《现浇大体积砼产生裂缝的成因与防治措施》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现浇大体积砼产生裂缝的成因与防治措施（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现浇大体积砼产生裂缝的成因与防治措施现浇大体积砼产生裂缝的成因与防治措施大体积砼为一次浇筑量1000m3 或砼结构实体最小尺寸2m，且砼浇筑需研究温度控制措施的砼。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在 80cm 以上，同时水化热引起砼内部的最高温度与外界气温之差预计超过 25的砼，称为大体积砼”。美国砼学会（ACI）规定：“任何就地浇筑的大体积砼，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。不能以截面尺寸来简单判断是否大体积砼，实际施工中，有些砼厚度达到 1，但也不属于大体积砼的范畴，有些砼虽然厚度未达到 1，但水化热却较大，不按大体积砼的
2、技术标准施工，也会造成结构裂缝。1 大体积砼特点大体积砼结构厚实，砼量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋砼结构），施工技术要求高，砼水化热较大（预计超过 25），易使结构物产生温度变形。大体积砼除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过砼所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。砼裂缝按产生的原因可分为两类：一是结构裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝，由非受力变形变化引起的，例如温度、湿度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素所引起，
3、这种裂缝的形成是一个渐进的过程，与环境的变化，约束的状态等因素有关。2 现浇大体积砼产生裂缝的成因分析在工程施工中，材料型裂缝是常见的裂缝形式，按照裂缝产生的时间段划分，可以分为一硬化前裂缝，二硬化过程的裂缝，三完全硬化后的裂缝。2.1 硬化前裂缝下沉收缩缝，在砼浇筑后的 12 小时内当砼未凝固期间，沿钢筋的走向在砼表面产生裂缝，这是因砼浇筑后收缩下沉引起，在钢筋的上方与其周围的收缩差而发生的裂缝。此时砼本身未凝固，在其表面也有细微开裂，这是水分从砼表面蒸发而产生。其影响的因素有拌合物的用水量、水泥用量、振捣密实度、大气温度及其它一些因素，在夏季高温天气下尤为明显。2.2 硬化过程的裂缝2.2
4、.1 温度应力造成的裂缝大体积砼在施工期间，外界气温的变化对砼的开裂有重大影响。砼内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和砼的散热温度三者组成。外界温度与砼的浇筑温度会形成外层砼与心部砼的温度梯度，产生温差应力。在浇注大体积砼时，砼中心温度与表面温度梯度越大，产生裂缝的概率越高。2.2.2 收缩应力造成的裂缝砼的拌合水中，只有约 20%的水分是水泥水化所必需的，其余 80%要被蒸发。砼干燥过程多余水分的蒸发是引起砼体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响，如果存在约束，就会产生收缩应力而收缩力不均匀会产生收缩裂缝，此类裂缝由表面逐步扩展到内部，由于湿度梯度，造成砼表面收缩快内
5、部收缩慢，致使表面受到拉应力，当拉应力大于砼当时的抗拉强度（轴拉、弯拉）时砼表面便出现裂缝。2.2.3 冻胀引起的裂缝北方地区冬季施工时，室外温度较低，当室外气温低于零度时，砼出现吸水饱和，砼体积将膨胀 810%，使砼内部产生较大的膨胀应力，砼会产生冰冻，冰冻对砼的破坏作用很大，尤其是在砼初凝时受冻最严重，致使砼表面产生冰冻裂缝，硬化后的砼强度将损失 20%40%。2.3 完全硬化后的裂缝2.3.1 钢筋锈蚀造成的裂缝钢筋在砼中的锈蚀过程是一个电化学的反应过程。砼孔隙中的水分通常以饱和 Ca（OH）2 溶液的形式存在，其中还含有一些 NaOH 和 KOH，pH 值约为 12.5，在这样的强碱环
