论文部分内容阅读
[摘 要]混凝土是应用最广泛最重要的工程结构材料之一。随着国民经济的快速发展，我国基础设施建设突飞猛进，大体积混凝土越来越广泛，比如各种型式的混凝土大坝、港工建筑物、高层建筑的地下室混凝土地板以及很多大型的基础承台等都是用大体积混凝土浇注而成的，同时大体积混凝土结构由温度而引起的裂缝及裂缝的开展日益受到土木、水利等工程界人士的重视。下面笔者探讨了大体积混凝土裂缝的防范。
[关键词]大体积混凝土；裂缝；防范
中图分类号：TU352 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0157-01
我们知道，混凝土工程的裂缝受结构设计、混凝土原材料、配合比、施工方法、施工质量、养护、环境等多种因素的影响，那么进行混凝土工程的裂缝控制就应该从多方面采取综合性措施，加大技术投入，健全技术管理制度，实现混凝土工程跟踪、监测、监控，建立混凝土的制备及施工工艺，进行严格的质量控制和管理，包括试配、原材料管理、搅拌、浇筑、振捣成型、拆模养护等环节，有一个环节没有处理好就有可能导致混凝土开裂。下面笔者探讨了大体积混凝土裂缝的防范。
1 结构设计方面措施
1.1 设置分布钢筋的影响
混凝土结构裂缝一般均由拉应力引起。材料的极限拉伸是指最终相对拉伸变形。混凝土材料结构是非均质的，承受拉力作用时，截面中各质点受力是不均匀的，有大量不规则的应力集中点，这些点由于应力首先达到抗拉强度极限，引起了局部塑性变形，如不配筋，便在应力集中处出现裂缝。如进行适当的配筋，钢筋将约束混凝土的塑性变形，从而分担混凝土的内应力，推迟混凝土裂缝的出现，同时也提高了混凝土的极限拉伸。
1.2 “抗”与“放”相结合的设计原则
（1）后浇带。后浇带的间距，由最多整浇长度的计算来确定，正常情况下根据理论公式计算其间距一般为20～30m.用后浇带分段施工时，其计算是降温温差和收缩分为两部分。
（2）应力释放带。正常情况下，后浇带的间距为20～30m。但在许多实际工程中，由于设计施工条件的制约，后浇带的间距往往超过这个范围.当地下室外墙很长或是环状全封闭结构时，其水平方向的约束应力相当大，若无处释放，就极容易产生竖向裂缝，因此在这类地下室外墙板上合理布置应力释放带，有目的地给予诱导释放，可以有效地减少或防止竖向裂缝的发生。
（3）膨胀加强带。大体积混凝土开裂，所遵循的规律是一再从中间开裂。中间部位收缩应力大，为了缓解这一拉应力值，可以在收缩应力值大的底板和侧墙中央设一道“膨胀加强带”，带宽一般为2～4m.膨胀带混凝土胀剂掺量为水泥用量的10～15%，其强度等级宜比两侧混凝土高一个等级，另外，膨胀加强带要适当提高温度钢筋的配筋率10%～15%。
1.3 地基处理
减小地基对混凝土基础的阻力，可以减小温度应力，避免发生温度裂缝.当地基为软土层时，可以优先考虑采用砂垫层加固地基。砂垫层不但可以提高地基的承载力，减小地下水或地表水的影响，而且还可以减小地基对混凝土基础的约束作用；当地基为坚硬的基岩或老混凝土基层时，可考虑在基础底部设置滑动层，例如可以在基础底部油两道热沥青后铺设一层油毡，也可以铺设砂卵石层，沥青砂浆层等。
2 混凝土材料方面的选择
2.1 水泥和水的选择
（1）降低水化热。首先应优先使用低热和中低热水泥。大体积混凝土结构在选用水泥品种时，应综合考虑水化热、强度、坍落度等因素。
（2）减少水泥用量。水化热与水泥用量成正比，每立方米的混凝土中水泥用量每增减10kg，水泥水化热使混凝土的温度相应升降1℃。因此，可通过采取适当的措施减少水泥用量来控制混凝土的温升，降低温度应力，减少混凝土开裂的可能性。
（3）减少用水量。混凝土的单位用水量越多，干缩率越大，一般用水量每增加1%，干缩率可增大2%～3%，在便于施工操作并保证振捣密实的前提下，混凝土应尽可能取较小的坍落度，减少用水量，并把离析、泌水现象降到最低程度。
2.2 骨料的选择
选择骨料时应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料，并强调骨料的连续级配。采用连续级配的骨料，可以提高骨料在混凝土中所占的体积，大幅度降低水泥用量，从而间接地降低水化热。而且，用连续级配的粗骨料配制的混凝土具有较好的和易性，可减少用水量，减小收缩。
2.3 矿物掺和料的选择
（1）粉煤灰。粉煤灰是一种由不同化学成分、不同矿物相、形态各异、大小不一的颗粒组成。但是，应用粉煤灰配制的混凝土，其早期强度偏低，这是因为粉煤灰的二次水化反应一般在混凝土浇筑14天后才开始进行，在温度较低时发生二次反应所需要的时间更长；加上由于粉煤灰取代了部分水泥，降低了混凝土中水泥的浓度，也必然降低混凝土的早期强度，同时延长了混凝土的粘结时间。因此，在确定粉煤灰的掺量时，既要保证相关的技术指标符合要求，同时还要满足施工的需要。试验结果表明，这些弊端可以通过采用减水剂与改性剂双掺的方法加以解决.
