地下大体积混凝土裂缝的成因与控制.pdf

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1、第6期总第192期农业科技与装备No．6TotalNo．1922010年6月AgriculturalScience&TechnologyandEquipmentIun．2010地下大体积混凝土裂缝的成因与控制李玉芹(辽宁省水利水电勘测设计研究院，沈阳110006)摘要：混凝土结构在建设和使用过程中会出现不同程度、不同形式的裂缝，而大体积混凝土结构出现裂缝的机率更高，危及混凝土结构的安全性和耐久性，影响其使用功能。分析地下大体积混凝土裂缝产生的原因，提出相应的控制措施，以预防裂纹的发生和发展。关键词：地下大体积混凝土；裂缝；抗渗能力；控制中图分类号：U444．1

2、8文献标识码：A文章编号：1674一1161(2010)06--0073-02修建水电站厂房时。往往需要在地下浇筑大体积混凝土。现代的施工工艺是大体积混凝土通仓浇筑，大量的水化热不易很快散出。从微观上看，混凝土是可以带裂缝工作的。但带有裂缝的混凝土抗渗性能急剧降低，因此地下混凝土的裂缝控制不容忽视。近十年来．随着钢筋混凝土结构功能日趋复杂和体量的增加．以及商品混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高．混凝土结构在建设和使用过程中会出现不同程度、不同形式的裂缝，这种现象在实际工程中相当普遍。其中，大体积混凝土结构中出现裂缝的机率更高，有些已危及结构的安全性、耐久性

3、或使用功能。1大体积混凝土裂缝的成因1)水化热。大体积混凝土浇筑之后，由于水泥水化放热集中。致使内部温度很高．而由于体积大散热缓慢，施工中采取的其他散热技术措施又不当，致使内外温差太大，表面出现裂缝。2)混凝土自身的收缩。密封的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低。称为自干燥。白干燥会造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，从而引起混凝土的自身收缩。高水灰比的普通混凝土由于毛细孔隙贮存大量水分，因此，白干燥引起的收缩压力较小，一般为0．005％～0．01％往往不被注意。但地下混凝土为了达到抗渗要求‘，有时会采用低水灰比的混凝土，这种混凝土早期强度较高的发展率会

4、使自由水消耗较快．致使孔系中的相对湿度低于80％。而高抗渗能力的混凝土结构致密。外界水分很难渗入补充，在这种条件下开始产生白干收缩。高性能混凝土自收缩收稿日期：2010--04—23作者简介：李玉芹(196卜)，女．高级工程师，从事水利水电工程和建筑工程结构设计及节水技术推广应用工作。过程开始于水化速率处于高潮阶段的头几天。湿度梯度首先引发表面裂缝，随后引发内部微裂缝。若混凝土变形受到约束，则会进一步产生收缩裂缝。3)混凝土后期膨胀裂缝。混凝土后期产生裂缝的主要原因有：①水泥中游离CaO过高．Ca(OH)：体积膨胀所致；②水泥中Mgo过高，Mg(0H)：体积膨

5、胀所致。2裂缝控制措施2．1设计方面1)为避免结构突变(或断面突变)产生应力集中。应在转角和孔洞处增设构造加强筋。2)考虑到结构主体建设周期长的特点，在保证构件具有足够强度、满足使用要求的前提下，减少混凝土中的水泥用量．以降低混凝土浇筑块体的温度。3)在配置方面除了满足承载力和构造要求外，还应增配能承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋。用构造钢筋来控制裂缝。配筋应尽可能满足小直径、小间距的要求。4)当基础设置于岩石地基上时，宜在混凝土垫层上设置滑动层．防止基础约束对大体积混凝土的影响。5)为减少混凝土硬化过程中的收缩应力，一般要在1个月以后采用强度

6、等级比原混凝土高的无收缩混凝土灌填严实．并加强养护。无收缩混凝土可采用膨胀混凝土。6)在大体积混凝土内部设置降温用的水管，浇筑后给大体积混凝土降温。并适时检测回水的温度，以了解混凝土内部水化热的情况。并采取相应的措施。7)以预防为主。在设计阶段应考虑可能漏水的内排水措施，以及施工后经济可靠的堵漏方法。74农业科技与装备2010年6月2．2材料方面1)采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度的控制难度降低，还可降低保温养护的费用。对于大体积混凝土，应严格控制混凝土中水泥的用量。可以在混凝土中加入添加剂，在保证混凝土强

7、度的前提下．尽量减少水泥的用量。2)优先采用水化热低的矿渣水泥配制。所用的水泥应进行水化热试验。在混凝土中使用粉煤灰来代替部分水泥。以减少混凝土的用水量、水泥用量和水化热．还可减少混凝土中的孔隙，提高密实性和抗裂性。3)掺合料及外加剂的使用。国内当前用的掺合料主要是粉煤灰，可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土的工作性能和可靠性，同时可代替水泥，降低水化热。掺加量为水泥用量的15％，可降低水化热15％左右。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入水泥重量0．25％的减水剂，不仅会使混凝土的工作性能有明显的改善，还会减少10％的拌和用水，节约10％左右的

8、水泥，从而降低水化热。2．3施工方面1