6、境中，钢筋表面形成钝化膜保护钢筋不被锈蚀。有裂缝的钢筋砼构件，钢筋遇潮湿的空气中时，CO2 或游离 Cl-会吸附于局部钝化膜处，导致该处 pH 值迅速降低。一旦钝化膜发生破坏，在水和氧的作用下，经过一系列的电化学反应，钢筋表面就会生成红锈 Fe2O3 及黑锈 Fe3O4。影响砼中钢筋锈蚀的因素很多，主要有砼的密实度、砼的碳化深度、环境温湿度、砼液相 pH值、砼中 Cl- 含量、保护层厚度等，其中砼保护层的碳化和 Cl-的侵入是造成钢筋锈蚀的主要原因。主要是钢筋受到腐蚀会产生胀力，胀力会产生锈蚀造成的裂缝，在施工中一定要确保钢筋的保护层厚度，这是避免此种裂缝产生的唯一的措施。2.3.2 约束条件
7、大体积钢筋砼与地基浇筑在一起，当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。由于砼的弹性模量小，徐变和应力松弛度大，使砼与地基连接不牢固，因而压应力较小。但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过砼的抗拉强度，砼收缩变形，砼就会出现垂直裂缝。3 现浇大体积砼防治裂缝措施针对以上砼裂缝产生的成因，结合陕西工业职业技术学院崇文楼主教学楼（下称教学楼 A 区）工程项目实际情况，主要采取了以下的防治措施，重点是防止砼的温度裂缝和收缩裂缝。3.1 严格控制原材料质量给商品砼生产厂家提出严格控制砼原材料的质量和技术标准。选用低水化热的水泥，优选掺合料，粗细骨料含泥量低。细致分析砼集料的配合比
8、，控制水灰比，减少坍落度，合理掺加减水剂。教学楼 A 区地下室选用低水化热的火山灰硅酸盐水泥，并建有冲洗台，专人冲洗、专人检查、建立台帐，严格控制沙石等骨料的含泥量，并根据含水量及时调整配合比，减少了裂缝发生的因素。3.2 合理安排大体积砼的施工时段控制浇筑温度必须从降低砼出机温度入手，其目的是降低大体积砼的总热能和减小结构的内外温差。降低砼出机温度最有效的方法是降低石子和沙子的温度，由于夏季气温较高，为防止太阳的直接照射，要求商品砼供应商在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，还需向骨料喷射水雾或使用前作淋水冲洗。在控制砼的浇筑温度方面，通过计算砼的工程量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间
9、为当天气温较低时为主。夏季施工时尽可能安排在早晨、傍晚或夜间，以免因暴晒而影响大体积砼的浇筑质量。砼浇筑安排在夜间，可以最大限度的降低砼入模温度，加强砼的振捣，使用二次振捣技术，利用平板振动器振捣，提高砼密实度。3.3 采用“三掺”技术一掺 UEA 膨胀剂，以 1012%内掺（替代水泥率）水泥中可拌成补偿收缩砼。通过 UEA 产生的前期膨胀以补偿砼干缩，后期微膨胀以补偿冷缩。二掺粉煤灰，在保证砼强度的基础上加入粉煤灰。粉粉煤灰的掺入，使得砼的力学性能，水泥水化程度得以提高，微观结构致密，孔隙分布有所改善。三掺缓凝减水剂，缓凝减水剂是一种能延长砼凝结时间的外加剂。使新拌砼在较长时间内保持塑性，以
10、调节新拌砼的凝结时间。在教学楼 A 区施工时砼中掺加适量的 UEA 膨胀剂（10）。以起到微膨胀作用，从而调节收缩变形产生的砼裂缝。掺加水泥重量 0.53的缓凝剂，以调节砼的凝结时间；掺加适量的减水剂；为提高砼的可泵性减少水泥用量，降低水化热，同时掺入 20的粉煤灰避免砼裂缝的出现。3.4 控制砼的入模温度教学楼 A 区工程基础施工时正值夏季，浇筑砼入模温度高，与水化热相叠加后，砼内部温度加高。为了有效控制水热的释放速度，控制砼入模温度。采取措施：一是采用搭设凉棚存放砂、石等砼原材料。二是冷水冲浇砂、石子，关键要冲透即沙石的温度降到 25以下。三是布置输送管道距离要短，注意减少拐角，在管路支架
11、上设管套，减少由于管路输送增加磨擦而产生热值。最终将浇筑温度控制在 28以内，使实际入模温度略低于大气温度 13，从而推迟水化热峰值出现，时间 2d 左右。3.5 严格监控温度3.5.1 布置测温点温度检测点应沿浇筑的高度，布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为 500800mm；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为 2.55m。采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。注意：不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。3.5.2 制订测温制度测温时，在砼温度上升阶段每 2h 测一次。温度下降阶段每 4h 测一次，同时测大气温度。所有测温点