（2）沸石粉。沸石粉是架状构造的含水铝硅酸盆矿物，多孔、内表面积大，吸附性与离子交换力均强，需水性大于粉煤灰，与其它掺和料复合使用，可取得很好的技术经济效益。
3 施工方面的控制措施
3.1 浇筑控制措施
（1）全面分层法。即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，第二层混凝土的浇筑时间应控制在第一层混凝土初凝之前，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。这种方案适用于结构平面尺寸不太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可将结构分为两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
（2）分段分层法。混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层.由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
（3）斜面分层法。要求斜面坡度不大于1/3，适用于结构长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器.上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进，震动器也相应跟上。
3.2 振捣控制措施
混凝土的振捣对于实体工程质量相当关键，浇捣时振动棒采用垂直振捣，行列式排列，做到快插慢拔，根据混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡.由于采用混凝土的分层浇筑，在振捣上一层时，应插入下一层中，以消除两层中间的接缝，上一层混凝土的自然形成厚度不能超过振动棒长的1.25倍。混凝土的振捣时间不宜过长，一般为8s～10s，以防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。混凝土浇到面层时，表面应抹平压实，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡，以提高混凝土的密实度.通过合理的振捣工艺及方式，确保整个混凝土结构没有出现漏振现象，结构均匀密实，未出现分层。通过控制振捣时间，没有出现过振现象，混凝土没有因为施工问题出现泌水、离析等问题.在混凝土浇筑、振捣完成后及时的进行二次抹面，使得混凝土结构表面光洁，减少裂缝的出现。
参考文献
[1]金涛、陈军科，高层建筑荃础大体积混凝土抗裂措施分析[J].混凝土.2000.9
[2]杨和礼，基础大体积混凝土原材料对裂缝的影响与控制[J].建筑技术开发，2004，8.
[关键词]大体积混凝土；裂缝；防范
中图分类号：TU352 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0157-01
我们知道，混凝土工程的裂缝受结构设计、混凝土原材料、配合比、施工方法、施工质量、养护、环境等多种因素的影响，那么进行混凝土工程的裂缝控制就应该从多方面采取综合性措施，加大技术投入，健全技术管理制度，实现混凝土工程跟踪、监测、监控，建立混凝土的制备及施工工艺，进行严格的质量控制和管理，包括试配、原材料管理、搅拌、浇筑、振捣成型、拆模养护等环节，有一个环节没有处理好就有可能导致混凝土开裂。下面笔者探讨了大体积混凝土裂缝的防范。
1 结构设计方面措施
1.1 设置分布钢筋的影响
混凝土结构裂缝一般均由拉应力引起。材料的极限拉伸是指最终相对拉伸变形。混凝土材料结构是非均质的，承受拉力作用时，截面中各质点受力是不均匀的，有大量不规则的应力集中点，这些点由于应力首先达到抗拉强度极限，引起了局部塑性变形，如不配筋，便在应力集中处出现裂缝。如进行适当的配筋，钢筋将约束混凝土的塑性变形，从而分担混凝土的内应力，推迟混凝土裂缝的出现，同时也提高了混凝土的极限拉伸。
1.2 “抗”与“放”相结合的设计原则
（1）后浇带。后浇带的间距，由最多整浇长度的计算来确定，正常情况下根据理论公式计算其间距一般为20～30m.用后浇带分段施工时，其计算是降温温差和收缩分为两部分。
（2）应力释放带。正常情况下，后浇带的间距为20～30m。但在许多实际工程中，由于设计施工条件的制约，后浇带的间距往往超过这个范围.当地下室外墙很长或是环状全封闭结构时，其水平方向的约束应力相当大，若无处释放，就极容易产生竖向裂缝，因此在这类地下室外墙板上合理布置应力释放带，有目的地给予诱导释放，可以有效地减少或防止竖向裂缝的发生。
（3）膨胀加强带。大体积混凝土开裂，所遵循的规律是一再从中间开裂。中间部位收缩应力大，为了缓解这一拉应力值，可以在收缩应力值大的底板和侧墙中央设一道“膨胀加强带”，带宽一般为2～4m.膨胀带混凝土胀剂掺量为水泥用量的10～15%，其强度等级宜比两侧混凝土高一个等级，另外，膨胀加强带要适当提高温度钢筋的配筋率10%～15%。
