水利工程大体积混凝土施工裂缝防治措施

大体积混凝土施工防治温度裂缝的几项措施3

许孝立

(潍坊学院,山东　潍坊　261061)

摘　要:以某高层建筑地下室底板1.5m厚混凝土的施工技术为例,阐述了大体积混凝土裂缝产生的

原因及采取预防措施,确保混凝土的施工质量。

关键词:大体积混凝土;温度应力;裂缝;控制措施

中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1671-4288(2009)02-0121-02

混凝土在硬化过程中,水泥进行水化反映会产

生大量的水化热。强度增长初期,水化热产生越来

越多,蓄积在大体积混凝土内部,热量不易散失,致

使混凝土内部温度显著升高,而表面散热较快,这样

在混凝土内外之间形成温差,混凝土内部产生压应

力,而混凝土产生拉应力,当温度超过一定程度后,就易拉裂外表混凝土,即在混凝土表面形成裂缝。

在混凝土内逐渐散热冷却产生收缩时,由于受到基

岩或混凝土垫层的约束,接触处将产生很大的拉应

力。一旦拉应力超过混凝土的极限抗拉强度,便在

与约束接触处产生裂缝,甚至形成贯穿裂缝。这将

严重破坏结构的整体性,对于混凝土结构的承载能

力和安全极为不利,在工程施工中必须避免。本文

通过某大厦地下室基础底板施工过程中配合比设计

和内外温度的监测与控制,探讨大体积混凝土基础

底板的施工防止裂缝的技术措施。

1　工程概况

潍坊某大厦为21层框剪结构,设有2层地下

室,由主楼和副楼两部分组成,结构平面呈矩形,外

周长为220米,内周长为120米,板厚1.5米,混凝

土强度等级C40,混凝土一次浇注量3000m3,抗渗

等级S8,混凝土用量约5000m3,属大体积混凝土。

2　裂缝控制的设计措施

2.1　混凝土配合比设计

在满足强度要求的前提,尽量考虑减少水泥用

量,采用8%UEA替换等量水泥,并掺入4%EA-C高效缓凝减水剂,减少用水量,延缓混凝土凝结时

间,推迟水化热峰值的出现,经多次试验,确定其施

工配合比(重量比)为:水泥:水:中砂:碎石:UEA:

EA-C=410:165:694:1182:29:1.436。

浅谈混凝土裂缝在水利施工中施工防治

【摘要】：水利工程建设是我国的基础工程建设之一，水利施工的质量问题，对我国的经济有着重要的影响。水利工程施工中的混凝土尤其是大体积混凝土，由于水化热的作用，在施工中很容易出现混凝土裂缝。温度裂缝的不仅会降低混凝土结构的承载能力，还会降低混凝土的耐久性能，给水利工程带来了极大的安全隐患，威胁人们的财产及生命安全。本文就水利工程施工中混凝土裂缝的成因和相应的对策进行了分析。

【关键词】：水利工程；混凝土裂缝；施工防治

中图分类号： tv 文献标识码： a 文章编号：

引言

随着社会经济的快速发展，水利工程施工也取得一定进步，在施工过程中的混凝土裂缝现象较为常见，裂缝可引致水利的承载能力大大降低。因此，对水利的施工过程中的混凝土裂缝进行合理的解决，确保水利工程的稳定行及安全性，提高我国的水利施工技术水平。

一、水利施工过程中混凝土裂缝出现的原因

1、温度差导致的收缩裂缝

企业在进行水利的施工过程中，基于施工的通风及降温条件有限，大部分的施工操作是处在地层的深处进行的，使得水泥的特性变化大、温升也较快，加快温度差。冬天进行施工时，混凝土内部的温度还是比较高，水分的蒸发以及冷凝均比较快；加上通常对混凝土的养护工作不够重视，未能从本质上投入技术或者是设施进行解决，因此，混凝土得不到及时地散热，使得其的表面产生较大的温度差，而引起收缩裂缝。

2、外荷载导致的裂缝

水利工程的施工过程中，外荷载的结构次应力以及直接应力均能导致混凝土裂缝的出现新。此裂缝的特点是具有不均匀性、形态多样及普遍性；外荷载导致的裂缝主要有直接应力及次应力这两种裂缝。其中，直接应力的裂缝指的是外荷载导致的直接应力出现的裂缝；次应力裂缝指的是外荷载导致的次生应力所产生的裂缝。

3、地质情况的原因

经济的发展带动了水利工程的快速发展，使得在进行水利的施工建设过程中，施工人员对地质以及水文状况的资料及信息了解更加难以把握。对于水利的施工现场的地质情况不熟悉就盲目进行施工，进而造成水利工程的衬砌结构设计不合理，为水利工程的混凝土出现裂缝现象埋下了隐患。 当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧离子会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大得多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。

大体积混凝土温度裂缝控制措施

大体积混凝土温度裂缝控制措施主要包括以下几点：

1. 合理选择原材料：选用低水化热的水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，以降低混凝土浇筑温度。同时，掺加粉煤灰或高效减水剂等外加剂，减少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性和可泵性，降低水灰比。

