大體積混凝土裂縫防治
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在現今的建筑施工中大體積混凝土澆筑越來越多，大體積混凝土應該如何控制質量，怎樣進行防裂和溫度控制則非常重要。
大體積混凝土的定義：大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于等于1m的混凝土結構，其尺寸已經大到必須采用相應的技術措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應力并控制裂縫開展的混凝土結構。有時結構雖然斷面不大，但水泥的水化熱較大，也應按大體積混凝土考慮。大體積混凝土對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當，溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產生裂縫。
大體積混凝土內出現的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結構的斷面，可能破壞結構的整體性和穩定性，其危害性是較嚴重的;而深層裂縫部分地切斷了結構斷面，也有一定危害性;表面裂縫一般危害性較小。出現裂縫并不是絕對地影響結構安全，它都有一個最大允許值。處于室內正常環境的一般構件最大裂縫寬度≤0.3mm;處于露天或室內高濕度環境的構件最大裂縫寬度≤0.2mm。
大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫，一方面是混凝土內部因素：由于內外溫差而產生的;另一方面是混凝土的外部因素：結構的外部約束和混凝土各質點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強度較大，但相對來說，混凝土抗拉強度卻很小，所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內，一般不會影響結構的強度，但卻對結構的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。
產生裂縫的主要原因有以下幾方面：
1.水泥水化熱。水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去，以至于越積越高，使內外溫差增大。當砼的抗拉強度不足以抵抗該溫度應力時，便開始產生溫度裂縫。這就是大體積砼容易產生裂縫的主要原因。
2.外界氣溫變化。溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的;溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達60～65℃，并且有較長的延續時間。
3.混凝土的收縮。混凝土中約20℅的水分是水泥硬化所必須的，而約80℅的水分要蒸發。多余水分的蒸發會引起混凝土體積的收縮?；炷潦湛s的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。
4.約束條件。大體積鋼筋混凝土與地基澆筑在一起，當早期溫度上升時產生的膨脹變形受到下部地基的約束而形成壓應力。由于砼的彈性模量小，徐變和應力松弛度大，使砼與地基連接不牢固，因而壓應力較小。但當溫度下降時，產生較大的拉應力，若超過砼的抗拉強度，砼就會出現垂直裂縫。
那么如何防止大體積混凝土產生有害裂縫呢？
一、首先大體積混凝土所選用的原材料應注意以下幾點：
1.粗骨料宜采用連續級配，細骨料宜采用中砂。
2.外加劑宜采用緩凝劑、減水劑;摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。
3.大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，應提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。
4.水泥應盡量選用水化熱低、凝結時間長的水泥，優先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等。
5.大體積混凝土配合比應符合下列規定：大體積混凝土配合比的設計除應符合設計強度等級、耐久性、抗滲性、 體積穩定性等要求外，尚應符合大體積混凝土施工工藝特性的要求，并應符合合理使用材料、降低混凝土絕熱溫升值的原則。
二、其次大體積防水混凝土的施工，應采取以下措施：
1.在設計許可的情況下，采用混凝土60d強度作為設計強度;
2.在炎熱季節施工時，采取降低原材料溫度、減少混凝土運輸時吸收外界熱量等降溫措施;
3.混凝土內部預埋管道，進行水冷散熱;
4.大體積混凝土工程的施工宜采用分層連續澆筑施工或推移式 連續澆筑施工。使混凝土沿高度均勻上升;澆筑應在室外氣溫較低時進行，混凝土澆筑溫度不宜超過28℃。混凝土澆筑溫度系指混凝土振搗后，在混凝土50㎜～100㎜深處的溫度。應依據設計尺寸進行均勻分段、分層澆筑。當橫截面 面積在200m以內時，分段不宜大于2段;當橫截面面積在300m以內時， 分段不宜大于3段，且每段面積不得小于50m。每段混凝土厚度應為1.5m～2.0m。段與段間的豎向施工縫應平行于結構較小截面尺寸方向。當采用分段澆筑時，豎向施工縫應設置模板。上、下兩鄰層中的豎向施工縫應互相錯開。當采用泵送混凝土時，混凝土澆筑層厚度不宜大于500mm;當采用非 泵送混凝土時，混凝土澆筑層厚度不宜大于300mm。大體積混凝土施工采取分層間歇澆筑混凝土時，水平施工縫設置除應 符合設計要求外，尚應根據混凝土澆筑過程中溫度裂縫控制的要求、混凝土的供應能力、鋼筋工程的施工、預埋管件安裝等因素確定。大體積混凝土在澆筑過程中，應采取措施防止受力鋼筋、定位筋、預 埋件等移位和變形。大體積混凝土澆筑面應及時進行二次抹壓處理。
5.采取保溫保濕養護。對大體積混凝土的養護，應根據氣候條件按施工技術方案采取控溫措施，并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內部溫度，將溫差控制在設計要求的范圍以內?；炷林行臏囟扰c表面溫度的差值不應大于25℃，混凝土表面溫度與大氣溫度的差值不應大于20℃，養護時間不應少于14d。并應控制降溫速率：大體積砼的溫度變化曲線一般先是一個升溫過程，升到最高點后就慢慢降溫，升溫的速度要比降溫的速度大。
砼養護可遵循降溫速率"前期大后期小"的原則。因養護前期砼處于升溫階段，彈性模量、溫度應力較小，而抗拉強度增長較快，在保證砼表面濕潤的基礎上應盡量少覆蓋，讓其充分散熱，以降低砼的溫度，亦即養護前期砼降溫速率可稍大。養護后期砼處于降溫階段，彈性模量增加較快，溫度應力較大，應加強保溫，控制降溫速率。
雖然大體積混凝土裂縫產生的原因很多，但只要嚴格按規范規定施工，認真積極的探索裂縫產生的原因，及早采取相應的預防措施，就能有效地控制大體積混凝土結構的裂縫。
參考文獻：
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