大體積混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中常見，如工業(yè)建筑中的設(shè)備基礎(chǔ)；在高層建筑中地下室底板、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層；各類結(jié)構(gòu)的厚大樁承臺或基礎(chǔ)底板以及橋梁的墩臺等。其上有巨大的荷載，整體性要求高，往往不允許留施工縫，要求一切連續(xù)澆筑完畢。另外，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚積在內(nèi)部不易散發(fā)，澆筑初期混凝土內(nèi)部溫度顯著升高，而表面散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，如溫差過大則易于在混凝土表面產(chǎn)生裂紋。一般混凝土的硬化過程會產(chǎn)生體積收縮，而且在澆筑后期，混凝土內(nèi)部逐漸冷卻也產(chǎn)生收縮，由于受到基底或已澆筑的混凝土的約束，接觸處將產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力，在混凝土正截面形成拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力超過混凝土當時齡期的極限抗拉強度時，便會產(chǎn)生裂縫，甚至?xí)灤┱麄€混凝土斷面，由此帶來嚴重的危害。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑中，上述兩種裂縫都應(yīng)設(shè)法防止。
　　一、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的種類、形態(tài)
　　1、表面裂縫
　　這種裂縫在混凝土升溫階段和降溫階段都有可能發(fā)生，在混凝土熱量通過表面向周圍環(huán)境散發(fā)過程中，表面溫度低于內(nèi)部溫度，形成內(nèi)外溫差。當這種溫差沿著厚度方向呈非線性分布時，引起混凝土的非均勻變形。起初混凝土處于塑性狀態(tài)，凝結(jié)硬化過程中，其彈性模量隨強度不斷增長，當溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過當時混凝土的極限抗拉強度時，就會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。
　　2、貫穿裂縫
　　這種裂縫一般發(fā)生在降溫階段，大體積混凝土基礎(chǔ)呈降漸收縮狀態(tài)，降溫收縮受到基底及自身約束作用，產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），當拉應(yīng)力超過當時混凝土的極限抗拉強度時，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。這種收縮裂縫有時會貫穿全斷面，成為結(jié)構(gòu)裂縫?；准白陨順?gòu)造約束作用越強，平均溫度峰值越高，貫穿裂縫出現(xiàn)的可能性越大。降溫階段經(jīng)歷時間較長，大約從3d～5d開始，延續(xù)1個月或更長時間。降溫收縮與混凝土硬化收縮呈疊加趨勢，硬化收縮會大幅度加劇裂縫出現(xiàn)的可能性與程度。
　　3、深層裂縫
　　深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性。
　　二、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因
　　1、水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形
　　2、內(nèi)外約束條件的影響
　　3、外界氣溫變化的影響
　　4、砼的收縮變形
　?。?）砼的塑性收縮變形
　　塑性收縮裂縫發(fā)生在砼硬化之前，砼仍處于塑性狀態(tài)，它的產(chǎn)生主要是上部砼的均勻沉降受到了限制，如遇到鋼筋或大的砼骨料，或者平面面積較大的砼，其水平方向的減縮比垂直方向更難時，這樣會形成不規(guī)則的深裂縫。這種裂縫不僅發(fā)生在大體積砼之中，一般平面尺寸較大，厚度較薄的結(jié)構(gòu)構(gòu)件也會出現(xiàn)這種裂縫，防止這種裂縫的最好辦法是，連續(xù)澆筑與修整抹面，并立即養(yǎng)護，保護砼免受風(fēng)吹日曬。
　?。?）砼的體積變形
　　砼終凝以后會發(fā)生體積變化，既可能收縮也可能膨脹，其變化幅度介于40×10-6和100×10-6之間，溫度較高，水泥用量較多，自身體積變形將趨于增大。
　　（3）干燥收縮
　?。?）砼勻質(zhì)性的影響
　　三、質(zhì)量控制要點
　　1、施工方案的編制應(yīng)做到科學(xué)合理，內(nèi)容包括以下六個方面措施：
　?。?）材料要求和配合比設(shè)計；
　?。?）分層分塊澆搗措施；
　　（3）混凝土的攪拌、運輸和澆筑方案；
　　（4）混凝土降溫措施；
　?。?）混凝土的測溫措施；
　?。?）養(yǎng)護措施
　　四、質(zhì)量控制措施
　　1、材料控制
　?。?）水泥：優(yōu)先采用低強度水泥，水泥含堿量應(yīng)小于0.6%，此外，應(yīng)進行水化熱檢驗，7d水化熱不宜大于250KJ/Kg。
