大體積混凝土裂縫問題探討

大體積混凝土裂縫問題探討

摘要：在大體積混凝土結構施工中，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構的截面尺寸較大，由外荷載引起裂縫的可能性很小，但水泥在水化反應中釋放的水化熱所產生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，會產生較大的溫度應力和收縮應力，這將成為大體積混凝土結構出現裂縫的主要因素。?

關鍵詞：大體積結構；裂縫；無縫；混凝土
　　
　　1 出現混凝土裂縫的原因?
　　
　　(1)大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發，導致混凝土內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生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構件。?
　�。�3）在大厚度的構件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，在澆搗后數小時會發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生的體積脹縮因為受到約束力的限制，在內部產生了溫度應力，由于混凝土抗拉強度較低，容易被溫度引起的拉應力拉裂從而產生溫度裂縫。 ?
　�。�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，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨脹，體積增大到三倍從而使混凝土脹裂產生裂縫。?
　�。�6）在炎熱或大風天氣，混凝土表面水分蒸發過快以及混凝土水化熱高等，在混凝土澆筑后數小時仍處于塑性狀態時易產生塑性收縮裂縫。?
　�。�7）構件承受荷載所產生的裂縫：如、構件在均布荷載或集中荷載作用下產生內力彎矩，出現垂直于構件縱軸的裂縫；構件在較大剪力作用下，產生斜裂縫，并向上、下延伸。?
　�。�8）當結構的基礎出現不均勻沉降時，結構構件受到強迫變形，而使結構構件開裂，隨著不均勻沉陷的進一步發展，裂縫會進一步擴大。
　　
　　2 多層房屋混凝土裂縫現象分析?
　　
　�。�1）因地基基礎原因而引起的墻體裂縫。?
　　①加強地基勘察。②合理設置沉降縫。③加強上部結構剛度，提高墻體抗剪、抗拉強度。?
　�。�2）因施工或材料原因而產生墻體裂縫。?
　　①嚴把材料質量關，對不合格的材料堅決不用。②嚴格按規范施工。③認真分析房屋結構，合理安排施工工序，應先建主體后建附屬，先建重而高部分，后建輕而低部分，對大面積現澆板，應設置后澆帶。④對沉降縫、伸縮縫等，一定要將縫內雜物剔除干凈，使縫能正常發揮作用。⑤承重或非承重構造柱與墻體間應設2φ6拉結筋，間距為八皮磚，每端伸入墻內1米或至洞口邊。⑥預制過梁遇構造柱，當搭接長度不足250毫米時，應改為現澆，伸入構造柱內。?
　�。�3）防止因溫度變化而引起的墻體裂縫。?
　�、傥菝婕釉O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，且應設隔氣層、保護層、透氣孔等。②當房屋較長、體型較復雜時，應合理設置伸縮縫。③當縱墻兩端開間內設有較大洞口，可以在洞口兩側設置砼構造柱，與上、下圈梁拉結，既可以加強該開間的剛度，又可以阻止裂縫發展。④提高頂層砌體強度，以加強墻體抗溫應力的能力。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，加強屋面養護，必要時設置后澆帶，以解決砼施工中的內應力問題。 ?
　　（4）因設計原因而引起的墻體裂縫。?
　　①對局部軟弱地基應作加強處理，同時應加強上部結構剛度，對膨脹土、濕陷性黃土應作特殊處理。②相鄰建筑物間基礎應留有一定間隙，同時應計算相鄰基礎應力疊加時產生的沉降量，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設置砼墊塊。⑤各構件剛度應滿足規范規定的變形要求。⑥對較長的房屋，其頂層的房屋端開間應加強剛度。⑦做好屋面保溫層設計。
　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展方向是高強、輕質、耐久（抗磨損、抗凍融、抗滲）、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 ：由于大多數修補是在老混凝土結構上進行的，如果有干縮的話，老混凝土結構干縮也很小。?
　�。�2）熱膨脹系數：研究混凝土修復材料的熱相容性在溫度經常有很大變化的環境中是很重要的，特別是在大面積修補和覆蓋中。?
　�。�3）抗拉塑性變形 ：在混凝土結構物修補中，修補材料的塑性變形應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點。?
　�。�4)拉應力 ：拉應力是指在沒有形成一條連續的裂縫時修補材料所能承受的最大應變能力。?
　�。�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 ：在大多數情況中，在修補材料和先澆混凝土基面之間膠結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該與先澆混凝土基面的抗壓強度相同。
　　
　　4 施工技術措施?
　　
　　（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，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，加之可能出現的運輸途中堵車或施工中出現臨時需處理的問題，使澆搗速度減緩，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，此時應嚴禁加入生水，而應采取二次摻少量的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計試配，確定設計配合比階段，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生。?
　�。�4）地下室混凝土的養護地下室底板、墻板、頂板全部采用了摻加ZY膨脹劑的混凝土。

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