大体积及超长结构混凝土的裂缝控制技术

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1、水泥与混凝土广东建材2010年第2期大体积及超长结构混凝土的裂缝控制技术何天宋(深圳市晋荣混凝土有限公司光明分公司)摘要：大体积及超长结构混凝土由于其较大的温差收缩及干燥收缩，导致裂缝控制的难度加大，必须从材料、结构、施工等方面综合采取有效的措施。关键词：大体积；超长结构混凝土；收缩应力；膨胀加强带；干燥收缩；配筋率；养护近年来，发现有不少新建成或正在施工的大型商住楼中，其地下室大部份为大体积及超长结构。由于结构整体性及地下室防水的要求，取消地下室底板所有后浇带，导致采用超长结构混凝土无缝施工技术推广应用越

2、来越广泛。1超长结构无缝施工裂缝控制的基本原理在混凝土中掺加适量的膨胀剂，通过水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和临位混凝土限制下，在钢筋混凝土中建立0．2～1．OMPa的预压应力，可大致抵消混凝土收缩时产生的拉应力，防止混凝土开裂。同时，与水泥水化反应牛成的钙钒石晶体属针状、棒状晶体、填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔，使混凝土的抗渗防水防腐能力大大提高，从而达到混凝土结构白防水的目的。下面从收缩应力角度对超长无缝施工裂渗控制进行分析，工民建的整体式基础，箱形基础的底板，其特点是厚度(或高度)H远小

3、于长宽尺寸L，当H／L40．2时，板在温度收缩变形下，离开端部区城，板的全截面而受拉应力较均匀，在地基约束下，将出现水平方向应力&x。从工程实践可知，＆x是设计主要控制应力，是引起垂直裂缝的主要应力，其最大值&max出现在板截面的中点，见图1。图1当&max超过混凝土的抗拉强度(Rt)板中部出现第一条垂直裂缝：开裂后，每块板的水平应力重新分布，最大应力＆x出现在每块板的中部，&x>Rt，又形成第二批裂缝，见图2，这种裂缝的有序排列在工程中见到。为防止这种有序裂缝的出现，工程中靠设置后浇带来释放收——34——

4、[[互第二批裂缝图2应力与裂缝的分布示意图缩应力，这是控制裂缝的主要措施之一。为控制混凝土的裂缝，最常用的方法是设置后浇带和永久伸缩缝，采用掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土是以抗为主，抗放结合的裂缝控制原则，裂缝控制的大原则是，以防为上策，以补为F策。从以下方面应力公式可知：&max=-EaT(1一寺)，(B2警)cosh13昙““其中：Cx——水平阻力；卜板厚；E——混凝七弹性模量，后浇缝只在较短的间距(L)的范围对削减收缩应力(＆max)起显著作用，超过一定长度，即使设后浇带也没有意义，按理论计算，削减&ma

5、x的有效间距为30"--55m。2膨胀加强带的原理与施工要点(1)膨胀加强带要求设置在混凝土收缩应力发生的最大部位，一般的就是长度方向的中间位置，对于超长普通混凝士伸缩缝设置距离很长的超长连续无缝施工的混凝土，可设置多条膨胀加强带。膨胀加强带作用主要有两个方面：①膨胀加强带混凝土的设计强度应比相邻的非膨胀加强带混凝土的设计强度提高5MPa，从而提高膨胀加强带混凝土的抗拉强度，提高最易开缝部位的抗拉强度，防止混凝十在最易开缝的部位开缝；②膨胀加强带混凝土掺量应比带外混凝十掺量提高一些，一般应提高到8％～10％

6、。从而提高最易开裂部位的膨胀率，消除该部位混凝土内的预应力，避免混凝土开裂。广东建材2010年第2期水泥与混凝土(2)膨胀加强带宽2m。带的两侧布置①5mm，网格尺寸为40X40ram的钢丝网，将带内混凝土与带外混凝土分隔开，钢丝网垂直布置在上下层(或内外层)钢筋之‘间，两端分别绑扎在上下层(或内外层)钢筋上。(3)膨胀加强带内增设(10～15)％水平温度钢筋。并均匀布置在上下层(或内外层)钢筋上。水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布，两端积压伸出膨胀加强带2m，并固定在上下层(或内外层)钢筋上。(

7、水平温度钢筋的配制以配筋率高低而确定)。(4)膨胀加强带做法：带内混凝士强度等级比带外混凝十强度等级高5MPa，带外混凝土膨胀剂掺量为6％～8％，带内混凝土膨胀剂掺量为8％～10％。(5)材料方面：①减水剂的应用。关于混凝土干缩(干燥收缩)的机理解释有计多理论，其中以Powers．T．C等人研究提出的混凝土的干缩毛细管张力理论被公认为影响最大，根据这一理论认为，由于存在水泥胶凝孔隙中的水分而发生的毛细管张力造成混凝土的收缩，即混凝土中存在有极细的孔隙(毛细管)，水从中逸出，在这些毛细管中产生毛细管张力使混凝

8、土产生变形，造成干缩，而这种干缩变形又受水泥浆中的毛细管的大小和数量所左右。因此，要降低混凝十的干缩，就必须设法降低毛细管的数量或降低毛细管的表而张力。后者国内已有人在从事此方面的研究，但还未广泛应用。毛细孔是由于混凝土中满足水泥水化成水泥石以外的多余的水分蒸发后形成的，要减少毛细孔生成直接有效的方法就是采用减水剂减少混凝土拌和用水量，从而减少混凝土中的游离水蒸发时遗留下来的毛孔体积。②缓凝剂可推迟最高温升出现时