大体积水泥混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施.doc

大体积水泥混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施 中国教言科研与探索杂志2008年2月第1期No.1February2008 ● 其它t 大体积水泥混凝士裂缝产生原因及其预防控制措施 邢燕新疆公路管理局塔城公路总段塔城公路段 一 ,前言 随着我国基础建设的快速发展,大体积水泥混凝土施工 日益增多,而且大体积水泥混凝土施工中普遍会遇到裂缝问 题,根据多年对大体积水泥混凝土裂缝的总结,提出相应的 温度控制措施,施工措施,设计措施及原材料措施来预防裂 缝发生,以保证工程质量. 二,大体积水泥混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析 大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝,塑性收 缩裂缝,自身收缩裂缝,安定性裂缝,温差裂缝,碳化 收缩裂缝等.下面就常见裂缝谈点看法. 1,收缩裂缝又称干缩变形 混凝土在硬化过程中,由于水分逐渐蒸发,由表及里, 体积逐渐收缩,混凝土收缩总是表面较大,内部较小,常在 表面产生许多微细裂纹,影响混凝土的耐久陛. 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.应尽量减少水灰比,相对减少水泥浆 用量,一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小. 自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源.但它不是由于 水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔 的液面下降形成弯月面,产生所谓的自干燥作用.导致混凝 土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩. 自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期.因此在模板 拆除之前,混凝土的自身收缩大部分甚至全部已经完成.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,所以在混 凝土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.但是,许多断面尺寸虽不很大,且水灰比也不算小的 混凝土,也必须考虑水化热及随之引起的体积变形问题,以 最大限度减少开裂影响,也需要考虑将温度收缩和自身收缩 叠加的影响. 塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源.在水泥 活性大,混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下,混凝土 的泌水明显减少,表面蒸发的水分不能及时得到补充,这时 混凝土尚处于塑性状态,稍微受到一点拉力,混凝土的表面 就会出现分布不规则的裂缝.出现裂缝以后,混凝土体内的 水分蒸发进一步加快,于是裂缝迅速扩展.所以在这种情况 下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生. 2,温差裂缝也叫温度变形 混凝土随着温度的变化而发生膨胀或收缩的变形,称为 温差裂缝.混凝具有热胀冷缩的性质,它的温度膨胀系数为 1.1×10即温度升高1℃,每米膨胀0.01mm.混凝土内部 和外部的温差过大会产生裂缝.温差裂缝产生的主要原因是 118 混凝土硬化初期,水泥水化放出较多的热量,而混凝土又是 热的不良导体,散热缓慢,大体积有时内部温度可达50～ 70~C造成混凝土内部产生较大的体积膨胀.水泥水化热引起 的混凝土内部和混凝土表面的温差过大.因此,混凝土内部 与外部收缩互相制约,将产生很大拉应力,严重时使混凝土 产生裂纹.温差的产生主要有三种情况:第一种是在混凝土 浇筑初期,这一阶段产生大量的水化热,形成内外温差并导 致混凝土开裂,这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3 天(升温阶段).另一种是在拆模前后,这时混凝土表面温 度下降很快,从而导致裂缝产生.第三种情况是当混凝土内 部温度高达峰值后,热量逐渐散发而达到使用温度或最低温 度,它们与最高温度的差值即内部温差.这三种温差都会产 生裂缝,但最严重的是水化热引起的内外温差. 3,安定性裂缝 安定性裂缝表现为龟裂,主要是由于水泥安定性不合格 而引起. 三,裂缝的防治措施 1,设计措施 (1)精心设计混凝土配合比.在大体积混凝土工程中, 必须采用低热水泥,减少水泥用量,在保证混凝土具有良好 工作性的情况下,应尽可能降低混凝土的单位用水量,采用 三低(低砂率,低坍落度,低水胶比)二掺(掺高效减水 剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)的设计准则, 生产出高强,高韧性,中弹,低热和高抗拉值的抗裂混 凝土. (2)增配构造筋,提高抗裂性能.应采用小直径,小间 距的配筋方式,全截面的配筋率应在0.3～0.5%之间. (3)避免结构突变产生应力集中.在易产生应力集中的 薄弱环节采取加强措施. (4)在易裂的边缘部位没置暗梁,提高该部位的配筋率, 提高混凝土的极限抗拉强度. 2,原材料控制措施 (1)尽量选用低热或中热水混(如矿渣水泥,粉煤灰水 泥),或利用混凝土的后期强度e90～180d)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. (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