大体积混凝土裂缝问题探讨

大体积混凝土裂缝问题探讨

摘要：在大体积混凝土结构施工中，混凝土裂缝的控制是一个很重要的课题。由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，由外荷载引起裂缝的可能性很小，但水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，这将成为大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。?

关键词：大体积结构；裂缝；无缝；混凝土
　　
　　1 出现混凝土裂缝的原因?
　　
　　(1)大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大使混凝土的形变超过极限而引起的裂缝。?
　　(2)混凝土在硬化的过程中由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。?
　　（3）在大厚度的构件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性塌落引起的裂缝。?
　　（4）当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。 ?
　　（5）混凝土加水拌和后，水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积增大到三倍从而使混凝土胀裂产生裂缝。?
　　（6）在炎热或大风天气，混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高等，在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。?
　　（7）构件承受荷载所产生的裂缝：如、构件在均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝；构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。?
　　（8）当结构的基础出现不均匀沉降时，结构构件受到强迫变形，而使结构构件开裂，随着不均匀沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。
　　
　　2 多层房屋混凝土裂缝现象分析?
　　
　　（1）因地基基础原因而引起的墙体裂缝。?
　　①加强地基勘察。②合理设置沉降缝。③加强上部结构刚度，提高墙体抗剪、抗拉强度。?
　　（2）因施工或材料原因而产生墙体裂缝。?
　　①严把材料质量关，对不合格的材料坚决不用。②严格按规范施工。③认真分析房屋结构，合理安排施工工序，应先建主体后建附属，先建重而高部分，后建轻而低部分，对大面积现浇板，应设置后浇带。④对沉降缝、伸缩缝等，一定要将缝内杂物剔除干净，使缝能正常发挥作用。⑤承重或非承重构造柱与墙体间应设2φ6拉结筋，间距为八皮砖，每端伸入墙内1米或至洞口边。⑥预制过梁遇构造柱，当搭接长度不足250毫米时，应改为现浇，伸入构造柱内。?
　　（3）防止因温度变化而引起的墙体裂缝。?
　　①屋面加设保温层可以有效减小屋盖与墙体的温差，保温层必须具有一定的厚度，且应设隔气层、保护层、透气孔等。②当房屋较长、体型较复杂时，应合理设置伸缩缝。③当纵墙两端开间内设有较大洞口，可以在洞口两侧设置砼构造柱，与上、下圈梁拉结，既可以加强该开间的刚度，又可以阻止裂缝发展。④提高顶层砌体强度，以加强墙体抗温应力的能力。⑤合理安排屋面施工时间及施工工序，施工时尽量避开高温或寒冷季节，加强屋面养护，必要时设置后浇带，以解决砼施工中的内应力问题。 ?
　　（4）因设计原因而引起的墙体裂缝。?
　　①对局部软弱地基应作加强处理，同时应加强上部结构刚度，对膨胀土、湿陷性黄土应作特殊处理。②相邻建筑物间基础应留有一定间隙，同时应计算相邻基础应力叠加时产生的沉降量，使该沉降量与整个建筑物沉降量相同。③计算时，认真进行不利荷载组合；设计中，注明使用荷载值。④认真验算砌体强度、验算砌体局部承压，当局部承压不足时应设置砼垫块。⑤各构件刚度应满足规范规定的变形要求。⑥对较长的房屋，其顶层的房屋端开间应加强刚度。⑦做好屋面保温层设计。
　3 混凝土裂缝和修补材料研究
　　
　　3.1 混凝土 ?
　　组成钢筋混凝土主要材料之一的混凝土的发展方向是高强、轻质、耐久（抗磨损、抗冻融、抗渗）、抗灾（地震、风、火〕、抗爆等。 ?
　　（1）高性能混凝土。?
　　HPC是近年来混凝土材料发展的一个重要方向，所谓高性能：是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。?
　　（2）活性微粉混凝土。?
　　RPC是一种超高强的混凝土，其立方体抗压强度可达200-800MPa，抗拉强度可达25～150MPa，断裂能可达30KJ／m2， 单位体积质量为2.5-3.0t／m3。制成这种混凝土的主要措施是：①减小颗粒的最大尺寸，改善混凝土的均匀性；②使用微粉及极微粉材料，以达到最优堆积密度（packing density）；③减少混凝土用水量，使非水化水泥颗粒作为填料，以增大堆积密度；④增放钢纤维以改善其延性；⑤在硬化过程中加压及加温，使其达到很高的强度。
　　3.2 修补材料性能 ?
　　（1）收缩 ：由于大多数修补是在老混凝土结构上进行的，如果有干缩的话，老混凝土结构干缩也很小。?
　　（2）热膨胀系数：研究混凝土修复材料的热相容性在温度经常有很大变化的环境中是很重要的，特别是在大面积修补和覆盖中。?
　　（3）抗拉塑性变形 ：在混凝土结构物修补中，修补材料的塑性变形应该与混凝土基面塑性变形类似，然而在保护性的修补中，更高塑性变形也有其优点。?
　　（4)拉应力 ：拉应力是指在没有形成一条连续的裂缝时修补材料所能承受的最大应变能力。?
　　（5)渗透性 ：渗透性即材料渗透液体或气体的能力，在许多修补中是重要的材料性能。?
　　（6)粘附 /胶结 ：在大多数情况中，在修补材料和先浇混凝土基面之间胶结良好是成功修补的主要要求。?
　　（7)抗压强度 ：一般认为修补材料的抗压强度应该与先浇混凝土基面的抗压强度相同。
　　
　　4 施工技术措施?
　　
　　（1）后掺少量减水剂的预备措施混凝土浇筑正值7～8月份高温季节，易造成混凝土坍落度损失加大，降低混凝土工作度方面的要求，加之可能出现的运输途中堵车或施工中出现临时需处理的问题，使浇捣速度减缓，延误了混凝土的入模时间，因时间延长造成混凝土坍落度损失加大，致使不能满足泵送要求，此时应严禁加入生水，而应采取二次掺少量的FDN2I减水剂的后掺法，补偿和恢复混凝土的坍落度损失。?
　　（2)地下室墙体混凝土配合比及浇筑的措施在墙板混凝土配合比设计试配，确定设计配合比阶段，采取了降低水灰比的措施。?
　　（3)地下室顶板的混凝土浇筑的控制按照地下室超大型长无缝混凝土的施工方案，地下室顶板的浇筑顺序是，浇筑完地下一层墙板至地下室顶板梁下口后，进行地下室顶板的混凝土浇筑。在顶板的浇筑过程中，主要是要控制好早期裂缝的产生。?
　　（4）地下室混凝土的养护地下室底板、墙板、顶板全部采用了掺加ZY膨胀剂的混凝土。

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