水利施工中大体积混凝土抗裂技术探讨.pdf

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1、施工技术建耐目黄商2012年8月水利施工中大体积混凝土抗裂技术探讨毛卫斌(江西晶太水利电力建设有限责任公司)摘要：本文阐述了水利工程大体积混凝土裂缝所产生的原因以及对裂缝的控制措施，使得大体积混凝土水工建筑物的质量及安全得到保障。关键词：大体积混凝土；裂缝成因；控制措施水利工程大体积混凝土结构物，由于其截面尺寸较大，一般由外荷载引起裂缝的可能性很小，但由于水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，这将成为大体积混凝土结构出现裂缝的主要原因。1大体积混凝

2、土裂缝成因1．1收缩裂缝混凝土在逐渐散热和硬化过程中}1起的收缩应力是很大的，特别是大体积混凝土结构物，如果应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。在大体积混凝土中，即使水灰比不低，自身收缩量值也不大的情况下，但在与温度收缩叠加到一起时，就会使应力增大，所以在比较大的水工建筑物大体积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。1．2温差裂缝水泥水化热引起的混凝土内部与混凝土表面的温差过大。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑，浇筑后，由于体积大水泥因水化引起水化热聚集在内

3、部不易散发，其内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝龄期较短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。1-3安定性裂缝安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。2裂缝的控制措施2．1对收缩裂缝的防治在混凝土配置过程中应注意所选用的种、水泥用量及水灰比的控制，骨料、掺外加剂的选用等。2．1．1水泥的选用大坝混凝土应选用低发热量、低含碱期强度高、塑性性能好、初凝期长的特制泥。普通硅酸

4、盐水泥熟料化学成分见表1。表1普通硅酸盐水泥熟料化学成分矿物名称水化速度水化热体积收缩强度C3S快大中局C2S慢小由早期低、后期高C3A最快最大低C4AF较快由最小中由上表可以看出，C2S是比较适合的矿物，而C3A的含量应该加以控制。其化学成份的控制最好能作到C2S+C3S≥80％，C3A≤5％，C4AF≤15％。水泥供应品种不宜过多过杂，水泥运进工地以后应当严格地进行检验，并进行混凝土试验。2．1．2水泥用量及水灰比在混凝土配制时，尽量减少水泥用量及单位用水量，但又不能失掉水泥的流动性、粘聚性和保水性，以免

5、配制出的混凝土不合格，不能浇筑。所以对于最大水灰比和最小水泥用量有一个规定见表2。表2水工混凝土最大水灰比及最小水泥用量(kg／m3)最小水泥用量环境条件类别最大水灰比素混凝土钢筋混凝土预就算力混凝土O．65200220280O．6230260300O．55270300340四0．45300360380·48·2．1．3砂石骨料骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80～83％，因此，在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂除满足骨料规范要求外，应适当

6、放宽石粉或细粉含量，这样不仅有利于提高混凝土的工作性，而且可提高混凝土的密实性、耐久性和抗裂性。有研究表明，砂子中石粉比例一般在15—18％之间为宜。2．1．4掺和料水泥掺和料应当采用经过试验的、符合要求的活性材料，否则掺用不合格料也会大大影响混凝土的强度和寿命。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量L94,，均可掺用在混凝土中使用。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。这

7、些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。其他加掺合料的水泥，矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥等都是很好的选用对象。2．1．5外加剂高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，对提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用，是混凝土向高性能化发展的不可或缺的重要组分，应积极使用。2．2对温差裂缝的防治温差裂缝，即混凝土水化热引起的内部温度与混凝土表面的温差过大而导致的混凝土裂缝。引起水化热大的因素，除水和水泥用量、单位用水量、掺和料和外加剂

8、选用等混凝土配置上的因素外，还存在施工中的控制问题。因此，施工技术对于温差裂缝的控制也是极其有效的方法。2．2．1降低浇筑速度、减小浇筑层厚度大体积混凝土结构的浇筑方案，可分为全面分层、分段分层和斜面分层三种。全面分层法要求混凝土浇筑强度大，斜面分层法混凝土浇筑强度小，施工中可根据结构物的具体尺寸、捣实方法和混凝土供应能力，选择浇筑方案，目前应用较多的是斜面分层法。2．2．2加强混凝土的浇灌振捣，提