大体积混凝土质量通病控制_精品文档.doc

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大体积混凝土产生裂缝的质量控制

一、大体积混凝土裂缝分类及产生原因

大体积混凝土产生裂缝的原因很多，包括混凝土自身的因素、环境的因素、人为的因素等。

混凝土自身的因素包括水泥水化放热后混凝土降温过程中产生的温度裂缝、水泥浆硬化时体积收缩所产生的硬化收缩、混凝土干燥时产生的干缩等；环境的因素包括外界的约束、外界温度升降使混凝土膨胀或收缩；人为的因素包括设计的不合理、混凝土配合比不当、材料质量不合格、施工质量差等。

在这些因素中，比较普遍且影响较大的有:

混凝土因水泥水化放热而升温降温、混凝土收缩、外界约束的存在、混凝土配合比的选择等。

二、大体积混凝土产生裂缝的危害

2.1影响建筑物的使用功能

大体积混凝土结构多为坝体、地下连续墙、筏板、箱型基础等，所以一旦出现裂缝，主要问题之一就是结构的渗漏问题。

而这个问题往往又不容易处理，比如结构的修补堵漏，不但处理困难、花费巨大，而且延长了工程的交付使用时间，降低了结构的使用功能。

有时甚至会因为在结构物的使用过程中多次堵漏，出现堵漏成本高于土建成本的现象。

2.2降低建筑结构的刚度

裂缝尤其是贯穿性裂缝的出现会使结构（比如基础筏板）的刚度降低，从而影响到结构物功能的正常发挥。

2.3影响混凝土的耐久性

裂缝的出现，无论是表面裂缝、深层裂缝还是贯穿性裂缝都可以使侵蚀性介质非常容易进入混凝士内部，使钢筋锈蚀，混凝土碳化，使混凝土的强度降低，进而影响混凝土的耐久性。

三、大体积混凝土产生裂缝的质量控制

通过对大体积混凝土的深入研究和工程实践经验的反馈，控制大体积混凝土开裂应从两方面入手。

一方面，提高混凝土的抗拉强度，使其足够大，大到各种因素引起的开裂应力小于它。

另一方面，控制各种温度应力，使其尽可能小，使之小于混凝土的抗拉强度。

而混凝土温度应力取决于其浇筑温度、水泥水化热和混凝土表面温度。

即通过优化配合比、选择水泥品种、改善混凝土养护条件等亦可达到控制大体积混凝土裂缝的目的。

因此，防止大体积混凝土出现裂缝应从以下几个方面加以有效控制。

3.1减小混凝土内外温差

3.1.1降低水化热温升

大体积混凝土内部的温度上升是由于水泥水化反应释放热量造成的，由于混凝土的导热性差，使得热量蓄积.因此，应该从以下几个方面入手控制混凝土内部的温度上升:

（1）选用低标号低水化热水泥

实测值与中低热水泥水化热标准值对比表

3d水化热（J/g）

7d水化热（J/g）

普硅水泥425#水化热实测值

247

268

中热水泥425#水化热标准值

251

293

低热水泥425#水化热标准值

197

230

（2）降低水泥用量

经验认为，每1m3混凝土水泥用量减少10kg,混凝土温升值就会降低10℃。

降低水泥用量可以作为控制温度应力的另一主要手段，且越是厚大体积混凝土其效果越明显。

①掺加粉煤灰作为胶凝材料，采用内掺法可以取代部分水泥，显著降低水泥用量。

虽然粉煤灰也存在水化热，但远比水泥要低的多。

许多试验研究确定粉煤灰取代水泥量为10～15%，超量系数取1.2,1.4,1.5。

②使用缓凝型减水剂，混凝土浇筑以泵送为主，坍落度一般选l00mm～160mm，这给降低水泥用量增加了难度，为了改善和易性，尽可能降低水泥用量，采用了缓凝型减水剂。