　?。?）骨料：粗骨料應(yīng)采取連續(xù)級配或合理的摻配比例，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.25%；細骨料選用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.5%。
　　（3）摻合料：優(yōu)先采用磨細礦粉，因其比粉煤灰更具耐久性，更有效降低每立方米砼中的水泥用量。
　?。?）膨脹劑：摻入適量膨脹劑，它能對砼起補償收縮作用，減少砼的溫度應(yīng)力，但含堿量不應(yīng)大于0.75%。
　?。?）外加劑：選用低收縮率的外加劑，應(yīng)有7d、28d收縮率試驗報告，任何齡期砼的收縮率均不得大于基準砼的收縮率、外加劑每立方米砼帶入堿量不得超過1Kg，選用高效的緩凝劑和減水劑，減少水泥用量，推遲水化熱的峰值期。
　　2、優(yōu)化混凝土配合比
　?。?）現(xiàn)場砼坍落度：泵送宜為80～140mm，坍落度允許偏差±15mm，到達現(xiàn)場坍落度損失不應(yīng)大于30mm/h，總損失不應(yīng)大于60mm。
　?。?）盡可能降低砼的干縮與溫差收縮，由于砼最高純熱值溫升Tmax與每m3砼內(nèi)的水泥用量成線性正比關(guān)系，應(yīng)根據(jù)選用的原材料不同、水泥試驗的富余標號不同，進行各種試配，最后確定最佳配合比。

　3、澆筑與振搗
　?。?）全面分層：即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時應(yīng)使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方法，適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大，施工時從短邊開始，沿長邊推進比較合適。
　　（2）分段分層：混凝土澆筑時，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初疑，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方法適用于單位時間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，結(jié)構(gòu)物厚度不太大，面積或長度較大的工程。
　?。?）斜面分層：要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土澆筑層下端開始逐漸上移。混凝土的振搗也要適用斜面分層澆筑工藝，一般在每個斜面層的上、下各布置一道振動器。上面的一道布置在混凝土卸料處，保證上部混凝土的搗實；下面的一道振動器布置在近坡腳處，確保下部混凝土密實。隨著混凝土澆筑的向前推進，振動器也相應(yīng)跟上。
　?。?）厚1.0mm內(nèi)砼宜采用平推澆筑法，同一坡度，薄層循序推進依次澆筑到頂，厚1.0mm以上宜分層澆筑，每一澆筑層采用平推澆筑法，厚度超過2m時，可考慮留置水平施工縫。
　?。?）設(shè)置后澆縫，當大體積砼平面尺寸過大時，可適當設(shè)置后澆縫，以減少外約束力和溫度應(yīng)力，同時利于散熱，降低砼內(nèi)部溫度。
　　4、混凝土養(yǎng)護措施
　　（1）養(yǎng)護是大體積混凝土施工中一項十分關(guān)鍵的工作。
　　為保證新澆砼有適宜的硬化條件，防止早期干縮產(chǎn)生裂縫，大體積砼澆筑完畢后，要加以覆蓋和澆水養(yǎng)護，普通硅酸鹽水泥拌制的砼不得少于14天；其它水泥不少于21天。養(yǎng)護方法分降溫法和保溫法，夏季施工時一般可使用草袋覆蓋、灑水、蓄水養(yǎng)護或噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護；冬季施工時，由于環(huán)境氣溫較低，一般可利用保溫材料提高新澆筑砼表面和四周溫度，減少砼的內(nèi)外溫差。
　　（2）在混凝土養(yǎng)護階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點
　　1）為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規(guī)律以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對砼進行溫度監(jiān)測控制。大體積砼的溫度變化在1～72h變化最大，這段時間要每2h測量一次，4～7d每4h測量一次，其后為8h一次，整個測量過程時間不少于20d，并作詳細記錄，整理繪制溫度曲線。測溫可采用埋鋼管和采用測溫裝置等方法。
　　2）經(jīng)測溫如觀測到砼內(nèi)部最高溫度與大氣溫度之差超過規(guī)定極限值時，要立即采取降溫措施，降低砼內(nèi)部溫度，控制砼內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生，常見的方法有導(dǎo)溫管加冷卻水循環(huán)方法來降低砼內(nèi)部溫度。
　　五、結(jié)語
　　大體積混凝土施工中的裂縫控制是一個系統(tǒng)工程，在工程實踐中要根據(jù)具體的要求進行控制，不可盲目地嚴格要求從而帶來大量的浪費。同時，要從設(shè)計、施工、材料等各個方面綜合采取措施，來控制裂縫的產(chǎn)生和開展，只有這樣才能取得預(yù)期的效果。
　　
　　[參考文獻]
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