大體積混凝土裂縫問題探討

摘要：在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中，混凝土裂縫的控制是一個很重要的課題。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，由外荷載引起裂縫的可能性很小，但水泥在水化反應(yīng)中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，這將成為大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。?

關(guān)鍵詞：大體積結(jié)構(gòu)；裂縫；無縫；混凝土
　　
　　1 出現(xiàn)混凝土裂縫的原因?
　　
　　(1)大體積混凝土水化時產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導致混凝土內(nèi)外溫差較大使混凝土的形變超過極限而引起的裂縫。?
　　(2)混凝土在硬化的過程中由于干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構(gòu)件。?
　　（3）在大厚度的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，在澆搗后數(shù)小時會發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。?
　�。�4）當有約束時，混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積脹縮因為受到約束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強度較低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂從而產(chǎn)生溫度裂縫。 ?
　　（5）混凝土加水拌和后，水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起反應(yīng)，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨脹，體積增大到三倍從而使混凝土脹裂產(chǎn)生裂縫。?
　　（6）在炎熱或大風天氣，混凝土表面水分蒸發(fā)過快以及混凝土水化熱高等，在混凝土澆筑后數(shù)小時仍處于塑性狀態(tài)時易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。?
　�。�7）構(gòu)件承受荷載所產(chǎn)生的裂縫：如、構(gòu)件在均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫；構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。?
　　（8）當結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強迫變形，而使結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，隨著不均勻沉陷的進一步發(fā)展，裂縫會進一步擴大。
　　
　　2 多層房屋混凝土裂縫現(xiàn)象分析?
　　
　�。�1）因地基基礎(chǔ)原因而引起的墻體裂縫。?
　�、偌訌姷鼗�勘察。②合理設(shè)置沉降縫。③加強上部結(jié)構(gòu)剛度，提高墻體抗剪、抗拉強度。?
　�。�2）因施工或材料原因而產(chǎn)生墻體裂縫。?
　�、賴腊巡牧腺|(zhì)量關(guān)，對不合格的材料堅決不用。②嚴格按規(guī)范施工。③認真分析房屋結(jié)構(gòu)，合理安排施工工序，應(yīng)先建主體后建附屬，先建重而高部分，后建輕而低部分，對大面積現(xiàn)澆板，應(yīng)設(shè)置后澆帶。④對沉降縫、伸縮縫等，一定要將縫內(nèi)雜物剔除干凈，使縫能正常發(fā)揮作用。⑤承重或非承重構(gòu)造柱與墻體間應(yīng)設(shè)2φ6拉結(jié)筋，間距為八皮磚，每端伸入墻內(nèi)1米或至洞口邊。⑥預制過梁遇構(gòu)造柱，當搭接長度不足250毫米時，應(yīng)改為現(xiàn)澆，伸入構(gòu)造柱內(nèi)。?
　　（3）防止因溫度變化而引起的墻體裂縫。?
