淺談混凝土裂縫的原因和防治措施
王志毅
建筑設(shè)計(jì)論文,論文發(fā)表,論文網(wǎng),職稱論文,建筑設(shè)計(jì)
1、前言
　 　各種混凝土壩以及其他大體積混凝土建筑物的裂縫，主要是溫度變化引起的。這種裂縫，特別是其中的深層裂縫和貫穿裂縫，對混凝土壩的整體性、耐久性和防滲 能力具有嚴(yán)重的危害。為了確�；炷�土大壩的安全和長期正常運(yùn)行，必須對混凝土壩裂縫產(chǎn)生的原因有一個(gè)正確的認(rèn)識，并在施工期有計(jì)劃地控制混凝土的澆筑溫 度、養(yǎng)護(hù)方法，防止產(chǎn)生裂縫。
2、混凝土壩裂縫的種類及其產(chǎn)生的原因
2.1混凝土的特點(diǎn)
　　水泥是水硬性膠凝材料，隨著工程建設(shè)發(fā)展的需要，水泥的品種越來越多，常用的品種有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等。硅酸鹽水泥的主要礦物成分：硅酸三鈣（3Cao.Sio2）、硅酸二鈣（2Cao.Sio2）、鋁酸三鈣（3Cao.Alo3）、鐵鋁酸四鈣（4Cao.Alo3.Fe o3）。 水泥遇水后的凝固過程是一種化學(xué)放熱反應(yīng)，放出可觀的熱量，稱為水化熱�；炷�土是以水泥為膠凝材料，與水、砂及石子四種主要材料，按適當(dāng)比例配合拌制成拌 和物，經(jīng)硬化后所得到的人造石料�；炷�土具有較高的抗壓強(qiáng)度及耐久性能，但它的抗拉強(qiáng)度很低，容易受溫度變化的影響而產(chǎn)生裂縫。
2.2表面裂縫及其產(chǎn)生的原因
　 　在混凝土澆筑后的初期，混凝土隨著水化熱的逐漸釋放而升溫，產(chǎn)生內(nèi)外溫差，特別是當(dāng)氣溫驟降時(shí)，內(nèi)外溫差更大，此時(shí)由于內(nèi)部混凝土產(chǎn)生膨脹，外部混凝土 產(chǎn)生收縮，互相約束，將使混凝土產(chǎn)生強(qiáng)迫變形，并由此引起表面溫度應(yīng)力，這個(gè)應(yīng)力是拉應(yīng)力，當(dāng)它超過混凝土的抗拉極限強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生表面裂縫，這種裂縫 的特點(diǎn)是方向不規(guī)則，深度不深。
2.3深層裂縫和貫穿裂縫及其產(chǎn)生的原因
　 　在混凝土凝結(jié)硬化過程中，當(dāng)混凝土逐漸散熱降溫時(shí)，體積將隨之收縮，若受到基巖（或老混凝土）的約束，不能自由收縮將產(chǎn)生強(qiáng)迫拉伸變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng) 拉應(yīng)力超過了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。這種由基礎(chǔ)約束產(chǎn)生的溫度裂縫，稱為基礎(chǔ)約束縫。它大體垂直基巖面，由下而上地開展，寬度較大 （可達(dá)1～3mm），延伸長，切割深（縫深達(dá)3～5m以上），當(dāng)裂縫垂直于壩軸線時(shí)稱為深層裂縫。當(dāng)平行于壩軸線時(shí)，則稱為貫穿裂縫。
2.4干縮裂縫及其產(chǎn)生的原因
　　由于混凝土壩體內(nèi)濕度變化很小，表面濕度變化較大，如施工中養(yǎng)護(hù)不良，表面受到內(nèi)部的約束，將在混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫的形態(tài)細(xì)微，略成網(wǎng)狀，僅限于極淺的表層。
3、裂縫對混凝土壩的危害
　　平行于壩軸線的貫穿裂縫，會(huì)削弱壩體承受水壓荷載的剛度，影響大壩的整體性，惡化其受力狀態(tài)，嚴(yán)重影響壩體的安全運(yùn)行。迎水面的深層裂縫與水相通，在運(yùn)行中使壩基大揚(yáng)壓力分布大為惡化，有壓水進(jìn)入縫內(nèi)，又會(huì)將裂縫進(jìn)一步被“撕開”，繼續(xù)向下游發(fā)展，同樣有很大的危害。
　　混凝土壩表面裂縫容易形成應(yīng)力集中，成為深層裂縫擴(kuò)展的誘發(fā)因素。與大氣、庫水和河水相接觸的壩面上的表面裂縫，將影響混凝土的抗風(fēng)化能力和壩體的耐久性。
4、預(yù)防混凝土壩裂縫的主要措施
　　做好混凝土溫控，防止混凝土發(fā)生溫度裂縫，保證建筑物的整體性和耐久性。防止裂縫的主要措施有：降低混凝土的水化熱溫升、降低混凝土的澆筑溫度、混凝土人工冷卻散熱和表面保護(hù)等措施。
　　4.1嚴(yán)格控制混凝土基礎(chǔ)容許溫差、上下層混凝土溫差、混凝土內(nèi)表溫差，混凝土施工過程中嚴(yán)格控制相臨壩體的高差，澆筑時(shí)間不宜間隔太久。
　　4.2根據(jù)混凝土溫控要求，做好混凝土澆筑分層分塊，并據(jù)此進(jìn)行混凝土水平運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸及倉面設(shè)備的配置。
　　4.3在不影響混凝土強(qiáng)度和耐久性的前提下，應(yīng)積極采取以下措施來降低水泥用量，減少水化熱。
