大體積混凝土施工的防裂要點
發布時間：2010-01-14 共1頁
國內在體積混凝土溫控防裂方面，有兩個家，一個是朱伯芳院士，另一個就是王鐵夢教授，前者的貢獻主要在水工體積混凝土結構，推動并建立了比較成熟的體積混凝土施工過程有限元仿真計算的理論，并廣泛應用在水工建筑物的設計和研究中；后者的貢獻主要集中在工民建結構中的體積混凝土結構，諸如超長超厚的混凝土底板的通倉澆筑技術，建立并完善了比較成熟的數值解法（可手算），公式簡單而實用，廣泛應用于工民建結構！可以說前者長于理論，精通有限元，后者長于實踐，側重于工程，可謂各有所長！
國內外量實踐證明，各種體積混凝土裂縫主要是溫度變化引起。體積混凝土澆筑后在升溫階段由于體積，集聚在內部的水泥水化熱不易散發，混凝土內部溫度將顯著升高，這樣在混凝土內部產生壓應力，在外表面產生拉應力，由于此時混凝土的強度低，有可能產生表面裂縫。在降溫階段新澆混凝土收縮因存在較強的地基或基礎的約束而不能自由收縮。升溫階段快，混凝土彈性模量低，徐變的影響，所以降溫時產生的拉應力于升溫時產生的壓應力。差值過時，將在混凝土內部產生裂縫，最后有可能形成貫穿裂縫。為解決上述二類裂縫問題，必須進行合理的溫度控制。
混凝土溫度控制的主要目的是使因溫差產生的拉應力小于同期混凝土抗拉強度的標準值，并有一定的安全系數。為計算溫差，就要事先計算混凝土內部的最高溫度，它是混凝土澆筑溫度、實際水化熱溫升和混凝土散熱溫度的總和。
體積混凝土施工主要需解決因水泥水化產生的化學收縮、內部溫降、內外溫差、干縮這幾個常見原因導致的混凝土開裂破壞．因此,針對開裂機理,采用正確的措施,保證體積混凝土不開裂還是很容易滴！
下面我們分別分析四種致裂因素:
1化學收縮
一般水泥因水化產生的體積上的收縮作用（自身體積變形）是不可避免的，對同一種水泥而言,其收縮比例是恒定的,因此對普通混凝土工程化學縮減產生的混凝土收縮是不可避免的，只有改變水泥的礦物組份或摻入膨脹劑等外摻物,改變水泥水化產物,才可能變化學縮減為微膨脹。
2溫升問題（導致溫降過）
體積混凝土由于體積,水化熱不易散發,內部溫升,由此產生溫度應力和裂縫。一般建筑工程所用體積混凝土的厚度多在0.8~2米之間,在此厚度下混凝土的散熱快,一般3天即達到最高溫度,隨后混凝土的溫度逐漸降低"因為混凝土的導熱性能差,混凝土厚度越,熱量散發越慢，當混凝土厚度達到5米以上,混凝土的實際溫升接近于絕熱溫升,高溫持續時間長,這就要求設法減少混凝土的絕熱溫升
3內外溫差問題（最終效果也是溫降過）
根據規范要求,體積混凝土表面溫度與中心溫度之差應小于25度，如果施工處于冬季,外界氣溫低且變化幅度,即使有一些保溫措施,過的降溫幅度，必然超過混凝土的極限拉伸值,心然出現裂縫！
4干縮問題
一般混凝土的干縮率為(5~10)＊10e-4,這部分收縮與混凝土所處的環境有關,對于暴露在空氣中的平面混凝土,這部分收縮必須充分重視,一般路面混凝土每隔4~5m必須設一縮縫,對于埋藏在地下的混凝土,這部分收縮值可能小一些,一般每30m設一縮縫,如果摻膨脹劑,則縮縫間距可增至60~90m。
綜合上面所述的致裂原因,為了保證體積混凝土施工質量的主要途徑有兩條:其一是通過調整混凝土配合比,使混凝土在水化及硬化過程中盡量減少收縮,最好使體積混凝土具有一定的微膨脹性能;其二是采取適當的工藝措施,降低體積混凝土的內部溫升及內外溫差,最限度降低混凝土的冷縮值及內外溫差應力。
可以說導致體積混凝土開裂的最主要的兩個因素是約束太強和溫差過！因而防裂的核心可以說一方面應努力提高混凝土的材料抗拉強度，另一方面應努力避免過溫差！并努力為混凝土提供良好的生存環境，比較環境溫度、約束條件！
具體的措施有：
選擇合適的水泥，減少水泥用量，添加外加劑，控制水灰比，控制骨料級配和含泥量，優選混凝土施工配合比，嚴格控制入模溫度，做好表面保溫，灑水降溫，倉面噴霧，限裂抗裂鋼筋，加強技術管理！
對于高壩施工具體措施有：
1)原材料和配合比優化，降低水化熱溫升；
2)合理分逢分塊,降低澆筑塊水平約束應力；
3)合理安排混凝土施工程序和施工進度，控制壩體最高溫度；
4)控制相鄰壩塊、壩段高差；
5)確定合理的混凝土澆筑層厚和間歇期；
6)采用骨料預冷（必要時采用二次風冷或水冷加風冷）、加冰、加冷水拌和混凝土等措施，控制混凝土出機口溫度；
7)減少運輸途中和倉面的溫度回升；
8)壩內初、中、后期通水冷卻；
9)混凝土表面保溫與養護；
10)溫控綜合管理。
對于工民建結構，
對于底板可考慮設置伸縮縫，抗放結合，對設縫不合適的結構，合理安排澆筑順序，并加足夠限裂鋼筋，在混凝土早齡期加強防護，接縫灌漿時宜選用膨脹混凝土！
對于高層結構：
混凝土工程中材料的特性決定了結構較易產生裂縫，從實踐中來看施工中混凝土出現裂縫的概率也是很的，相當一部分裂縫對建筑物的受力及正常使用無太的危害，但裂縫的存在會影響到建筑物的整體性、耐久性，會對鋼筋產生腐蝕，是受力使用期應力集中的隱患，應當盡量在各方面給予重視，以避免裂縫的出現或把裂縫控制在許可的范圍之內。
目前高層建筑中已廣泛使用高強混凝土由于其水泥用量多在高強混凝土因采用高標號水泥且用量，這樣在混凝土硬化過程中，水化放熱量，將加混凝土的最高溫升，從而使混凝土的溫度收縮應力加。在疊加其他因素的情況下，很有可能導致溫度收縮裂縫。由于高強混凝土中水泥石含量是普通混凝土的1.5倍，在硬化早期由于水分蒸發引起的干縮也將于普通混凝土。 對于高強混凝土，應盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰，摻量15%～50%。
高層建筑中隨著高度的不斷增加，地下室愈做愈深，底板也愈來愈厚，厚度在3m以上的底板已屢見不鮮。高層建筑中基礎底板為主要的受力結構，整體要求高，一般一次性整體澆筑。
地下室墻板的裂縫產生與基礎體積混凝土裂縫產生的原因有相同之處，即混凝土在硬化過程中由于失水會產生收縮應變，在水泥水化熱產生的升溫達到最高點以后的降溫過程會產生溫度應變。但又有其特點：一是墻板受到基礎、外圍樓板受到地下室外墻的極約束，這種約束遠于樁基對基礎的約束，產生貫穿裂縫的機率。二是內墻板及樓板受環境溫度影響較。三是內外溫差小，產生表面裂縫的機率小。四是養護困難，散熱快、降溫速率，混凝土的松馳徐變優勢難以利用，在氣溫驟變季節尤應注意。