　　①屋面加設(shè)保溫層可以有效減小屋蓋與墻體的溫差，保溫層必須具有一定的厚度，且應(yīng)設(shè)隔氣層、保護層、透氣孔等。②當房屋較長、體型較復雜時，應(yīng)合理設(shè)置伸縮縫。③當縱墻兩端開間內(nèi)設(shè)有較大洞口，可以在洞口兩側(cè)設(shè)置砼構(gòu)造柱，與上、下圈梁拉結(jié)，既可以加強該開間的剛度，又可以阻止裂縫發(fā)展。④提高頂層砌體強度，以加強墻體抗溫應(yīng)力的能力。⑤合理安排屋面施工時間及施工工序，施工時盡量避開高溫或寒冷季節(jié)，加強屋面養(yǎng)護，必要時設(shè)置后澆帶，以解決砼施工中的內(nèi)應(yīng)力問題。 ?
　�。�4）因設(shè)計原因而引起的墻體裂縫。?
　�、賹�局部軟弱地基應(yīng)作加強處理，同時應(yīng)加強上部結(jié)構(gòu)剛度，對膨脹土、濕陷性黃土應(yīng)作特殊處理。②相鄰建筑物間基礎(chǔ)應(yīng)留有一定間隙，同時應(yīng)計算相鄰基礎(chǔ)應(yīng)力疊加時產(chǎn)生的沉降量，使該沉降量與整個建筑物沉降量相同。③計算時，認真進行不利荷載組合；設(shè)計中，注明使用荷載值。④認真驗算砌體強度、驗算砌體局部承壓，當局部承壓不足時應(yīng)設(shè)置砼墊塊。⑤各構(gòu)件剛度應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的變形要求。⑥對較長的房屋，其頂層的房屋端開間應(yīng)加強剛度。⑦做好屋面保溫層設(shè)計。
　3 混凝土裂縫和修補材料研究
　　
　　3.1 混凝土 ?
　　組成鋼筋混凝土主要材料之一的混凝土的發(fā)展方向是高強、輕質(zhì)、耐久（抗磨損、抗凍融、抗?jié)B）、抗災（地震、風、火〕、抗爆等。 ?
　�。�1）高性能混凝土。?
　　HPC是近年來混凝土材料發(fā)展的一個重要方向，所謂高性能：是指混凝上具有高強度、高耐久性、高流動性等多方面的優(yōu)越性能。?
　�。�2）活性微粉混凝土。?
　　RPC是一種超高強的混凝土，其立方體抗壓強度可達200-800MPa，抗拉強度可達25～150MPa，斷裂能可達30KJ／m2， 單位體積質(zhì)量為2.5-3.0t／m3。制成這種混凝土的主要措施是：①減小顆粒的最大尺寸，改善混凝土的均勻性；②使用微粉及極微粉材料，以達到最優(yōu)堆積密度（packing density）；③減少混凝土用水量，使非水化水泥顆粒作為填料，以增大堆積密度；④增放鋼纖維以改善其延性；⑤在硬化過程中加壓及加溫，使其達到很高的強度。
　　3.2 修補材料性能 ?
　�。�1）收縮 ：由于大多數(shù)修補是在老混凝土結(jié)構(gòu)上進行的，如果有干縮的話，老混凝土結(jié)構(gòu)干縮也很小。?
　�。�2）熱膨脹系數(shù)：研究混凝土修復材料的熱相容性在溫度經(jīng)常有很大變化的環(huán)境中是很重要的，特別是在大面積修補和覆蓋中。?
　�。�3）抗拉塑性變形 ：在混凝土結(jié)構(gòu)物修補中，修補材料的塑性變形應(yīng)該與混凝土基面塑性變形類似，然而在保護性的修補中，更高塑性變形也有其優(yōu)點。?
　�。�4)拉應(yīng)力 ：拉應(yīng)力是指在沒有形成一條連續(xù)的裂縫時修補材料所能承受的最大應(yīng)變能力。?
　�。�5)滲透性 ：滲透性即材料滲透液體或氣體的能力，在許多修補中是重要的材料性能。?
　�。�6)粘附 /膠結(jié) ：在大多數(shù)情況中，在修補材料和先澆混凝土基面之間膠結(jié)良好是成功修補的主要要求。?
　�。�7)抗壓強度 ：一般認為修補材料的抗壓強度應(yīng)該與先澆混凝土基面的抗壓強度相同。
　　
　　4 施工技術(shù)措施?
　　
　�。�1）后摻少量減水劑的預備措施混凝土澆筑正值7～8月份高溫季節(jié)，易造成混凝土坍落度損失加大，降低混凝土工作度方面的要求，加之可能出現(xiàn)的運輸途中堵車或施工中出現(xiàn)臨時需處理的問題，使?jié)矒v速度減緩，延誤了混凝土的入模時間，因時間延長造成混凝土坍落度損失加大，致使不能滿足泵送要求，此時應(yīng)嚴禁加入生水，而應(yīng)采取二次摻少量的FDN2I減水劑的后摻法，補償和恢復混凝土的坍落度損失。?
　�。�2)地下室墻體混凝土配合比及澆筑的措施在墻板混凝土配合比設(shè)計試配，確定設(shè)計配合比階段，采取了降低水灰比的措施。?
　�。�3)地下室頂板的混凝土澆筑的控制按照地下室超大型長無縫混凝土的施工方案，地下室頂板的澆筑順序是，澆筑完地下一層墻板至地下室頂板梁下口后，進行地下室頂板的混凝土澆筑。在頂板的澆筑過程中，主要是要控制好早期裂縫的產(chǎn)生。?
　　（4）地下室混凝土的養(yǎng)護地下室底板、墻板、頂板全部采用了摻加ZY膨脹劑的混凝土。

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