土建工程大体积混凝土施工裂缝

大体积混凝土施工的分析探讨以防为主(保温保湿养护为主要措施)，抗放兼施以防为主(保温保湿养护为主要措施)，抗放兼施的原则大体积混凝土定义混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。大体积混凝土裂缝影响因素与控制措施1、影响因素：温度裂缝：掺合料占胶凝材料的用量，浇筑的混凝土强度，混凝土养护时间（混凝土里表温差一致的时间间隔），混凝土里表温差。混凝土里表温差间接影响因素为水泥水化热、水泥含量。2、预控措施：粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%；矿渣粉的掺量不宜超过胶凝材料用量的50%；粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量不宜大于混凝土中胶凝材料用量的50%。大体积混凝土的设计强度等级宜在C25～C40的范围内，并可利用混凝土60d或90d的强度作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定及工程验收的依据。保湿养护的持续时间不得少于14d，应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不宜大于25℃；混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃；混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d；混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃。大体积混凝土的模板,结合大体积混凝土的养护方法进行保温构造设计。大体积混凝土的拆模时间，混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃。大体积混凝土有条件时宜适当延迟拆模时间，拆模后，应采取预防寒流袭击、突然降温和剧烈干燥等措施。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天的水化热不宜大于240kJ/kg，7d天的水化热不宜大于270kJ/kg。拌和水用量不宜大于175kg/m3。水胶比不宜大于0.55。三、大体积混凝土的裂缝的危害大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1~0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.2~0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。四、大体积混凝土施工裂缝产生的原因在工业与民用建筑的设备基础、箱形基础、筏基底板、立墙及地下隧道等大体积混凝土施工中，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，而导致混凝土发生裂缝现象。大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，必须予以重视和加以控制。因此，控制混凝土浇筑体因水泥水化热引起的升温、混凝土浇筑体的里外温差及降温速度，防止混凝土出现温度裂缝是施工技术的关键问题，必须认真对待。造成大体积混凝土施工裂缝的原因是复杂的，而且是综合性的，主要有以下几种：1.温度原因1）由于温差较大引起的混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。2）由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积混凝土浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。2.沉降伸缩裂缝当然混凝土沉缩裂缝在大体积混凝土（特别是泵送大流态混凝土）施工中也是非常多的。混凝土浇筑成型后，养护工作不到位，没有及时地进行表面履盖，表面水份散失过快，导致混凝土内部与外部不均匀收缩。其表面干收缩大于其内部干收缩值。由于此干缩快慢差而形成的混凝土表面拉应力，也是混凝土产生裂缝的重要原因。主要表现在振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，混凝土浇筑后，没有及时抹压实（特别是初凝前的二次拌压），且表面覆盖不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，混凝土早期强度又低，不能抵抗这种变形而导致开裂。五、大体积混凝土裂缝施工过程的控制针对以上所分析的裂缝形成原因，我们可以采用以下措施加以控制：1.严格控制混凝土的组成材料大体积混凝土一般都是采用商品混凝土和泵送工艺浇筑，泵送商品混凝土对原材料的技术指标要求很高。因此，首先混凝土的生产设备的稳定运行和计量的精确应得到有效保障，组成混凝土的所有材料应符合规范标准的要求，以确保混凝土的质量。1）水泥品种的选择。应根据大体积混凝土的特点，既要注意水泥的水化热，又要注意水泥的收缩作用，选用低水化热、低收缩的水泥，如抗硫酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣水泥，而不要采用早强型水泥。2）外加剂使用。采用缓凝剂、减水剂，延缓混凝土的凝结硬化速度，充分利用外加剂（特别是缓凝剂）的特性。适量掺入粉煤灰、矿渣粉掺和物等，在尽量少用水泥的基础上，掺入一定量的粉煤灰，以保证胶凝材料的总量。掺入适量的优质粉煤灰可以代替和节约水泥，一般掺量为水泥重量的15%~20%，粉煤灰在混凝土中主要起物理填充作用，加强了粉末效应，增加了混凝土的密实度，可以改善混凝土的工作度，改善施工性能，减少混凝土的泌水和离析现象，减少收缩。粉煤灰还能够延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值。粉煤灰和减水剂同时掺入混凝土中，可以降低水灰比，减少水泥浆量，提高混凝土的可泵性。3）粗细骨料的选择。配制大体积混凝土，应选用细度模数在2.7~3.1之间的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值为0.33，以合理粗细骨料的比例，砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，增加了收缩，对抗裂不利。碎石应采用粒径5-31.5mm，含泥量不大于1%，级配良好弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。4）混凝土的配合比设计。优化合理地选择混凝土的强度和强度标准差。结合现场的实际要求，合理利用混凝土的后期强度，如60天、90天或更长时间的强度。2.优化混凝土的施工过程1）认真合理编制大体积混凝土施工方案。组织施工管理人员和施工班组详细交底，分清职责，检查设备和做好物资储备，在浇筑混凝土过程中，应严格按照施工方案的施工线路实施浇筑。2）严格控制坍落度。在施工中控制各车发出、到达时间，混凝土坍落度各车不要有大的差异，浇筑基础时底板坍落度可控制在100—140mm，也可根据天气状况适时调整。混凝土浇灌时，搅拌车在卸料前，要求高速运转一分钟，确保进入泵车受料斗的混凝土质量均匀。3）大体积混凝土的浇筑应合理分段，分层进行，使混凝土高度均匀上升，混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不能过长，在前层混凝土初凝前必须把后层混凝土浇上。浇筑应在室外气温较低时进行，混凝土浇筑气温不宜超过28℃，在炎热的气候条件下应采取降温措施。4）在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次振捣措施。在施工中适时增加抹面次数，不得少于3遍，采取人机抹面对消除表面裂缝是有效的。5）大体积混凝土浇筑必须安排专人负责监控混凝土里表温差、降温速率及环境温度，在混凝土浇筑后，每昼夜可不应少于4次；入模温度的测量，每台班不少于2次。如有异常情况，及时上报，采取措施，处理解决。3.加强大体积混凝土的养护在尽量减小混凝土内部温升的前提下，大体积混凝土的养护是一项关键工作，必须切实做好，对混凝土养护时间不少于14d。养护主要是保持适宜的温度和湿度条件，保温的目的有两个，一是减小混凝土表面的热扩散，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝；二是延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料松驰特性，使平均总温差对混凝土产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝。潮湿养护的作用：一是刚浇筑不久的混凝土，尚处在凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝；二是混凝土在保温（25—40℃）及潮湿条件下可使水泥的水化作用顺利进行，提高混凝土的极限拉伸和抗拉强度，使早期抗拉能力增长很快。在施工过程中早期因水泥水化热使混凝土内部湿度很高，如过早拆模，混凝土表面温度较低，形成很陡的温度梯度，产生很大的拉应力，这对于早期强度低，极限拉伸小的混凝土处于不利的温度条件下，就极易形成裂缝。因此大体积混凝土除要求强度外，还必须防止内外温差太大而引起裂缝。正确规定拆模时间对防止裂缝的开展关系较大，要应尽量延迟模板拆除时间，五、结语通过以上分析探讨，目前大体混凝土施工要做到优化配合比，选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，以降低混凝土最高温升，降低混凝土所受的拉应力。同时，要加强施工现场的管理。混凝土浇筑后，应尽快回填土，加以养护。大体积混凝土控制的目标：防止裂缝的发生。裂缝发生的主要原因：温度裂缝。措施：以防为主(保