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淺析大體積混凝土開裂原因論文
大體積混凝土通常是指結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，水化熱引起混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過(guò)25℃的混凝土。目前我國(guó)高層建筑的地下室基礎(chǔ)一般是由箱形和片筏形基礎(chǔ)形式組成，它們都具有厚而大的特點(diǎn)，底板混凝土表面系數(shù)較小，強(qiáng)度較高，水泥用量多，而且尚有水密性、防腐蝕性等要求。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)高層建筑基礎(chǔ)底板的厚度大多在0.7m～3m范圍。大體積鋼筋混凝土最大的施工質(zhì)量問(wèn)題是裂縫問(wèn)題，所出現(xiàn)裂縫的形態(tài)不一，對(duì)此就應(yīng)該探究其原因并采取相應(yīng)的防治措施，以減少乃至杜絕裂縫的產(chǎn)生。
一、裂縫產(chǎn)生的原因
�。ㄒ唬�、水泥水化熱。水泥水化反應(yīng)是放熱過(guò)程，每克水泥放出熱量約356～461J，該熱量聚集在厚大結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易失散。水泥水化熱引起的溫升一般達(dá)到20～30℃，有時(shí)更高。在常溫條件下水泥在3天內(nèi)放出熱量是總水化熱的一半左右，使得混凝土內(nèi)部升溫。在澆灌后3～5天內(nèi)，內(nèi)部溫度的上升使混凝土表里形成很大溫差，降溫時(shí)，內(nèi)部對(duì)外部的收縮形成約束，其表面將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土的初期抗拉強(qiáng)度不足以抵抗內(nèi)約束拉應(yīng)力時(shí)，表面將會(huì)出現(xiàn)裂縫。
（二）、干燥收縮�；炷涟韬纤杏�80%的自由水要蒸發(fā)，自由水的逸散一般不引起收縮，但混凝土過(guò)于干燥而形成吸附水脫水時(shí)，其伴生的干縮卻是不容忽視的。厚大結(jié)構(gòu)的表面干燥收縮快，中心干燥收縮慢，表面的干縮受到中心部的約束，將在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，這往往也會(huì)促使裂縫產(chǎn)生。
�。ㄈ⑼獠考s束條件。各種結(jié)構(gòu)在變形過(guò)程中往往會(huì)受到某種外部約束而產(chǎn)生附加的外約束力。當(dāng)大體積混凝土基礎(chǔ)澆灌在堅(jiān)硬地基或厚大的老混凝土墊層上時(shí)，如未采取隔離層等放松約束的措施，在混凝土上冷卻收縮時(shí)，基礎(chǔ)受地基約束，將會(huì)在混凝土內(nèi)部引起很大的拉應(yīng)力，造成降溫收縮裂縫（外約束裂縫）。這種裂縫常在混凝土澆筑2～3個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間后出現(xiàn)，裂縫較深，有時(shí)是貫穿性的，這會(huì)對(duì)工程造成相當(dāng)大的危害。
�。ㄋ模�、外界氣溫。外界氣溫愈高，混凝土的澆灌溫度也愈高，這對(duì)控制溫升是有利的。而外界氣溫劇降，則會(huì)大大增加混凝土表面與內(nèi)部的溫度梯度，這樣就會(huì)產(chǎn)生不利因素。總之，氣溫的劇變將會(huì)危害大體積混凝土的質(zhì)量。
二、控制裂縫的措施
預(yù)防溫度裂縫，可從控制溫度、改進(jìn)設(shè)計(jì)和施工操作工藝、改善混凝土性能、減少約束條件等方面著手，一般，控制裂縫的方法及措施有：
�。ㄒ唬⿵脑O(shè)計(jì)方面入手，大體積混凝土的施工配合比設(shè)計(jì)盡量利用混凝土60天或90天的后期強(qiáng)度，以滿足減少水泥用量的要求，但還需要考慮到滿足施工荷載的要求。
�。ǘ┍M量選用低熱或中熱水泥配制混凝土或摻用粉煤灰，降低用灰量，以減少水化熱。選用良好級(jí)配的骨料，嚴(yán)格控制砂、石含泥量，加強(qiáng)振搗，保證混凝土的物理力學(xué)性能。大體積混凝土中一般應(yīng)摻用緩凝型減水劑，如木鈣粉等。這些措施都能一定程度上減少因溫差原因造成的開裂。
�。ㄈ┗炷辽蠞补啾仨殗�(yán)格按熱工計(jì)算要求進(jìn)行。事先應(yīng)預(yù)測(cè)混凝土的澆灌溫度Ta和水化熱溫度Tb，Ta+Tb即為混凝土的最高絕熱溫度。要控制該最高溫度與表面溫度之間的差值以及表面溫度與外界氣溫的差值均在25℃之內(nèi)。為此，炎熱天氣澆灌混凝土宜降低澆灌溫度，可采取摻冰水?dāng)嚢璧却胧�；寒冷天氣澆灌混凝土以不遭凍為度�；炷恋牟鹉r(shí)間或撤除保溫時(shí)間應(yīng)考慮氣溫環(huán)境等情況，確保兩個(gè)溫差和濕度符合要求。
�。ㄋ模⿲�(duì)大體積混凝土采取分層澆灌，分層厚度一般為80cm～100cm，這樣可加速散熱減少混凝土硬化中的水化熱，降低內(nèi)外溫差，避免溫差應(yīng)力引起的裂縫。為了解決分層澆灌施工縫的問(wèn)題，可以在底板的中間放置鋼筋網(wǎng)片，此層鋼筋既可保證分層澆灌時(shí)兩層混凝土之間的有機(jī)結(jié)合，又能抵抗混凝土本身的收縮應(yīng)力，這對(duì)于厚基礎(chǔ)底板來(lái)說(shuō)是必不可少的。
�。ㄎ澹┍ＷC新澆灌混凝土有適宜的硬化條件，防止因早期干縮而產(chǎn)生裂縫。澆筑完畢后要及時(shí)覆蓋，并蓄水養(yǎng)護(hù)，保持表面經(jīng)常濕潤(rùn)，但應(yīng)注意水養(yǎng)護(hù)時(shí)表面與內(nèi)部溫差不得超過(guò)25℃，否則，必須覆蓋塑料薄膜和保溫材料，以起到既保水又保溫的效果。
�。┰趲r基或厚大混凝土墊層上澆灌大體積混凝土?xí)r，可在基底上澆熱瀝青膠并撒鋪一層砂子或鋪兩層油氈，以消除或減少約束作用。
�。ㄆ撸┗炷翉�(qiáng)度等級(jí)不宜做得過(guò)高。1.0m厚度以上的底板混凝土，其強(qiáng)度等級(jí)做到C30～C35級(jí)以下。當(dāng)?shù)装搴穸瘸^(guò)1.5m抗沖切強(qiáng)度仍不能滿足時(shí)，宜考慮用高箍筋及局部加承臺(tái)的方法解決。
三、結(jié)論
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，在大體積混凝土構(gòu)件中尤為明顯，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
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