合理选用水泥及添加剂，对提高大体积混凝土的抗裂能力据有很关键的作用。

3.1.2降低混凝土入模温度

大体积混凝土的浇筑温度最好控制在30℃以下。

3.1.3加强保温，控制混凝土内外温差

根据以往施工经验，混凝土中心温度和表面温度之差控制在25℃以内，一般可以防止有害裂缝的产生。

为了防止大体积混凝土表面温度下降速率太快，条件允许时应该尽量延长拆模时间。

拆模以后也要尽快覆盖保温层，防止风吹。

正常施工时的保温，混凝土表面铺设一层塑料薄膜，然后是两层麻袋，为了防止雨冷击，麻袋外再设一层薄膜。

冬季施工时采用蓄热法保温养护，混凝土顶面铺双层塑料薄膜，内夹三层草帘;侧模采用保温模板，即模板外侧挂三层草帘，外罩篷布或加塑编织布。

模板拆除以后，混凝土侧表面围保温被。

3.2减小约束应力的措施

3.2.1合理划分结构段，减小结构长度对约束应力的影响

为了减少出现有害裂缝的机会，施工中建议设计结构段长为15m以内，规范要求为5～15m。

经验得出结论，结构段长在15m以内时出现裂缝的可能性大大减少。

3.2.2合理设置施工缝

（1）水平施工缝的设置

在底板上连续浇筑墙体时，其上水平缝严格按规范设置。

该措施可以避免大断面约束小断面情况的出现。

（2）竖向施工缝的设置

施工中采用设置闭合块的方法，进行分块浇筑，共设置4个闭合块，减小了一次浇筑的长度，一方面降低了约束应力，另一方面将水化热从时间和空间上均分散开来，增加了散热面积，降低了温升。

3.2.3缩短混凝土浇筑间歇期

确保混凝土的连续浇筑性。

3.3合理选择混凝土材料及混凝土配合比

3.3.1合理选用水泥

选用水化热低的水泥，也就降低了水化放热，从而达到降低混凝土的绝热升温的目的。

优先选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山炭质硅酸盐水泥等。

当混凝土除抗裂性能要求外，还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小等要求时，则可以采用较高标号的中热硅酸盐水泥。

当环境水具有硫酸盐侵蚀时，应采用抗硫酸盐水泥。

3.3.2适当掺用混合材料

实验资料表明，在混凝土内可以掺入一定数量的粉煤灰。

由于粉煤灰具有一定活性，不但可以代替部分水泥，而且能改善混凝土的粘塑性，改善混凝土的可泵性，降低混凝土的水化热。

另外根据大体积混凝土的强度特性，初期处于高温条件下，强度增长较快、较高，但后期强度增长缓慢，这是由于高温条件下水化作用迅速，随着混凝土龄期增长，水化作用慢慢停止的缘故。

掺加粉煤灰后可改善混凝土的后期强度，但是其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。

因此在工程中常在混凝土中掺加粉煤灰做外掺料。

3.3.3合理掺用外加剂

混凝土外加剂包括减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂等多种类型。

减水剂是最常用、最重要的外加剂，它具有减水和增塑作用，在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下，可减少用水量，节约水泥、降低绝热温升。

引气剂的作用是在混凝土中产生大量微小气泡以提高混凝土的抗冻融耐久性。

膨胀剂可以使混凝土在硬化过程中产生体积膨胀，部分或全部补偿混凝土在硬化过程中所产生冷缩和干缩，在内外约束条件下以及配筋足够时产生一定的内压应力，这种内压应力与冷缩或干缩产生的拉应力相抵消，以使内压应力与抗拉强度的总值等于或大于因温差收缩产生的拉力，因此，膨胀对温差的补偿效应。

实质上就是膨胀应力对温差收缩产生拉应力的补偿。

利用这种温差补偿效应，取得了防渗抗裂的效果，减少或避免了混凝土的开裂。

3.3.4优化混凝土配合比

优化混凝土配合比，降低水泥用量，减少水泥水化热，这样就降低了混凝土的绝热升温。

一般方法有:

减小坍落度，掺大块石（埋石混凝土），使用减水剂，缓凝剂，掺混合材，采用先进的搅拌工艺等。

同时，严格控制砂石骨料的含泥量，在保证混凝土稠度及流动条件下，尽量节省水泥，降低混凝土绝热温升。

3.4合理选择施工方案、提高施工质量

3.4.1编制详细的施工组织设计

在大体积混凝土工程施工之前，应编制详细的施工组织设计，通过对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度估算，对是否可能出现温度裂缝进行验算，确定施工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温降值、内外温差及降温速度的控制指标，并制定出相应的措施办法。

