淺談大體積砼裂縫的影響及控制措施論文
摘 要：通過對(duì)工程實(shí)例現(xiàn)場(chǎng)觀察，分析大體積砼出現(xiàn)裂縫的原因。找到了預(yù)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(guó)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(shí)際施工中會(huì)時(shí)常出現(xiàn)裂縫超過標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)例來淺談溫度對(duì)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(zhǎng)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(tái)砼與底板同時(shí)澆筑，電梯井承臺(tái)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(tái)與底板交接處出現(xiàn)裂縫，裂縫有發(fā)展的趨勢(shì)。在施工中砼出現(xiàn)的裂縫必然會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性；如此在以后的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，隨著溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生影響。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)約束過大及基礎(chǔ)構(gòu)造上存在較多薄弱環(huán)節(jié)，加之由于溫度應(yīng)力及干縮應(yīng)力而引起的�；A(chǔ)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(yīng)力集中區(qū)。基礎(chǔ)與承臺(tái)是多臺(tái)階接觸，受到了嚴(yán)重的約束。結(jié)合這些現(xiàn)象，本文將對(duì)大體積砼結(jié)構(gòu)裂縫的影響和處理措施做一個(gè)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(gè)方面
1、 溫度應(yīng)力引起的裂縫：
國(guó)內(nèi)外的實(shí)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(yīng)力劇烈變化，是導(dǎo)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(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或鋼筋的約束，又會(huì)在砼內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在砼表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出砼的抗裂能力時(shí)，即會(huì)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(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部砼的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。
2、干縮應(yīng)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(chǔ)的平均收縮變形助長(zhǎng)了溫度變形引起的內(nèi)力，導(dǎo)致砼的開裂。
3、 集中應(yīng)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(chǔ)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(zhǎng)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(yīng)力集中，導(dǎo)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(yīng)盡量選用低熱或中熱水泥，同時(shí)充分利用砼的后期強(qiáng)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?jī)H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(qiáng)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(yàn)得出，每增加10kg水泥,其水化熱將使砼的溫度相應(yīng)升降1℃。
2、骨料的選擇
骨料對(duì)砼收縮的影響取決于兩個(gè)方面一是骨料吸水率，二是骨料相對(duì)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(duì)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(shí)，截面中個(gè)支點(diǎn)受力是不均勻的，有大量不規(guī)則的應(yīng)力集中點(diǎn)，這些點(diǎn)由于應(yīng)力集中出出現(xiàn)裂縫。如進(jìn)行適當(dāng)配筋，鋼筋將約束砼的塑性變形，從而分擔(dān)砼的內(nèi)應(yīng)力，推遲砼裂縫的出現(xiàn)。適當(dāng)配置構(gòu)造筋對(duì)于砼的極限拉伸是有益的，對(duì)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(dòng)層來減少基礎(chǔ)的約束力
設(shè)置在基巖或硬地基上的結(jié)構(gòu)物，其底板砼收縮時(shí)會(huì)受到地基的約束，在地基下設(shè)置緩沖滑動(dòng)層，當(dāng)基礎(chǔ)下面全部或大部分設(shè)置緩沖滑動(dòng)層時(shí)，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(shè)有緩沖滑動(dòng)層時(shí)，則可消減基礎(chǔ)所受到的水平剪應(yīng)力。緩沖滑動(dòng)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(dòng)層，經(jīng)濟(jì)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(shí)間應(yīng)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(zhǎng)的時(shí)間間隔應(yīng)不大于砼的初凝時(shí)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(shè)置后澆帶來減少外界約束，后澆帶宜設(shè)在結(jié)構(gòu)物長(zhǎng)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(jì)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(yīng)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(kuò)散，延長(zhǎng)砼的散熱時(shí)間，降溫速率一般控制在2~4%℃/d。減緩降溫有利于砼強(qiáng)度增長(zhǎng)，并充分發(fā)揮應(yīng)力松弛效應(yīng)，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(duì)大體積砼的表面實(shí)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(dá)到1.2MPa時(shí)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(hù)也是決定砼產(chǎn)生裂縫的原因，當(dāng)白
天的溫度只要跟砼的溫差大于25℃時(shí)，就可以適當(dāng)掀開草簾散熱，較少砼內(nèi)外溫差；當(dāng)溫度降低時(shí)，要加蓋草簾。當(dāng)沒有凝結(jié)水時(shí)，要及時(shí)補(bǔ)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(hù)時(shí)間也是有嚴(yán)格規(guī)定的，2m厚底板養(yǎng)護(hù)時(shí)間為15-20天，這樣有利于延緩降溫時(shí)間和速度，充分發(fā)揮砼的應(yīng)力松弛效應(yīng)，使砼不易開裂。
三、結(jié)束語
以上對(duì)大體積砼的裂縫成因及控制措施進(jìn)行了理論上和實(shí)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(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時(shí)在實(shí)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(yù)防措施，可以較少和控制大體積砼裂縫的形成。
參考文獻(xiàn)：
[1] 工程結(jié)構(gòu)裂縫控制 王鐵夢(mèng) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
[2] 如何降低水泥水化熱 中國(guó)水泥網(wǎng).
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