浅析大体积混凝土的裂缝控制.pdf

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1、广东建材2015年第11期质量控制与检测浅析大体积混凝土的裂缝控制覃永红(中山市建华混凝土有限公司)【摘要】分析大体积混凝土裂缝产生的原因，并从设计、材料、施工等方面采取具体措施，尽可能杜绝贯穿性裂缝，减少表面裂缝的生成。【关键词】大体积混凝土：裂缝；混凝土收缩：配筋率1前言大体积混凝土在建设和使用过程中会出现不同形式和程度的裂缝，这在工程建设中已经是普遍存在的一种现象。大体积混凝土一旦产生裂缝，如果不及时采取相应措施，很容易发展成贯穿性裂缝，轻则降低混凝土的耐久性，削弱结构的承载能力，严重的还会危及建筑物的安全。因此如何控制混凝土裂缝的生成，已成为广大专家学者们所面临的一个重要课题

2、。所谓大体积混凝土[1]，就是指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。2大体积混凝土裂缝产生的原因裂缝一般分为两种：结构型裂缝和非结构型裂缝。结构型裂缝是指结构物在实际使用过程中要承受各种荷载，当结构的抗拉强度不足以抵抗荷载作用时，结构就可能出现裂缝。而我们常见的混凝土裂缝中有80％左右则属于非结构型裂缝[习，它是指混凝土的组成材料在塑性状态或固化后均可能产生由内应力引起的裂缝，其中由于温度应力和混凝土的收缩所引起的裂缝是主要因素。(1)温度应力产生的裂缝(温度裂缝)：温度裂缝多发生在大体积

3、混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化会产生大量的水化热，由于混凝土的截面积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成较大的内外温差，这种温差导致混凝凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。由于早期混凝土强度较低，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时(约为抗压强度的1／10)，混凝土表面就会产生裂缝。在后期，混凝土内部开始降温冷却，而由于旧混凝土垫层或者基岩的约束，又会在混凝土内部产生拉应力，当这种应力达到一定程度时也会产生裂缝，而且多发生于混凝土内部，裂缝不仅很深

4、，而且可以贯穿混凝土整体，对混凝土结构的影响是破坏性的。内外温差是产生大体积混凝土贯穿性裂缝的最主要因素。(2)收缩裂缝：混凝土的收缩是指混凝土在凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象。混凝土的收缩情况比较复杂，它主要包括塑性收缩、干燥收缩、化学收缩和碳化收缩等，较大的收缩也会引起混凝土开裂。塑性收缩是由于混凝土在凝结之前的表面失水引起毛细管压力而产生的表面收缩，这时混凝土表面水分蒸发的速度大于泌水速度，它发生在混凝土浇筑后4～15小时左右，塑性收缩是混凝土产生表面裂缝的主要原因，一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈直线形，互不连贯状态，处理不及时会发展成贯穿性裂缝。干燥收缩是指混凝土

5、中的水泥石因环境失水产生的收缩，多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，而且这种收缩是不可逆的。化学收缩是指由于水泥水化而产生的收缩。碳化收缩是由于大气中的CO。在有水分的条件下，与水泥的水化产物发生化学反应产生CaCO。并伴随体积收缩。后两种收缩都不能恢复，但收缩量一般不大。3防止裂缝产生的措施从以上分析可以看出，大体积混凝土中裂缝的产生大多是由于温差和混凝土的各种收缩引起的，为了有效预防裂缝的产生，我们主要从设计、材料、施工三个方面采取相应的措施。3．1设计(1)配合比设计：在混凝土的配合比设计中主要通过一33—质量控制与检

6、测广东建材2015年第11期降低水灰比、延长缓凝时间、适当增加掺合料的掺量等措施来预防裂缝的生成。在大体积混凝土中其水胶比一般不要大于0．45，同时控制混凝土坍落度在14+2cm以内，这样通过减小用水量来控制混凝土中多余的自由水分。在混凝土中真正参与水泥水化的水只占混凝土用水量的很小部分(约为30％)，其余大部分用水量只是为了满足混凝土和易性而最终都要蒸发掉，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形产生裂缝。大体积混凝土由于方量较大，水泥用量也大，水泥水化热集中，为防止水化热过高而引起温度裂缝，在配合比设计中通过掺加缓凝剂相应延长缓凝时间(初凝8～lOh、终凝大于12h)，用

7、矿粉等量取代部分水泥，同时适当增大粉煤灰的掺量以避免放热峰值过于集中，从而降低混凝土内外温差，防止温度裂缝的产生。(2)合理布筋：钢筋的弹性模量比混凝土的大7～15倍，合理的钢筋配置可以起到减轻混凝土收缩的作用。底板与顶板的长向钢筋放在外侧，剪力墙水平分布钢筋放在外侧，由于剪力墙裂缝主要是收缩裂缝，为了抵抗水平方向的收缩应力，在相同的配筋率下，应选择细筋密布的办法来布筋。经验表明剪力墙水平筋间距一般不要超过lOOmm，比如图纸设计水平构造筋为①14@150