3.4.2要重视施工前的准备工作

在施工以前，首先要对工人进行必要的技术交底，使之掌握大体积混凝土的施工工艺及技术要点;其次，确保各种设备、工具能立即投入使用，使混凝土温度控制能够满足设计要求。

3.4.3控制混凝土入模温度温度

控制混凝土的入模温度是有必要的。

3.4.4振捣工艺

浇筑后的混凝土，在振动界限以前，给予二次振捣，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，提高混凝土与钢筋的握裹力，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，从而可使馄凝土强度提高10～20%左右。

根据结构物的大小、钢筋的疏密程度、混凝土供应条件等具体情况，混凝土浇筑可采用全面分层浇筑和分段分层浇筑及斜面分层浇筑三种。

（1）全面分层浇筑:

在第一层全面浇筑完毕后，开始浇筑第二层时，己施工的第一层混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑完成;

（2）分段分层浇筑:

及跳仓浇筑，适用于厚度不大而面积或长度较大的工程，施工时混凝土先从底层开始浇筑，进行至一定距离后再浇筑到第二层，如此依次向前浇筑其他各层;

（3）斜面分层浇筑:

适用于结构的长度超过厚度的三倍的浇筑层，振捣工作从浇筑层的下端开始，逐渐上移，此时向前推进的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1:

3，以保证分层混凝土之间的施工质量。

混凝土浇筑时的分层厚度应不超过振动捧长度的1.25倍，在振捣上一层时，应入下一层混凝上内约5cm，以消除两层之间的接缝，一般在大体积混凝土工程中，分层厚度可定为40～60cm，数量较少的混凝土工程中分层厚度可取25～35cm。

3.5加强对大体积混凝土的温度监测工作

温度控制是大体积混凝土施工中的一个重要环节，也是防止温度裂缝的关键。

要实时对混凝土温度进行系统的实测，测温时发现混凝土内部最高温度与最低温度之差达到25度或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取措施，如温度达到25度时,养护次数应比原来增加一倍（养护水采用井水为宜）且砼还要防止太阳爆晒。

3.6加强对大体积混凝土的保温和养护

混凝土在浇筑的初期，强度低、抵抗变形能力小，如果遇到不利的外界条件，其表面容易发生有害的冷缩和干缩裂缝。

保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度，防止表面裂缝的发生。

无论在常温还是在负温下施工，混凝士表面都需覆盖保温层。

常温保温层，可以对混凝土表面因受大气温度化或雨水袭击的温度影响起到缓冲作用;负温保温层则根据工程项目地点、气温以及控制混凝土内外温差等条件进行设计。

但负温保温层必须设置不透风材料覆盖层，否则效果不够理想。

保温层兼有保湿的作用，如果用湿砂层，湿锯末层或积水保湿效果尤为突出，保湿可以提高混凝土的表面抗裂能力。

3.7.1大体积混凝土的养护

大体积混凝土的养护应符合下列要求:

（1）保温养护措施，应使混凝土浇筑块的里外温差以及降温的速度，满足温控指标的要求。

（2）保温养护的时间，应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制确定，合理的保温时间应从混凝土降温时开始。

（3）保温养护的其他要求

①在大体积混凝土保温养护过程中，应对混凝土浇筑块体的里外温差和降温速度进行监测，现场实测进制大体积混凝土施工中是一重要环节:

根据现场实测结果可随时掌握与温控施工控制数据有关的数据（里外温差、最高温升及降温速度等），可根据这些实测结果调整保温养护措施以满足温控指标的要求。

②在大体积混凝土养护过程中，不得采用强制、不均匀的降温措施。

否则，易使大体积混凝土产生裂缝。

大体积混凝土施工时，主要采用两种模板，即钢模和木模。

当采用钢模时，根据保温养护的需要，钢模外也应采取保温措施。

而采用木模时，都把木模作为保温材料考虑。

无论钢模还是木模，在模板拆除后，都应根据大体积混凝土浇筑块体内部实际的温度场情况，按温控指标的要求采取必要的保温措施.

③对标高位于士0.000以下的部位，应及时回填土;士0.000以上部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。

④在大体积混凝土拆模后，应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧裂干燥等措施。

当采用木模板，而且木模板又作为保温养护措施的一部份时，木模板的拆除时间应根据保温养护的要求确定。

可见，控制大体积混凝土裂缝的方法很多，并且各种措施不是孤立的，而且相互关联，相互制约的。

在施工过程中通常要结合