大体积混凝土工程温度裂缝的控制措施探讨.doc

大体积混凝土工程温度裂缝的控制措施探讨

摘要：大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，涉及到结构、建筑材料、施工、岩土、环境等多方面因素。本文在参考了大量文献资料、总结了大体积混凝土温度裂缝产生的原因的基础上，探讨和阐述了混凝土温度裂缝的控制方法。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；控制措施

引言
大体积混凝土基础在施工中，由于结构尺寸大，混凝土用量多，在水泥水化热引起混凝土内部温度变化及外界气温变化的影响下，会产生较大的温度收缩应力，而导致混凝土结构产生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水泥水化引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土有害裂缝的出现，是施工技术的关键问题。
1混凝土原材料的合理选择
1.1水泥
水泥水化热是产生温度应力的主要影响因素，因此水泥是大体积混凝土的关键环节。大体积混凝土所用水泥应采用水化热低、凝结时间长、后期强度高的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥，一般不采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，这两种水泥主要的缺点是水泥的水化热较高。大体积混凝土中严禁使用体积安定性不良的水泥，水泥安定性不稳定，水泥硬化后，会使结构产生膨胀性裂缝，影响工程质量，甚至引起严重事故，所以水泥进场后最好检测水泥的体积安定性。
1.2骨料
石子的选择可根据施工条件，尽量选用结构致密、具有足够强度、粒径较大、级配较好的石子，以减少用水量和水泥用量，减少混凝土的收缩和泌水性。在配合比相同的条件下，使用碎石的混凝土强度高，抗裂性能也较卵石的高，所以对于大体积混凝土工程，由于抗裂度要求高，施工时宜采用碎石作为粗骨料。
1.3掺合料
为了节约水泥，改善混凝土性能，在拌制混凝土时掺入的矿物粉状材料，称为掺合料。常用的有粉煤灰、硅粉、磨细矿渣粉、烧粘土、沸石岩粉、磨细自燃煤研石等。其中粉煤灰的应用最为普遍。大体积混凝土施工中，掺加适量的优质粉煤灰，可以改善混凝土的性能、减少混凝土的水化热，还可以降低工程成本。
1.4外加剂
为保证大体积混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，混凝土外加剂是指在混凝土拌和过程中掺入的，用以改善混凝土性能的物质。如掺用减水剂，在保证混凝土满足设计强度的前提下，可最大限度的减少水泥用量。掺用缓凝减水剂可延长混凝土的初凝时间，延迟水化放热速度和热峰值出现的时间，这样就会降低混凝土早期的内外温差，有利于防止裂缝的出现。加入膨胀剂可使混凝土获得一定膨胀值，以抵消或者减缓由于混凝土收缩而产生的拉应力，从而防止混凝土产生开裂。大体积混凝土中常用的外加剂有木质素磺酸盐类减水剂、高效缓凝减水剂、UEA型膨胀剂等。
2施工中的控制措施
2.1混凝土的拌制和振捣
在混凝土搅拌时，采用二次投料新工艺(也称为裹砂法)，即在改变以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌和后，再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象，混凝土上下层强度差减少，可有效地防止水分向石子与水泥砂桨界面的集中，使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强，从而可使混凝土强度提高10%左右。当混凝土强度基本不变时，可减少水泥用量7%左右。
浇筑后的混凝土，在振动界限以前，采取二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙，提高混凝土与银筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，以减小内部微裂，增加混凝土密实度，从而使混凝土的强度提高10%-20%。在大体积混凝土基础的垂直施工缝处留缝与接缝时，均宜采用二次振捣。混凝土二次振捣的最佳时河与水泥品种、水灰比、坍落度、气温、混凝土运输距离、浇筑速度、振捣条件等有关，一般宜在混凝土浇筑后lh左右。
2.2浇筑方法的合理性
在时间允许的条件下，可将大体积混凝土结构采用分层多次浇筑，施工层之间的结合按施工缝处理，即薄层浇筑技术，它可以使混凝土内部的水化热得以充分地散发，但应注意的是分层厚度和层间间歇时间。分层厚度一般控制在0.6-2.0m的范围内，具体取值根据工程情况及温度收缩应力计算来定。层间间歇时间不宜过短也不宜过长。如果间歇时间过长，则会延长施工工期，另一方面也会使原混凝土对新浇筑层混凝土产生较大的约束，从而在上下层混凝土结合面产生难以发现的垂直裂缝。选择上层混凝土覆盖的适宜时间，应是在下层混凝土温度己降到一定值时，即上层混凝土温升传递到下层后，下层混凝土温度回升值不大于原混凝土最高温升，根据经验，一般约取5-7天为宜。
2.3温度、温差的控制
为了降低混凝土浇筑温度，以降低温差，减小温度应力，浇筑时间最好安排在低温季节或夜间，这样不仅能降低入仓温度，也可降低水化热温升。因此防裂要求高且易裂的结构物最好在低温季节施工。在高温季节日光直射的混凝土，入仓温度比日平均气温高5℃左右，而在夜间浇筑则入仓的温度和分平均温度大致相同，所以把重要部分和易裂部位安排