里,即使水灰比并不低,自身收缩量值也不大,但是它与温度收缩叠加到一起,就要使应力增大,所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。
3、沉陷裂缝
沉陷裂缝的產生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。地质的原因多由勘察设计部门工作疏漏,施工单位又未引起重视而造成。
三、大体积混凝土裂缝的防治技术
大体积混凝土裂缝控制应采取综合措施,这一工作包括了:设计构造措施、原材料方面采取措施、混凝土强度等级及施工方面采取措施。
1、大体积混凝土施工阶段应该对混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行计算 ,并确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的升温峰值,里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控技术措施。
2、大体积混凝土配合比的设计除应符合工程设计所规定的强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性等要求外,尚应符合大体积混凝土施工工艺特性的要求,并应符合合理使用材料、减少水泥用量、降低混凝土绝热温升值的要求。
3、在确定混凝土配合比时,应根据混凝土的绝热温升、温控施工方案的要求等,提出混凝土制备时粗细骨料和拌合用水及入模温度控制的技术措施。如降低拌和水温度、骨料用水冲洗降温等。
4、在混凝土制备前,应进行混凝土常规配合比试验,并应进行水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需的技术参数的试验;必要时其配合比设计应当通过试泵送确定。
5、大体积混凝土应选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,大体积混凝土施工所用水泥其3D的水化热不宜大于240KJ/KG,7D的水化热不宜大于270KJ/KG。
6、大体积混凝土配制可掺入缓凝、减水、微膨胀的外加剂,外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119和有关环境保护的规定。
7、及时覆盖保温保湿材料进行养护,并进行测温管理。
8、超长大体积混凝土应选用留置变形缝、后浇带或采取跳仓法施工控制不出现有害裂缝。
9、结合结构配筋,配置控制温度和收缩的构造钢筋。
10、大体积混凝土浇筑宜采用二次振捣工艺,浇筑面及时进行二次抹压处理,减少表面收缩裂缝。
11、选择合理的浇筑方案。
四、结束语
结合以上分析可以看到,混凝土的裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,大体积混凝土的裂缝是可以控制的,其关键就在于采取措施控制水泥水化热引起的温度变化,这样才能解决大体积混凝土裂缝的质量问题,才能保证建筑工程的整体质量。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词:大体积混凝土 , 裂缝 , 防治措施
Abstract: the concrete structure in construction and use process in different degree, different forms of crack, this is a very common phenomenon. Only by adopting elaborate design ZengPei concrete, steel structure anti-cracking performance, improve to the edge of the crack in place Settings dark beam, improve the parts of the reinforcement ratio, improving the concrete measures of limiting tensile stress, can put an end to danger. In addition the key lies in take measures to control the cement hydration heat cause changes in temperature, so that to solve the quality of mass concrete cracks.
Keywords: mass concrete, cracks, prevention and control measures
中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:
一、引言
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热,形成较大的内外温差,当温差超过25℃时,混凝土内部的温度应力有可能超过混凝土的极限抗拉强度从而产生温度裂缝,同时混凝土降温阶段如果降温过快,由于厚板收缩,又受到强大的摩阻力,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。因此温度是导致大体积混凝土裂缝产生的主要原因。
二、大体积混凝土裂缝的主要分类 及原因分析
1、温度裂缝
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。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后,水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大,聚集在内部的水泥水化热不易散发,混凝土内部温度将显着升高,而其表面则散热较快,形成了较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。此时,混凝龄期短,抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度,则会在混凝土表面产生裂缝。
2、干缩裂缝
混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响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,混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同,干缩、收缩的量也不同。混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩,会产生很大的收缩应力。如果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。在大体积混凝土里,即使水灰比并不低,自身收缩量值也不大,但是它与温度收缩叠加到一起,就要使应力增大,所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。
3、沉陷裂缝
沉陷裂缝的產生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。地质的原因多由勘察设计部门工作疏漏,施工单位又未引起重视而造成。
三、大体积混凝土裂缝的防治技术
大体积混凝土裂缝控制应采取综合措施,这一工作包括了:设计构造措施、原材料方面采取措施、混凝土强度等级及施工方面采取措施。
1、大体积混凝土施工阶段应该对混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行计算 ,并确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的升温峰值,里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控技术措施。
2、大体积混凝土配合比的设计除应符合工程设计所规定的强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性等要求外,尚应符合大体积混凝土施工工艺特性的要求,并应符合合理使用材料、减少水泥用量、降低混凝土绝热温升值的要求。
3、在确定混凝土配合比时,应根据混凝土的绝热温升、温控施工方案的要求等,提出混凝土制备时粗细骨料和拌合用水及入模温度控制的技术措施。如降低拌和水温度、骨料用水冲洗降温等。
4、在混凝土制备前,应进行混凝土常规配合比试验,并应进行水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需的技术参数的试验;必要时其配合比设计应当通过试泵送确定。
5、大体积混凝土应选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,大体积混凝土施工所用水泥其3D的水化热不宜大于240KJ/KG,7D的水化热不宜大于270KJ/KG。
6、大体积混凝土配制可掺入缓凝、减水、微膨胀的外加剂,外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119和有关环境保护的规定。
7、及时覆盖保温保湿材料进行养护,并进行测温管理。
8、超长大体积混凝土应选用留置变形缝、后浇带或采取跳仓法施工控制不出现有害裂缝。
9、结合结构配筋,配置控制温度和收缩的构造钢筋。
10、大体积混凝土浇筑宜采用二次振捣工艺,浇筑面及时进行二次抹压处理,减少表面收缩裂缝。
11、选择合理的浇筑方案。
四、结束语
结合以上分析可以看到,混凝土的裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,大体积混凝土的裂缝是可以控制的,其关键就在于采取措施控制水泥水化热引起的温度变化,这样才能解决大体积混凝土裂缝的质量问题,才能保证建筑工程的整体质量。
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