超长混凝土结构裂缝控制技术措施

超长混凝土结构裂缝控制技术措施概述本工程大地下室平面尺寸近似为240x400m，结构尺寸超长，未设置变形缝，在混凝土收缩，温度作用下易产生裂缝。产生混凝土裂缝的原因分析根据本工程结构设计形式及特点，以及我司类似工程的施工经验，将工程施工中可能产生混凝土裂缝的成因分类做如下分析，并制定相应的控制措施。序号裂缝分类形成原因主要出现部位1混凝土自身特点形成裂缝混凝土是粗集料、细集料、水泥石、水和气体所组成的非均质堆聚结构，混凝土在凝结硬化时，会产生体积变形，即为混凝土自身收缩；当温度、湿度变化时，混凝土中水泥石的干燥和冷却收缩大，而集料的干燥和冷却收缩小，同时水泥石和集料之间相互粘结而约束，会产生内部应力导致变形和裂缝。这些即是由于混凝土自身特性所产生的变形和裂缝。所有结构部位2沉陷收缩裂缝沉陷收缩裂缝产生的原因主要是混凝土流动性过大和流动性不足以及不均匀，在凝结硬化前没有沉实或者沉实不够，当混凝土沉陷时受到钢筋、模板抑制以及模板移动、基础沉陷等所致。沉陷收缩裂缝在混凝土浇筑后1～3小时出现，裂缝的深度通常达到钢筋上表面。墙柱结构、3干缩裂缝现浇混凝土表面，在混凝土终凝后，由于无恰当养护措施，混凝土受外部条件影响，表面水分损失过快，变形大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。地下室侧墙4塑性收缩裂缝在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件下会加剧引起塑性收缩开裂。因为这时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均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。楼盖板、基础底板5温度裂缝在混凝土凝结硬化过程中，由于热量的传递、积存，混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3~5天，因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度高，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。温度应力和温差成正比，温差越大，温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土抗拉强度)时，就会产生裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3～5天，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。剪力墙、基础筏板6安定性裂缝安定性裂缝表现为混凝土结构龟裂，主要是原材料原因，即水泥安定性不合格而引起的。所有结构7化学反应引起裂缝由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄，空气中的各种有害物质进入混凝土后发生化学反应，使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋在混凝土内部不断的积累后，体积膨胀，导致结构胀裂。混凝土自身存在及混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝，一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救。墙柱结构楼盖结构8受外部约束引起裂缝本土建工程部分地下室侧墙长度较长，侧墙结构产生温度和收缩变形，在高度方向是自由的，但在纵向却受到另一结构——地下室底板的约束，在长墙承受降温和收缩作用时，必将产生缩短变形，受到底板的约束，引起拉应力，当拉应力超过抗拉强度时便引起开裂。地下室侧墙超长结构裂缝施工控制措施影响因素控制方法方法分析及说明控制要点材料选择合适水泥品种本工程选用矿渣硅酸盐、低碱、低水化热水泥，并掺加15-30%符合国家标准的Ⅰ级粉煤灰以取代水泥，以改善混凝土性能，降低水泥用量。1.低热矿渣水泥7天的水化热不大250KJ/Kg。2.粉煤灰掺量根据试配、试验确定。选择合适骨料品种及级配强度高、级配良好、含泥量小的石子总表面积小，需要包裹的水泥浆少，能减少水泥用量，提高混凝土的密实性；在级配良好的前提下，石子粒径越大水泥浆用量减少，但流动性较差；细砂总表面大、水泥需用量增加，粗砂虽水泥浆用量可减少，但容易产生泌水，降低工作性能；含泥量小的骨料能减少混凝土的收缩，提高混凝土的耐久性。1.含泥量：石子1%；砂1%-1.5%；2.粗骨料级配：大体积混凝土粗骨料连续级配为5～40mm；非大体积混凝土粗骨料连续级配为5～31.5mm；3.细骨料：采用中、粗砂，细度模量为2.80，平均粒径为0.38mm。掺加高效减水剂，降低水灰比搅拌混凝土用水量比胶凝材料水化所需用水量多，混凝土中多余水挥发引起混凝土更大的收缩，掺加适量减水剂以降低水灰比、减少用水量能有效减少混凝土收缩。选用聚羧酸盐高效减水剂，使用前对选用的水泥和各种掺合料做多种掺量下的相容性试验，寻找掺量饱和点和最佳掺量。配比影响因素多组试配试验选择最优配比配合比设计应首先在满足强度要求和工作性能的前提下，减少水泥用量和用水量，降低砂率、提高粗骨料含量、控制含气量，以减少混凝土的自收缩，降低绝对温升，延缓水化热峰值，提高混凝土的抗裂性、密实性和耐久性等。1.60天强度作为配合比设计强度指标，最终强度不大于设计强度的1.2倍。2.粘度适宜，无离析、泌水现象，坍落度T＝140±20mm，经时损失值＜10％。初凝时间8～10h，终凝10～12h。3.采用混凝土收缩试验仪和平板开裂试验仪分别检测混凝土体积稳定性与抗裂能力，控制体积变形≤0.02%。操作影响因素检测混凝土入模温度控制混凝土的入模温度，保证混凝土入模后强度能正常增长，同时避免由入模温度不合适带来混凝土表面与大气温度间、中心与表面温度间更大的温差，引起混凝土更大的温度裂缝和收缩裂缝。当检测出温度不合适时，及时调整混凝土的出机温度及运输保温方式：当温度过高时，搅拌时加入冰水，并在运输车上和浇筑泵管上裹保温材料进行保温。1.混凝土的入模温度控制在20～30℃较为合适。2.调整混凝土出机温度的冰水掺加量通过计算确定。3.减少混凝土运输与浇筑过程的温度损失的保温材料厚度通过计算确定。坍落度筒检测混凝土入模坍落度控制混凝土的入模坍落度，保证混凝土具有良好的泵送性能的基础上，避免因坍落度过大引起混凝土更大的收缩。入模坍落度T＝140±20mm。控制混凝土振捣时间与振捣方法控制混凝土的振捣时间和振捣方法，并在混凝土初凝前进行二次振捣，避免混凝土因过振引起泌水、漏振造成密实性不良进而降低结构的抗裂能力。1.振捣时间以混凝土表面刚刚泛浆且不再产生气泡为准；2.振捣方法以能保证混凝土密实为标准，不得漏振或过振。加强混凝土表面处理混凝土表面收光抹平后，由于表面水分损失较快，容易产生收缩裂缝。混凝土初凝后终凝前二次抹压，闭合收水裂缝。环境影响因素选择合理的养护措施当混凝土养护环境湿度较小时，混凝土表面及内部水分较快流失，容易形成表面收水裂缝和内部自收缩裂缝。当混凝土养护环境温度与混凝土表面温度温差、表面温度与内部中心温度温差大于25℃时，混凝土的温度应力将超过混凝土抗拉强度，造成混凝土温度裂缝。总降温差不大于30℃。1.养护环境湿度：不小于80%；2.养护方式：水平结构覆盖塑料薄膜密封保湿；竖向结构柱拆模后包裹塑料薄膜养护；墙挂麻袋片浇水养护。3.混凝土养护时间：养护时间不少于两个月。结构面及时覆盖防水层及回填土混凝土的暴露面越大，暴露时间越长，收缩越大。地下室顶板施工完成后，及时做防水层及回填土，避免干风直接吹刮混凝土结构面。抵抗裂缝发生的措施补偿收缩技术在混凝土中掺加适量的微膨胀剂，微膨胀混凝土在水化过