淺談大體積砼裂縫的影響及控制措施論文
摘 要：通過對工程實例現(xiàn)場觀察，分析大體積砼出現(xiàn)裂縫的原因。找到了預防裂縫的控制措施。
關(guān)鍵詞：大體積砼；裂縫成因；裂縫控制措施
在現(xiàn)階段中國的房屋建筑結(jié)構(gòu)中，砼結(jié)構(gòu)形式占有重要的地位。而伴隨著砼結(jié)構(gòu)使用率的提高，但實際施工中會時常出現(xiàn)裂縫超過標準，如何在施工中采取有效措施控制帶裂縫工作的砼結(jié)構(gòu)的裂縫寬度，并使之能在規(guī)范允許的范圍內(nèi)和不影響砼結(jié)構(gòu)的使用安全和使用壽命。究其原因，大部分砼結(jié)構(gòu)裂縫是由變形作用引起的。而引起砼裂縫出現(xiàn)變形的因素主要是溫度、濕度和不均勻沉降等。下面根據(jù)中山市某實例來淺談溫度對大體積砼裂縫的影響。
中山市某公寓的地下室（84.8*143.3）12154m2；地下室結(jié)構(gòu)施工采用超長結(jié)構(gòu)不分縫施工方式；地下室底板為整板結(jié)構(gòu)，用后澆帶將它分為12區(qū)；地下室砼厚度0.4m，砼外墻高4.5m，厚度0.3m；承臺砼與底板同時澆筑，電梯井承臺砼方量近400m3，最小外型尺寸大于1m，為大體積砼澆筑。于2009年5月23日開始澆注砼，一周后發(fā)現(xiàn)電梯井承臺與底板交接處出現(xiàn)裂縫，裂縫有發(fā)展的趨勢。在施工中砼出現(xiàn)的裂縫必然會影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性；如此在以后的運轉(zhuǎn)過程中，隨著溫度變化對結(jié)構(gòu)的應力狀態(tài)會產(chǎn)生影響。經(jīng)現(xiàn)場勘查、分析，裂縫的主要形成原因是由于水化熱溫升速度過快，基礎約束過大及基礎構(gòu)造上存在較多薄弱環(huán)節(jié)，加之由于溫度應力及干縮應力而引起的。基礎各部分剛度差別很大，最厚部位十幾米，最薄部位卻僅有0.3m，形成應力集中區(qū)�；A與承臺是多臺階接觸，受到了嚴重的約束。結(jié)合這些現(xiàn)象，本文將對大體積砼結(jié)構(gòu)裂縫的影響和處理措施做一個初步探討。
一、 裂縫產(chǎn)生的原因：
大體積砼施工過程中產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面
1、 溫度應力引起的裂縫：
國內(nèi)外的實踐證明：大體積砼施工過程中，由于水泥水化熱引起砼澆筑內(nèi)部溫度和溫度應力劇烈變化，是導致砼發(fā)生裂縫的主要因素。砼硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或鋼筋的約束，又會在砼內(nèi)部出現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在砼表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出砼的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多砼的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部砼的約束，也往往導致裂縫。
2、干縮應力引起的裂縫
砼隨著多余水分的蒸發(fā)必將引起體積的`收縮，這種收縮過程是由表及里，逐步發(fā)展的。由于濕度不均勻，收縮變相也隨之不均勻，基礎的平均收縮變形助長了溫度變形引起的內(nèi)力，導致砼的開裂。
3、 集中應力引起的裂縫
工業(yè)與民用建筑的各種底板、立墻、頂板以及地下箱型基礎和其它特殊構(gòu)筑物在遇到各種形狀的孔洞，還有一些結(jié)構(gòu)在長度方向遇到斷面突變的情況。在孔洞和變斷面的轉(zhuǎn)角部位，由于溫度收縮作用，引起應力集中，導致裂縫的產(chǎn)生。
二、 裂縫的控制措施
1、降低砼的水化熱
在大體積砼施工中，水化熱引起的溫升較高，降溫幅度大，容易引起溫度裂縫。因此，控制水化熱的升溫，砼的中心與外表面的最大溫差不高于25~300c，總將溫差300c。應盡量選用低熱或中熱水泥，同時充分利用砼的后期強度，減少每立方米砼中的水泥用量，減少水化熱和收縮，選用P.0.425水泥，水泥用量僅為380kg/m3。而且選用的水泥質(zhì)量穩(wěn)定，而且泌水較少。
