大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防治措施
關(guān)鍵詞：大體積砼；裂縫控制；產(chǎn)生原因及預(yù)防措施
0引言
隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工程建設(shè)中大體積砼越來越多，大體積砼裂縫問題也就成了當前砼施工的一個普遍問題，裂縫不僅會降低砼的強度，對砼的抗?jié)B性及耐久性影響尤為嚴重，稍有差錯，將會造成無法估量的損失。
大體積砼產(chǎn)生裂縫的原因和砼原材料選擇、砼配合比設(shè)計、施工工藝、外部荷載作用等因素有關(guān)。大體積砼之所以產(chǎn)生裂縫，主要是砼所產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過砼本身的抗拉強度設(shè)計值所造成的，因而為了減少和控制裂縫的出現(xiàn)，就必須盡采取措施降低砼的拉應(yīng)力或者盡最大可能提高砼的抗拉強度性能。在工程實踐中，從經(jīng)濟角度來考慮，提高砼的抗拉強度又比較浪費（而且實踐證明砼等級越高對裂縫控制越不利），因而降低砼的拉應(yīng)力才是控制砼裂縫的有效途徑。
1裂縫產(chǎn)生的原因
1.1溫度引起的裂縫
大體積砼由溫度引起的裂縫有兩種情況：一是由于砼本身在硬化過程中內(nèi)外溫差較大引起的，砼結(jié)構(gòu)在硬化過程中水泥放出大量水化熱，大體積砼內(nèi)部因散熱慢而溫度不斷上升，從而使砼表面和內(nèi)部產(chǎn)生較大溫差，內(nèi)部砼膨脹，而外部砼經(jīng)散熱溫度降低而產(chǎn)生收縮，形成裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。二是由于環(huán)境溫度的變化引起的，根據(jù)砼熱脹冷縮的性質(zhì)，在溫度下降后砼必將產(chǎn)生收縮而產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過砼本身的抗拉強度設(shè)計值時將產(chǎn)生裂縫。
1.2干縮引起的裂縫
砼的干縮裂縫是由于砼中水分蒸發(fā)而引起的。當砼在空氣中硬化時，其中的水分會逐漸蒸發(fā)，使水泥中的膠凝體逐漸干燥而產(chǎn)生收縮，從而產(chǎn)生干縮裂縫。在砼受到某種約束的情況下，干縮變形會出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，特別是在初凝階段，由于砼抗拉強度十分低，容易引起砼開裂。
1.3荷載作用引起的裂縫
在荷載作用下，當構(gòu)件截面產(chǎn)生拉應(yīng)力時，會引起構(gòu)件拉伸變形，當拉應(yīng)力超過砼本身的抗拉強度設(shè)計值時將產(chǎn)生裂縫。此類裂縫由于在設(shè)計規(guī)范里有明確的規(guī)定，因此在設(shè)計時設(shè)計人員都會采取措施進行控制。
2大體積砼裂縫的防治措施
2.1選擇合適水泥
在設(shè)計時砼強度等級不宜過高，在滿足承載力和防水要求的條件下，宜在C25-C35的范圍內(nèi)選用，如果砼強度等級過高，水泥用量過多，砼硬化過程中水化熱高，收縮大，就容易引起裂縫。水泥宜優(yōu)先采用水化熱低、水化熱不集中的品種，如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或復(fù)合水泥。
2.2增加粉煤灰摻量
在砼中摻加粉煤灰能有效改善砼的黏塑性，并可代替部分水泥，減少砼的用水量和水泥用量，減少水化熱（當摻量為水泥用量的15%時，可降低水化熱約15%），還可減少砼中的孔隙，提高密實度和強度，提高抗裂性。一般情況下，粉煤灰的摻量約為水泥用量的15%-30%。
2.3摻入適量有微膨脹組分的外加劑
在砼中摻入適量的膨脹劑，能有效補償一部分砼的收縮從而控制或避免砼的收縮開裂，目前我國生產(chǎn)的膨脹劑品種很多，如UEA、ZY、SY、CAS、HCAS等。以ZY為例，將6～8%（替換水泥用量）的ZY加入到普通砼中，拌水后生成大量的膨脹性結(jié)晶水化物水化硫酸鈣，使砼產(chǎn)生適度膨脹，在鋼筋和鄰位的約束下，改變了砼內(nèi)部的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，在砼結(jié)構(gòu)中建立0.2～0.7Mpa的預(yù)壓應(yīng)力，這一壓應(yīng)力可大致抵消砼硬化過程中收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而避免或大大減輕砼結(jié)構(gòu)的開裂。
2.4采取合理的養(yǎng)護措施
采取合理的養(yǎng)護措施是預(yù)防大體積砼澆筑后開裂的重要措施。砼澆筑后，應(yīng)盡快回填土（土是砼最好的養(yǎng)護材料之一），目前這是砼保溫保濕養(yǎng)護的最有效方法，對預(yù)防砼裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養(yǎng)護，在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水，以便加快承臺內(nèi)部熱量的散發(fā)。如采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護措施，可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養(yǎng)護周期，對于超厚大體積砼施工尤其適用。
2.5設(shè)置后澆帶
施工后澆帶的設(shè)置是目前大體積砼設(shè)計常用的方法，其主要作用是釋放早期砼硬化過程中的收縮應(yīng)力，減小砼收縮變形。施工后澆帶寬為0.8～1.0米，間距30米左右，后澆帶宜設(shè)在受力較小的部位，一般在跨度的三分之一處，并應(yīng)避免在大跨度處設(shè)置。后澆帶宜在兩個月以后采用強度等級比原設(shè)計砼高一級的補償收縮砼進行澆注。澆注時的溫度宜低于主體砼澆筑時的溫度，且宜低于25度。只要條件允許，后澆帶澆注時間應(yīng)盡量延后，后澆帶砼澆注前應(yīng)鑿毛并清理干凈，澆注時振搗密實，保濕保溫養(yǎng)護。
2.6設(shè)置增強鋼筋
在容易開裂的部位配置斜向鋼筋或鋼筋網(wǎng)片，并配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，可以顯著提高砼的抗裂性能。在孔洞周邊、斷面轉(zhuǎn)角處等宜增配斜向鋼筋或鋼筋網(wǎng)片，避免應(yīng)力集中產(chǎn)生裂縫。
2.7降低砼澆注溫度
大體積砼最好選在春秋季施工，以降低澆注溫度，如果在夏季施工最好采取有效措施降低澆注溫度，必要時可采用含有冰塊的水攪拌砼。另外澆筑砼時還可以采用減少裝卸轉(zhuǎn)運次數(shù)、給砼泵搭遮陽棚、在砼泵管上覆蓋濕麻袋等輔助措施來降低砼澆注溫度，最好不要讓砼在太陽下直接爆曬。
2.8改進施工技術(shù)
施工時應(yīng)加強插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護。由于鋼筋是熱的良導(dǎo)體，易產(chǎn)生大的溫度梯度，這是裂縫產(chǎn)生的一個主要環(huán)節(jié)。同時加強初凝前的抹壓，以消除初期裂縫。
3結(jié)語
綜上所述，大體積砼產(chǎn)生裂縫的原因是多種多樣的，裂縫控制是個系統(tǒng)工程，涉及設(shè)計、施工、材料、生產(chǎn)、現(xiàn)場養(yǎng)護等多方面，為了保證工程的質(zhì)量，必須在設(shè)計、施工等過程中采取相應(yīng)的、可靠的技術(shù)措施才能有效地控制和減少大體積砼裂縫的發(fā)生。