　　4.3.1澆筑低流態(tài)混凝土或干硬性混凝土。
　　4.3.2使用外加劑。
　　4.3.3加摻合料等綜合措施。在水泥中加摻合料以代替水泥，可以降低混凝土的水化熱。
　　4.3.4采用微膨脹低熱水泥。
　　4.3.5做好混凝土級配設(shè)計(jì)的優(yōu)化，在結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡量加大骨料粒徑，改善骨料級配。
　　4.3.6采用發(fā)熱量較低的水泥和減少單位水泥的用量，是降低混凝土水化熱的有效措施。
　　4.4合理安排全年混凝土澆筑量，充分利用冬春低溫季節(jié)澆筑混凝土，特別是大量澆筑基礎(chǔ)部位的混凝土，在夏季應(yīng)考慮在早晚進(jìn)行混凝土澆筑，中午停止。
　　4.5利用澆筑層頂面散熱，削減水泥水化熱溫升。夏季減少澆筑層厚度，保證正常的間歇時(shí)間，在澆筑層頂面集水、澆水或?qū)用鎳婌F，以加速表面散熱。
　　4.6在骨料堆上灑水、噴霧、料堆加高、地垅取料、冷卻水拌和、加冰拌和混凝土等措施，必要時(shí)可采取骨料預(yù)冷及埋設(shè)冷卻水管進(jìn)行初期通水，降低混凝土入倉溫度和澆筑溫度。
　　4.7做好混凝土壩面、層面、側(cè)面的保溫和保濕養(yǎng)護(hù)。應(yīng)通過保溫設(shè)計(jì)，選定保溫材料，確定保溫時(shí)間�？卓凇⒗鹊赖韧�風(fēng)部位應(yīng)及時(shí)封堵。寒冷地區(qū)特別要重視冬季的混凝土表面保溫。
　　4.8混凝土人工冷卻。在混凝土內(nèi)埋設(shè)冷卻水管，通水冷卻，以控制混凝土澆筑塊的最高溫度以滿足基礎(chǔ)溫差、內(nèi)外溫差和上下層溫差要求。
　　4.9混 凝土表面保護(hù)。在低溫季節(jié)，通過對混凝土表面保護(hù)可以減少混凝土溫度內(nèi)外溫差，保持混凝土表面濕度，防止產(chǎn)生裂縫。在高溫季節(jié)，對混凝土進(jìn)行表面保護(hù)，應(yīng) 防止高溫?zé)崃肯蚧炷�土到灌。對混凝土進(jìn)行表面保護(hù)可防止混凝土超冷，避免產(chǎn)生貫穿裂縫、延緩混凝土的溫降速度，以減少新老混凝土上、下層的約束溫差。
　　4.10延長對混凝土表面的養(yǎng)護(hù)和保溫時(shí)間
　　《DL／T5114—2001水工混凝土施工規(guī)范》規(guī)定：“混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d”，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，如果在28d以后停止養(yǎng)護(hù)，混凝土還會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫，干縮裂縫，表面養(yǎng)護(hù)28d是不夠的。應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況、工程所在區(qū)域的氣象資料，確定對混凝土表面養(yǎng)護(hù)時(shí)間，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)可提高混凝土的抗裂性。
　　《DL／T5114—2001水工混凝土施工規(guī)范》規(guī)定：“28 d齡期內(nèi)的混凝土，應(yīng)在氣候驟降前進(jìn)行表面保護(hù)”，這里給人們一種錯(cuò)覺，似乎28 d齡 期以后的混凝土，除了某些特殊情況外，一般不需要進(jìn)行表面保溫了，實(shí)際情況并不是這樣。在施工中應(yīng)根據(jù)工程所在區(qū)域的年平均氣溫、氣溫年變幅、最大寒潮期 間氣溫下降情況，及時(shí)制定對混凝土表面保溫的措施，延長對混凝土表面保溫的時(shí)間，這樣可控制或降低溫度應(yīng)力，避免混凝土壩出現(xiàn)裂縫。
5、結(jié)語
　 　溫差引起的溫度應(yīng)力是混凝土壩裂縫產(chǎn)生的主要原因。在確定允許溫差標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)根據(jù)工程所在區(qū)域的水文氣象資料、施工條件，進(jìn)行有關(guān)的分析計(jì)算后，制定溫 控措施，嚴(yán)格控制拌和機(jī)出機(jī)口的混凝土溫度，加強(qiáng)混凝土壩表面的養(yǎng)護(hù)和保溫，做好基礎(chǔ)混凝土的溫度控制。同時(shí)加強(qiáng)混凝土施工的質(zhì)量控制，提高混凝土的均勻 性和抗裂能力，是完全可以控制混凝土壩裂縫的產(chǎn)生。

作者簡介:
王志毅(1973 -)男, 2007年畢業(yè)于中央廣播電視大學(xué) 土木工程專業(yè) 2005年評為工程師。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)五師八十九團(tuán)
 

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/jianzhushejilw/8391.html