12、均编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。实际测温时砼中心温度最高为 79，砼表面温度为 56，大气温度为 34。所有测温孔均应编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。测温工作由经过培训、责任心强的专人进行。3.5.3 测温工具的选用为了及时控制砼内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握砼温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。教学楼 A 区施工时，底板采取斜面分层，整体浇筑的方法。同时对于底板砼采用 JDC2 建筑电子测量砼内部温度，监测砼表面温度与结构中心温度，以便采取相应措施，保证砼的施工质量，控制砼内外温差。3.6
13、 合理的振捣方法为保证砼密实度，采用行列式或梅花式进行振捣。在每次浇筑时设五部振捣捧，两部在浇筑点，两部在振捣流淌部分，一部在后面补振。振距为 500mm。振捣上层砼时，振捣棒应插入下层砼至少 50mm，使上下层结合成一体振捣时间在 20s30s，待出现反浆后，砼不下沉为准。防止过振和漏振。振捣密实后，用木抹子或长木刮平，压实二至三遍，然后在面层撒 10mm 厚的一层粒砂。3.7 保湿保温养护教学楼 A 区采用蓄水方式进行保湿保温养护，并在砼覆盖一层塑料布并在局部使用喷涂砼养护剂，砼养护剂又称砼养生液，是一种涂膜材料，是高分子材料，喷洒在砼表面后固化，形成一层致密的薄膜，使砼表面与空气隔绝，大
14、幅度降低水分从砼表面蒸发损失。从而利用砼中自身的水分最大限度地完成水化作用，达到养护的目的。覆盖一层纤维进行保温，同时根据温差情况及时对砼上表面覆盖厚度进行增减。砼内外温差及砼表面与大气温差均不得超过 25。当发现内外温差T25时应即刻增加覆盖，当T 降到 20以下时，可拆除部分覆盖，以加速降温。此项工作需反复进行，应注意速率不大于 2 /d。4 其它预防措施为了防止大体积砼产生裂缝，除了可以在施工过程中采取措施外，在改善边界约束和构造设计方面也可以采取一些预防措施。4.1 设置后浇带当大体积砼结构尺寸过大时，为防止水热化的大量积聚，在进行结构设计时，可在适当位置设置后浇带，将大体积砼分成若干
15、块浇筑，在施工后期再将分块的砼连成一个整体，这样可以降低砼每次浇筑的蓄热量，同时也可放松约束程度。4.2 设置温度配筋在结构的孔洞周围、变截面处以及底板、顶板与墙的转角处，由于温度变化和砼收缩，会产生应力集中，进而导致砼裂缝。为此，可在孔洞周围增配斜向钢筋或钢筋网片，使砼在变截面处由突变改为缓变，以改善大体积砼中应力集中的现象。同时增配一定数量的抗裂钢筋，防止裂缝的出现。4.3 设置滑动、缓冲层砼由于边界存在约束才会产生温度应力，如果在与外界约束的接触面上设置滑动层，则可有效减少周围结构的约束。在水平面设置滑动层，以减少约束作用；在垂直面、键槽部位设置缓冲层，以消除嵌固作用。4.4 建立健全现
16、场管理大体积砼施工测温是必不可少的一项工作，加强砼表面保温、保湿来减少内外温度不超过规范的 25是控制裂缝的有效措施。5 结束语对于砼裂缝控制与防治，应与设计、施工、砼生产厂家紧密配合，只要设计增加构造措施、坚持小规格配筋、小间距避免应力集中。砼生产厂家从配合比、用水量、骨料、水泥等方面人手。施工单位在浇筑、振捣、养护等环节施工措施得当。砼裂缝能够在一定程度上得到避免。教学楼 A 区地下室施工采用了上述措施，该工程 2006 年竣工，至今尚未发现砼有裂缝和漏水现象。参考文献：1普通砼拌合物性能试验方法GBT500802002.2普通砼力学性能试验方法GBT500812002.3王广超.高层建筑大体积砼施工J.建设科技，2008，（9）.4邓美球.UEA 膨胀剂对砼裂缝的影响与控制J.建材技术与应用，2007，(10）.5张伟平等.砼中钢筋锈蚀机理及锈蚀钢筋力学性能研究J.建筑结构学报，2010，（4）.6袁孝义.大体积混凝土裂缝的成因与防治J.赤子，2009，（
