大体积钢纤维混凝土裂缝控制施工工法

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1、大体积钢纤维混凝土裂缝控制施工工法一、前言随着国民经济的发展大型现代化的技术设施或构筑物不断的增多，而大体积混凝土是构成其主体的重要组成部分，大体积混凝土特点：施工构筑物体积厚大，由此带来的问题是水泥水化作用所放出的热量使混凝土内部温度逐渐提升，由此产生的内部热量又不易导出，造成较大的内外温差；加之混凝土的抗拉强度低，弹性模量小，致使混凝土开裂，影响工程质量。因此如何分析鉴定裂缝的产生和发展并有效地进行裂缝的控制处理，对保证混凝土结构的整体性和正常使用有重大意义。    一、工法特点　　基于大体积混凝土裂缝，从混凝土的自身

2、、所处的环境，内外温差和水化热等方面分析原因，并提出了大体积混凝土的内部温升，可视为强化水泥水化硬化，充分利用其活性的能源。因而减少水泥用量，控制温差应力，稳定自身体积，取得较好的技术经济效果。二、工艺原理　　1．从原材料及配合比的选用上使混凝土产生的水化热减少；　　2．解决混凝土浇筑技术和防裂方法；　　3．加强养护，控制混凝土内外温差；4、增加钢纤维材料，更有效控制裂缝产生的机率。三、混凝土裂缝的形成原因分析大体积混凝土墙体和顶板等结构裂缝的发生是由多种原因引起的。各类裂缝产生的主要影响混凝土的自身收缩大部分已经产生，其

3、主要因素如下:(一)收缩裂缝   混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量、掺合料。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。混凝土的逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力，如果产生的收缩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。  人们对收缩给予很大的关注，但引人关注的并不是收缩本身，而是由于它会引起开裂。混凝土的收缩现象有好几种，比较普通的是干燥收缩和温度收缩。  自身收缩和干缩一样，是由于水的迁移而引起

4、，但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，混凝土体的相对湿度降低，体积减小。水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反，即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减小，而自身收缩增大。当水灰比大于0.5时，其自干燥作用和自身收缩与干缩相比小得可以忽略不计;但是当水灰比小于0.35时，体内相对湿度会很快降低到80%以下，自身收缩与干缩则接近各占一半。   自身收缩中发生于混凝土拌和后的初龄期。因为在这以后，由于体内的自干燥作用，相对湿度降低，水化就基本上终止了。即

5、在模板拆除之前，混凝土的自身收缩大部分已经产生，甚至已经完成而不像干燥收缩，除了未覆盖且暴露面很大的地面以外，许多构件的干缩都已经发生在拆模以后，因此只要覆盖了表面，混凝土就不发生干缩。  在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起就要使应力增大。所以在施工时应就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。现今许多断面尺寸虽不很大，且水灰比也不算小的混凝土，已“达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响”，因而也要像大坝一样，需要考虑将温度收缩和自身收缩叠加的影

6、响，况且在这些结构里，两者的发展速率均要比大坝混凝土快得多，因此也激烈得多。    还有塑性收缩，在水泥活性大、混凝土温度较高，或者水灰比较低的条件下也会加剧引起开裂。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规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。所以在上述情况下混凝土浇注后需要及早覆盖。 (二)温差裂缝  混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和

7、混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。   大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不容易散发，混凝土内部温度将显著升高，而混凝土表面则散热较快，形成了较大的温度差，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，则会在混凝土的表面产生裂缝。   大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时

8、混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌和水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收