2. 优化配合比：通过优化配合比，降低混凝土的收缩，提高混凝土的抗裂性。例如，采用级配良好的骨料，控制砂率，掺加适量的膨胀剂等。

3. 控制混凝土浇筑温度：在高温季节，应采取措施降低混凝土的浇筑温度，如对骨料进行洒水降温，避免在高温时段进行浇筑等。

4. 加强混凝土养护：在混凝土浇筑完成后，应及时进行养护，保持适宜的温度和湿度，防止出现温度梯度引起的裂缝。可以采用覆盖保温材料、洒水、喷雾等方式进行养护。

5. 适当增加构造钢筋：在容易出现温度裂缝的部位，适当增加构造钢筋的数量和直径，提高混凝土的抗裂性。

6. 施加外力约束：在混凝土表面施加外力约束，如加装钢板约束带、预应力钢筋等，限制混凝土的变形，防止裂缝的产生。

7. 加强温度监测：在施工过程中，应加强温度监测，及时掌握混凝土内部的温度变化情况，采取相应的措施进行控制和调整。

综上所述，大体积混凝土温度裂缝控制需要从多个方面入手，包括原材料选择、配合比优化、施工方法、养护方式、构造钢筋增加、外力约束和温度监测等方面。在实际施工过程中，应根据具体情况采取相应的措施，确保大体积混凝土的施工质量符合要求。

文章编号:1004—5716(2004)03—0170—01中图分类号:TU75517　文献标识码:B大体积混凝土产生裂缝的主要原因及防治措施罗世友(新疆生产建设兵团农二师工程质量安全监督站,新疆库尔勒841000)摘　要:根据近几年的工作实践,对大体积混凝土施工中产生裂缝的主要原因进行了综合分析,并提出防治裂缝的具体措施。关键词:大体积混凝土;裂缝;原因;防治措施 近几年来,由于高层建筑的发展,其基础多采用箱基、筏基及高层结构转换层等大体积混凝土。施工中现浇混凝土经常出现裂缝,加之新疆地区气候夏季酷热、干燥,冬季寒冷,日温差大,混凝土裂缝尤为突出。因此,只有了解了混凝土裂缝产生的主要原因,采取相应的防治措施,混凝土裂缝才能加以控制,混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能才能得以提高和改善,大体积混凝土质量才能得到根本保证。1　裂缝产生的主要原因水泥水化热引起的温度应力和温度变形。由于水泥在水化过程中产生大量的热量(约达:502.42J/g),使混凝土内部的温度升高,一般在30℃左右,有时更高。混凝土内部的最高温度多数发生在浇注后的3～5天内,当混凝土内部与表面温差过大时,就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比。当这种温度应力超过混凝土内外的约束力时就会产生裂缝。而混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥用量有关,混凝土愈厚,水泥用量愈大,内部温度愈高。在一定的尺寸范围内,混凝土结构尺寸愈大,温度应力也愈大,引起裂缝的可能性也愈大。这就是大体积混凝土为什么容易产生裂缝的主要原因。综上所述,裂缝的主要原因是大体积混凝土的内外温差和温度变形所造成的。因此,防止混凝土出现裂缝的关键就是控制混凝土内部与表面的温差。此外混凝土裂缝还受内外约束条件、外界气温变化及混凝土收缩变形的影响。2　防止大体积混凝土裂缝的主要措施水泥应尽量选用水化热低和安定性好的水泥。如:普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥(发热量在270～290kJ/kg),严禁使用安定性不合格的水泥。在配合比设计时,可利用混凝土的后期强度。混凝土配合比,应根据使用材料通过试配确定。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33～0.37(泵送时宜为0.4～0.45)。尽量选用连续级配的骨料配制混凝土,在保证可泵性的前提下,选用粒径较大的石子和粗砂,且石子粒径不大于钢筋最小净距的3/4,并控制石子的含泥量≤1%,砂子含泥量≤2%。为满足和易性和减缓水泥早期水化热的要求,宜在混凝土中掺入适量的缓凝剂、减水剂。混凝土的配制,应有严格的过磅制度。混凝土的搅拌时间,自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料,一般应≥1.5～2min。搅拌后的混凝土,应及时运至浇注地点入模浇注。大体积混凝土的浇注,应根据整体连续浇注的要求,结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况,选用全面分层、分段(块)分层、斜面分层浇注。当遇不同施工季节时,可分别采用降温法和保温法施工。夏季主要用降温法施工,即在混凝土中掺入冰水,水温控制在5℃～10℃,在混凝土终凝后采用冷水养护降温,但要注意水温与混凝土表面温差≤20℃,并用覆盖材料进行养护。若现场能蓄水养护,适时补加,这也是调节混凝土内、外温差最经济、最有效的方法。如施工现场要求拌合水降至5℃,混凝土浇注温度TJ=30℃,使用3m3水箱,每台搅拌机用水量为1m3/h,拌合水用冰量可按下式计算:P=7.5+1.125(tw-10)式中:P———用冰率,占拌合水的百分率,%;tw———降温前水温,℃。冬季采用保温法施工。利用保温模板和保温材料防止冷空气侵袭,以减少混凝土的内外温差,防止任何微小裂缝的发生。若没有可靠的保温措施,不应在冬季施工大体积混凝土。做好测温工作,是采取措施防止混凝土裂缝的重要一环。测温点的布置应具有代表性和可比性,沿浇注的高度,应布置在底部、中部和表面,垂直测点间距一般为500～800mm,平面则应布置在边缘与中间,平面测点间距一般为2.5～5m。在混凝土温度上升阶段每2～4h测一次,温度下降阶段每8h测一次,同时应测大气温度。所有测温孔均应编号。测温工作应派有一定素质、责任心强的专人进行,测温记录应交技术负责人阅签,并作为对混凝土施工和质量的控制依据。在测温过程中,当发现温度差>25℃时,应及时加强保温或延缓拆除保温材料,以防止混凝土产生温差应力和裂缝。综上所述,我们应严格按设计图纸及施工规范要求施工,在施工技术上,从选料、配合比设计、施工方法、测温养护采取一系列综合措施,并根据不同的施工季节,采取不同的技术措施,精心组织协调,就能够消除混凝土的裂缝,从根本上保证大体积混凝土的质量。总第94期2004年第3期 西部探矿工程WEST-CHINAEXPLORATIONENGINEERING seriesNo.94Mar.2004