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大体积混凝土施工技术与裂缝控制研究杨林玉

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：杨林玉

[导读] 摘要：本文从设计、材料、配合比、施工现场养护等方面对大体积混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行了分析探讨。

        身份证号：37292619901016xxxx 邮编：274900
        摘要：本文从设计、材料、配合比、施工现场养护等方面对大体积混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行了分析探讨。针对大体积混凝土裂缝产生的原因，在大体积混凝土结构设计、大体积混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝发展的措施。依据相关文献，并总结了大体积混凝土裂缝的处理方法：表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、大体积混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。
        关键词：大体积混凝土；裂缝；成因；控制
        引言
        大体积混凝土结构工程的裂缝，是一个带着有普通性被工程界很为关注的问题。有些裂缝的继续扩展可能危及结构安全，因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的，成为结构的破坏的先兆，这主要是指荷载产生的裂缝。由于产生裂缝的微观与宏观机理的复杂性、动态变化性，它也是困扰工程技术人员一个技术难题。
        一、裂缝的成因
        （一）设计原因
        1.设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。
        2.设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。
        3.设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。
        4.设计中未充分考虑大体积混凝土构件的收缩变形。
        （二）材料原因
        1.粗细集料含泥量过大，造成大体积混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成大体积混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。
        2.骨料粒径越细、针片含量越大，大体积混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。
        3.大体积混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加大体积混凝土收缩。
        4.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。
        二、裂缝的控制措施
        （一）设计方面
        1．设计中的‘抗’与‘放’
        在建筑设计中应处理好构件中‘抗’与‘放’的关系。所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。
        2．尽量避免结构断面突变带来应力集中
        如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。
        3．采用补偿收缩大体积混凝土技术
        在常见的大体积混凝土裂缝中，有相当部分都是由于大体积混凝土收缩而造成的。要解决由于收缩而产生的裂缝，可在大体积混凝土中掺用膨胀剂来补偿大体积混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。
        （二）材料选择
        1．根据结构的要求选择合适的大体积混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。
        2．选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。
        3．积极采用掺合料和大体积混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为大体积混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善大体积混凝土的工作性能和降低大体积混凝土成本的作用。
        4．正确掌握好大体积混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果。
        （三）施工方面
        1．模板的安装及拆除
        模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工工具和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑大体积混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载，以及上层机构施工时产生的荷载。
        安装的模板须构造紧密、不漏浆、不渗水，不影响大体积混凝土均匀性及强度发展，并能保证构件形状正确规整。
        安装模板时，为确保保护层厚度，应准确配置大体积混凝土垫块和钢筋定位器等。

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        2．大体积混凝土的制备
        应优先采用预拌大体积混凝土，其质量应符合《预拌大体积混凝土》GB/T14902的规定进行外，对品质、种类相同的大体积混凝土，原则上要在同一预拌大体积混凝土厂订货。如在两家或两家以上的预拌大体积混凝土厂订货时，应保证各预拌大体积混凝土厂所用主要材料及配合比相同，制备工艺条件基本相同。
        施工者要事先制定好关于大体积混凝土制备的技术操作规程和质量控制措施。
        3．大体积混凝土的运输
        运输大体积混凝土时，应能保持大体积混凝土拌和物的均匀性，不应产生分层离析现象，运送容器应不漏浆，内壁关滑平整，具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施，并宜快速运输。运送频率，应保证大体积混凝土施工的连续性。
        运输车在装料前应将车内残余大体积混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整大体积混凝土拌和物的工作性时，外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌，搅拌时间应由实验确定。
        运至浇捣地点大体积混凝土的坍落应符合要求，当有离析时，应进行二次搅拌，搅拌时间应由实验确定。严禁向运输到浇筑地点的大体积混凝土中任意加水。
        4．大体积混凝土的浇筑
        为了获得匀质密实的大体积混凝土，浇筑时要考虑结构的浇筑区域、构件类别、钢筋配置状况以及大体积混凝土拌和物的品质，选用适当机具与浇筑方法。
        浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及保护层厚度、预埋件等的部位、尺寸，确认正确无误后，方可进行浇筑。同时，还应检查对浇筑大体积混凝土有无障碍，必要时予以修正。
        制定施工方案时应考虑工程情况和实际工作能力，使各环节的施工能力应与大体积混凝土的一次浇筑量相适应，必要时大体积混凝土的连续浇筑。
        5．大体积混凝土的养护
        养护是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措施，必须充分重视，并制定养护方案，派专人养护工作。
        大体积混凝土浇注完毕，在大体积混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护，尽量避免急剧变化、振动以及外力的扰动。
        浇筑后采用覆盖、晒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施；保温、保湿养护时间，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的大体积混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或抗渗要求的大体积混凝土，不得少于14d。
        三、大体积混凝土裂缝的处理方法
        （一）表面处理法
        表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水
        （蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏
        （二）填充法
        用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。
        （三）灌浆法
        此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.2~0.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。
        （四）结构补强法
        因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的大体积混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等大体积混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等。
        四、结论
        通过本文的研究，大体积混凝土裂缝处理的方法主要有：表面处理法、填充法、灌浆法、结构补强法、大体积混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法。
        大体积混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对大体积混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
        参考文献：
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