1.3 地基处理
减小地基对混凝土基础的阻力，可以减小温度应力，避免发生温度裂缝.当地基为软土层时，可以优先考虑采用砂垫层加固地基。砂垫层不但可以提高地基的承载力，减小地下水或地表水的影响，而且还可以减小地基对混凝土基础的约束作用；当地基为坚硬的基岩或老混凝土基层时，可考虑在基础底部设置滑动层，例如可以在基础底部油两道热沥青后铺设一层油毡，也可以铺设砂卵石层，沥青砂浆层等。
2 混凝土材料方面的选择
2.1 水泥和水的选择
（1）降低水化热。首先应优先使用低热和中低热水泥。大体积混凝土结构在选用水泥品种时，应综合考虑水化热、强度、坍落度等因素。
（2）减少水泥用量。水化热与水泥用量成正比，每立方米的混凝土中水泥用量每增减10kg，水泥水化热使混凝土的温度相应升降1℃。因此，可通过采取适当的措施减少水泥用量来控制混凝土的温升，降低温度应力，减少混凝土开裂的可能性。
（3）减少用水量。混凝土的单位用水量越多，干缩率越大，一般用水量每增加1%，干缩率可增大2%～3%，在便于施工操作并保证振捣密实的前提下，混凝土应尽可能取较小的坍落度，减少用水量，并把离析、泌水现象降到最低程度。
2.2 骨料的选择
选择骨料时应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料，并强调骨料的连续级配。采用连续级配的骨料，可以提高骨料在混凝土中所占的体积，大幅度降低水泥用量，从而间接地降低水化热。而且，用连续级配的粗骨料配制的混凝土具有较好的和易性，可减少用水量，减小收缩。
2.3 矿物掺和料的选择
（1）粉煤灰。粉煤灰是一种由不同化学成分、不同矿物相、形态各异、大小不一的颗粒组成。但是，应用粉煤灰配制的混凝土，其早期强度偏低，这是因为粉煤灰的二次水化反应一般在混凝土浇筑14天后才开始进行，在温度较低时发生二次反应所需要的时间更长；加上由于粉煤灰取代了部分水泥，降低了混凝土中水泥的浓度，也必然降低混凝土的早期强度，同时延长了混凝土的粘结时间。因此，在确定粉煤灰的掺量时，既要保证相关的技术指标符合要求，同时还要满足施工的需要。试验结果表明，这些弊端可以通过采用减水剂与改性剂双掺的方法加以解决.
（2）沸石粉。沸石粉是架状构造的含水铝硅酸盆矿物，多孔、内表面积大，吸附性与离子交换力均强，需水性大于粉煤灰，与其它掺和料复合使用，可取得很好的技术经济效益。
3 施工方面的控制措施
3.1 浇筑控制措施
（1）全面分层法。即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，第二层混凝土的浇筑时间应控制在第一层混凝土初凝之前，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。这种方案适用于结构平面尺寸不太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可将结构分为两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
（2）分段分层法。混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层.由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
（3）斜面分层法。要求斜面坡度不大于1/3，适用于结构长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器.上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进，震动器也相应跟上。
3.2 振捣控制措施
混凝土的振捣对于实体工程质量相当关键，浇捣时振动棒采用垂直振捣，行列式排列，做到快插慢拔，根据混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡.由于采用混凝土的分层浇筑，在振捣上一层时，应插入下一层中，以消除两层中间的接缝，上一层混凝土的自然形成厚度不能超过振动棒长的1.25倍。混凝土的振捣时间不宜过长，一般为8s～10s，以防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。混凝土浇到面层时，表面应抹平压实，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡，以提高混凝土的密实度.通过合理的振捣工艺及方式，确保整个混凝土结构没有出现漏振现象，结构均匀密实，未出现分层。通过控制振捣时间，没有出现过振现象，混凝土没有因为施工问题出现泌水、离析等问题.在混凝土浇筑、振捣完成后及时的进行二次抹面，使得混凝土结构表面光洁，减少裂缝的出现。
参考文献
[1]金涛、陈军科，高层建筑荃础大体积混凝土抗裂措施分析[J].混凝土.2000.9
[2]杨和礼，基础大体积混凝土原材料对裂缝的影响与控制[J].建筑技术开发，2004，8.