【導(dǎo)讀】cracks.A,Thecauseofthetear. loadfactor

　　

【正文】 一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的 ； 二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。本文主要探討材料型裂縫。其中具體原因如下 ： 溫度應(yīng)力引起裂縫（溫度裂縫） 目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：混凝土澆注初期，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混 凝土內(nèi)部不易散發(fā)，常使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土內(nèi)部達(dá)到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差；這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。 收縮引起裂縫 收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主 要介紹干燥收縮和塑性收縮。 燥收縮 混凝土硬化后，在干燥的環(huán)境下，混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫。 塑性收縮 在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會(huì)加劇引起開裂。因?yàn)檫@時(shí)混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充，這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點(diǎn)拉力，混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)分布不均勻的裂縫，出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加大，于是裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展 二、防止裂縫的措施 由以上分析，裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產(chǎn)生，就要 最大限度地降低溫差和減小混凝土的收縮，具體措施如下。 (1)水泥。水泥的選用應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、施工條件、氣候環(huán)境及其他技術(shù)要求，綜合考慮，以達(dá)到滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度和耐久性的要求。選擇水泥標(biāo)號(hào)時(shí)應(yīng)與混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)相匹配。為充分發(fā)揮水泥的強(qiáng)度、節(jié)約水泥，一般取水泥標(biāo)號(hào)為混凝土標(biāo)號(hào)的 ～ 2 倍為宜。 (2)骨料。 (a)粗骨料。碎石是混凝土中的粗骨料，必須密實(shí)堅(jiān)硬具有足夠的強(qiáng)度，盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑。為保證混凝土澆搗密實(shí)，粗骨料的最大粒徑不大于結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸的 1/4，同時(shí)不得大于鋼筋間最小凈距的 3/4，對(duì)于厚度在 10 厘米及以下的混凝土，可允許采用最大粒徑達(dá) 1/2 的骨料，但其數(shù)量不得超過 25%。(b)細(xì)骨料。砂的顆粒級(jí)配影響混凝土的技術(shù)性質(zhì)，既要求空隙率小又要求總表面積小，總表面小需要包裹砂子表面的水泥漿量也就減少，可以減少水泥用量，降低水化熱，對(duì)防止裂縫有利。另一方面也要控制砂的含泥量，一般混凝土中其含量 5%，含泥量越大，收縮變形越大，裂縫就越大，因此細(xì)骨料盡量用干 凈的中粗砂。 (3)外加劑。 (a)減水劑。減水劑屬于表面活性物質(zhì)，是一種水泥分散劑。它的主要作用改善混凝土的和易性，減少混凝土混合物的用水量，降低水灰比，增大混凝土的流動(dòng)性，提高混凝土強(qiáng)度或在保持混凝土一定強(qiáng)度時(shí)減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對(duì)防止開裂是十分有利的。 (b)緩凝劑。緩凝劑的作用一是延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，二是改善和易性，減少運(yùn)輸過程中的塌落度損失。 (c)引氣劑。引氣劑在混凝土的應(yīng)用對(duì)改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。 (4)大體積混凝土所選用的原材料應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配，細(xì)骨料宜采用中砂。 ② 外加劑宜采用緩凝劑、減水劑；摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。 ③ 大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，應(yīng)提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。 ④ 水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。 但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其它水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象，不僅影響施工速度，同時(shí)影響施工質(zhì)量。因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間，使混凝土水灰比改變，而在掏水時(shí)又帶走了一些砂漿，這樣便形成了一層含水量多的夾層，破壞了混凝土的粘結(jié)力和整體性?；炷撩谒缘拇笮∨c用水量有關(guān)，用水量多，泌水性大；且與溫度高低有關(guān)，水完全析出的時(shí)間隨溫度的提高而縮短；此外，還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以，在選用礦渣水泥時(shí)應(yīng)盡量選擇泌水性的品種，并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑，以降低用水量。在施工中，應(yīng)及時(shí)排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實(shí)后，再繼續(xù) 澆筑上一層混凝土。 (1)混凝土的拌制和運(yùn)輸。 (a)拌合混凝土?xí)r，要準(zhǔn)確掌握配合比，特別是嚴(yán)格控制用水量，測定砂的含水量。記錄每一次攔制用水、水泥、砂、碎石的具體數(shù)量，各擋砂石料都必須通過磅秤，準(zhǔn)確后才能拌制?？刂坪没炷撂涠龋话悴灰诉^大在 120177。20 毫米即可。要盡量降低混凝土拌合物出機(jī)口溫度。 (b)混凝土拌好后在出倉運(yùn)輸過程中，要防止產(chǎn)生分離、泌水、砂漿流失等現(xiàn)象，應(yīng)縮短運(yùn)輸時(shí)間，混凝土裝卸不可過滿。 (2)混凝土澆筑和拆模。澆注過程中要進(jìn)行振搗方可密實(shí)，振搗時(shí)間應(yīng)均勻一致以表 面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實(shí)、抹平，以防止表面裂縫。盡量避開在太陽輻射較高的時(shí)間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時(shí)段，澆注盡量安排在夜間進(jìn)行。拆模時(shí)間應(yīng)根據(jù)氣溫和強(qiáng)度情況而定?；炷猎趯?shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在 25℃ 以內(nèi)，預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過 9℃ 以上允許拆模。 (3)做好表面隔熱保護(hù) 大體積混凝土的溫度裂縫，主要是由內(nèi)外溫差過大引起的?；炷翝沧⒑?，由于內(nèi)部較表面散熱快，會(huì) 形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，但是這種拉應(yīng)力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。但是如果此時(shí)受到冷空氣的襲擊，或者過分通風(fēng)散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，所以在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護(hù)。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當(dāng)日平均氣溫在2～ 3d 內(nèi)連續(xù)下降不小于 6～ 8℃ 時(shí)， 28d 齡期內(nèi)混凝土表面必須進(jìn)行表面保護(hù)。 （ 4） 體積混凝土的澆筑： 澆筑方案，除應(yīng)滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實(shí)完畢外，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋 疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響，常采用的方法有以下幾種： ① 全面分層： 即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方案，適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸一般不宜太大，施工時(shí)從短邊開始，沿長邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑。 ② 分段分層： 混凝土澆筑時(shí)，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一 層末端的混凝土還未初凝，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長度較大的工程。 ③ 斜面分層： 要求斜面的坡度不大于 1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度 3 倍的情況?；炷翉臐仓酉露碎_始，逐漸上移。 養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內(nèi)外溫差，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí) 間，拆模后應(yīng)立即覆蓋保護(hù)，同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣候影響，以控制內(nèi)外溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，不僅要滿足增長的需要，還應(yīng)通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。 養(yǎng)護(hù) 混凝土澆注完畢后，應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發(fā)生，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定增長。一般在澆注完畢后 12～ 18h 內(nèi)立即開始養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于 28d 或設(shè)計(jì)齡期。 4. 通水冷卻 若是在高溫季節(jié)施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但注意，通水時(shí) 間不能過長，因?yàn)闀r(shí)間過長會(huì)造成降溫幅度過大而引起較大的溫度應(yīng)力。為了削減內(nèi)外溫差，還應(yīng)在夏末秋初進(jìn)行中期通水冷卻，中期通水一般采用河水，通水歷時(shí)兩個(gè)月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達(dá)到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結(jié)合的方案。 三、 結(jié)束語 混凝土裂縫特別是 大體積混凝土的開裂是目前學(xué)者和工程界關(guān)注的一個(gè)重要問題，通過以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，筆者認(rèn)為精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效的防止裂縫的發(fā)生。