在砼中摻加各種塑化劑、減水劑，在保持良好的使用條件下較少用水量，因此可以較少收縮、能減少或防止收縮列更形成。在保證砼強度情況下，盡量多摻加粉煤灰，減少砼使用量。粉煤灰摻量為70kg/m3，占水泥用量的18%。在大體積砼中摻粉煤灰是減少水泥用量、降低水泥水化熱的好方法。根據(jù)試驗得出，每增加10kg水泥,其水化熱將使砼的溫度相應升降1℃。
2、骨料的選擇
骨料對砼收縮的影響取決于兩個方面一是骨料吸水率，二是骨料相對于硬化水泥漿的 剛度。水泥漿是砼收縮的主要部分，骨料一般對水泥漿的收縮起制約作用，配低吸水率 、高彈模骨料的砼將產(chǎn)生低的徐變和收縮。ザ源筇寤砼宜采用4~40mm粒徑。
3、增加構(gòu)造筋
砼材料結(jié)構(gòu)是非均質(zhì)的，承受拉力作用時，截面中個支點受力是不均勻的，有大量不規(guī)則的應力集中點，這些點由于應力集中出出現(xiàn)裂縫。如進行適當配筋，鋼筋將約束砼的塑性變形，從而分擔砼的內(nèi)應力，推遲砼裂縫的出現(xiàn)。適當配置構(gòu)造筋對于砼的極限拉伸是有益的，對于薄壁結(jié)構(gòu)更為顯著，如墻、班、梁等，采取增配構(gòu)造筋，使構(gòu)造筋起到溫度筋的作用，能有效的提高抗裂性能。
4、采用滑動層來減少基礎的約束力
設置在基巖或硬地基上的結(jié)構(gòu)物，其底板砼收縮時會受到地基的約束，在地基下設置緩沖滑動層，當基礎下面全部或大部分設置緩沖滑動層時，地基產(chǎn)生的外約束力幾乎接近零。如果只在端部范圍內(nèi)設有緩沖滑動層時，則可消減基礎所受到的水平剪應力。緩沖滑動層的做法是：在墊層和底板之間鋪2cm厚的瀝青砂，或鋪貼三氈四油，這樣既可以做防水層，又作為滑動層，經(jīng)濟適用。
5、合理安排施工程序
采用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，其層間的間隔時間應盡量雖短，必須在前層砼初凝之前，將其次層砼澆筑完畢。層間最長的時間間隔應不大于砼的初凝時間。砼在澆筑過程中均勻上升，避免砼拌和物堆積造成過大的高差。
采用分段(以后澆帶為界限分開)澆筑，通過設置后澆帶來減少外界約束，后澆帶宜設在結(jié)構(gòu)物長向的中間和彎矩、剪力較小的部位。
6、 降低砼的澆筑溫度
由砼內(nèi)部溫度計算公式（Ｔmax=Tj+△T；Tj為澆注溫度）可以看出：澆筑溫度與砼內(nèi)部最高溫度的大小成正比關(guān)系。所以降低砼的澆筑溫度，就可以降低砼內(nèi)部溫度澆筑后保溫，降低溫度應力。降低冷卻方面，采取保溫及緩慢降溫方法較少砼表面的急劇熱擴散，延長砼的散熱時間，降溫速率一般控制在2~4%℃/d。減緩降溫有利于砼強度增長，并充分發(fā)揮應力松弛效應，防止形成過大的溫差而引起表面或貫穿裂縫。
7、表面處理：
為了避免砼表面失水快而產(chǎn)生的裂縫，對大體積砼的表面實行以下措施，以期較少或避免砼裂縫的產(chǎn)生。首先，在砼澆筑完成后立即在其表面覆蓋一層塑料布，待砼達到1.2MPa時即可鋪蓋好草簾，避免砼表面失水快、降溫快等原因產(chǎn)生裂縫。其次，砼保濕養(yǎng)護也是決定砼產(chǎn)生裂縫的原因，當白
天的溫度只要跟砼的溫差大于25℃時，就可以適當掀開草簾散熱，較少砼內(nèi)外溫差；當溫度降低時，要加蓋草簾。當沒有凝結(jié)水時，要及時補充灑水，避免溫差收縮、降溫收縮及干燥收縮引起裂縫的產(chǎn)生。最后，養(yǎng)護時間也是有嚴格規(guī)定的，2m厚底板養(yǎng)護時間為15-20天，這樣有利于延緩降溫時間和速度，充分發(fā)揮砼的應力松弛效應，使砼不易開裂。
三、結(jié)束語
以上對大體積砼的裂縫成因及控制措施進行了理論上和實踐上的初步探討。大體積砼裂縫的成因有多方面的因素，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時在實踐中效果也是比較好的。具體施工中要靠我們多觀察，多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預防措施，可以較少和控制大體積砼裂縫的形成。
參考文獻：
[1] 工程結(jié)構(gòu)裂縫控制 王鐵夢 中國建筑工業(yè)出版社.
[2] 如何降低水泥水化熱 中國水泥網(wǎng).
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