【正文】 積混凝土”。參考以上列出的解釋，筆者認(rèn)為大體積混凝土這個(gè)術(shù)語(yǔ)中的“大”在某種意義上屬于約定俗成的說(shuō)法；因?yàn)椤禞GJ552000 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》和美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)（ACI 116R—00）的解釋中提到的因水泥水化熱和體積變化引起混凝土裂縫，并沒有對(duì)體積做出定量要求，而包含了體積不大但因預(yù)計(jì)水泥水化熱和收縮會(huì)引起混凝土裂縫時(shí)需要采取預(yù)防措施來(lái)控制裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)。2 大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生機(jī)理淺析 溫度應(yīng)力超大體積混凝土由于水泥水化時(shí)會(huì)放出大量的水化熱，而混凝土自身體積較厚，混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，混凝土表面由于直接和空氣接觸，散熱條件好，熱量可向大氣中散發(fā)，表面溫度上升較少；而混凝土內(nèi)部自身導(dǎo)熱性能差，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，溫度會(huì)上升較多，這樣就形成外低內(nèi)高的溫差。由于外部約束和內(nèi)部約束的存在，使混凝土不能自由變形，于是就會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，這種由于溫度變化產(chǎn)生的變形受到約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力。由此可見：產(chǎn)生溫度應(yīng)力必須具備兩個(gè)必要條件是溫差和約束。溫差越大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力越大，混凝土越容易開裂。當(dāng)超大體積混凝土被完全嵌固時(shí)，它受到的約束最大，此時(shí)溫度應(yīng)力會(huì)達(dá)到最大值，當(dāng)約束減小時(shí)，所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也隨之減小，開裂的概率也隨之降低。 約束超大體積混凝土受到的約束一般分為內(nèi)約束和外約束兩種。 內(nèi)約束引起溫度裂縫的機(jī)理一個(gè)物體或一個(gè)構(gòu)件本身各質(zhì)點(diǎn)之間的相互約束作用稱為“內(nèi)約束”。大體積混凝土在水泥水化時(shí)，會(huì)形成外低內(nèi)高的溫差，這種溫差會(huì)使大體積混凝土內(nèi)部溫度分布不均勻，會(huì)引起質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的變形不一致，從而產(chǎn)生內(nèi)約束。大體積混凝土中心由于溫度較高，所產(chǎn)生的熱膨脹也較表面大，因而在混凝土中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面則產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在大體積混凝土的外表面產(chǎn)生裂縫，這種裂縫比較分散、裂縫寬度小、深度也很小，俗稱“表面裂縫”。它一般發(fā)生在澆筑后的溫度上升階段，是由于混凝土體積發(fā)生膨脹所形成的。表面裂縫的形狀見圖1所示。圖1 表面裂縫 外約束引起的溫度裂縫的機(jī)理一個(gè)物體的變形受到其它物體的阻礙，一個(gè)結(jié)構(gòu)的變形受到另一個(gè)結(jié)構(gòu)的阻礙，這種結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間，物體與物體之間，物體與構(gòu)件之間，基礎(chǔ)與地基之間的相互牽制作用稱作“外約束”。大體積混凝土澆筑后數(shù)日(一般不少于5 d)，水泥水化熱基本上釋放完畢，由于環(huán)境溫度較低，這時(shí)大體積混凝土就會(huì)從最高溫度開始逐漸降溫，降溫的結(jié)果會(huì)引起混凝土的收縮，同時(shí)混凝土中多余水分也隨之蒸發(fā)，這樣就會(huì)引起混凝土體積出現(xiàn)不同程度的收縮。而地基、其它結(jié)構(gòu)往往會(huì)對(duì)大體積混凝土進(jìn)行約束，讓其不能自由變形，在這種外部約束的作用下，混凝土的內(nèi)外溫差就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力。這種溫度應(yīng)力一般是拉應(yīng)力，當(dāng)該溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)從約束面開始向上出現(xiàn)開裂，從而形成溫度裂縫。若溫度應(yīng)力足夠大，裂縫會(huì)連續(xù)產(chǎn)生，甚至?xí)灤┱麄€(gè)截面。貫穿裂縫會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的性能，它會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性，給結(jié)構(gòu)帶來(lái)重大的損傷，直接影響到工程結(jié)構(gòu)安全。貫穿裂縫一般發(fā)生在混凝土的溫度下降階段，且外部約束較大，裂縫一般與約束面成直角關(guān)系。如約束體為樁基、巖體、以及老混凝土結(jié)構(gòu)面時(shí)，約束力會(huì)更大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也會(huì)更大。但只有在溫差(最高溫度與最終穩(wěn)定溫度差)25℃以上，才會(huì)出現(xiàn)這種裂縫。此外，不同的約束體會(huì)導(dǎo)致不同的貫穿裂縫，且其發(fā)生部位和裂縫的多少也會(huì)不一樣。若產(chǎn)生貫穿裂縫，后期養(yǎng)護(hù)不到位，還會(huì)加劇裂縫發(fā)展。外部約束應(yīng)力形成裂縫的情況如圖2所示。圖2 部約束應(yīng)力所形成的裂縫雖然引起大體積混凝土開裂的原因很多，但是按照裂縫深度的不同，一般可將裂縫分為：貫穿裂縫、深層裂縫和表面裂縫。在這三種裂縫中，貫穿裂縫的危害最大，它貫穿了結(jié)構(gòu)面，破壞了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，大大降低結(jié)構(gòu)的安全使用性能。深層裂縫的危害其次，并沒完全切斷結(jié)構(gòu)面，除地基或受既有建筑混凝土影響外，不會(huì)發(fā)展成貫穿裂縫，則對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不太大。表面裂縫的危害性一般較小，除特種結(jié)構(gòu)(如：有防輻射要求的探傷室、有防水要求的堤壩等)外，表面裂縫可以通過(guò)抹灰等方式處理。圖3 大體積混凝士結(jié)構(gòu)裂縫類型示意圖 大體積混凝土溫度裂縫的控制混凝土開裂不但會(huì)使結(jié)構(gòu)承載能力相應(yīng)的下降，改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，而且會(huì)影響到結(jié)構(gòu)外表的美觀，影響結(jié)構(gòu)的正常使用。例如：若大壩開裂則會(huì)使水滲漏，若探傷室開裂則會(huì)使射線泄露，嚴(yán)重影響到結(jié)構(gòu)的使用功能。因此，我們一定要采取有效措施控制大體積混凝土的開裂。王鐵夢(mèng)教授從1955年起就開始研究分析多種結(jié)構(gòu)裂縫，并在此基礎(chǔ)上，提出了“抗”、“放”的原則。許多學(xué)者在“抗”、“放”原則的基礎(chǔ)上又提出了多種抗裂措施。在實(shí)際工程中，應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)靈活運(yùn)用“抗”、“放”、“抗放”結(jié)合的原則控制裂縫的開裂。在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和施工中，就可以通過(guò)分析混凝土開裂的不同原因來(lái)采取具體的防裂措施。例如：開裂原因與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力荷載有關(guān)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合概念設(shè)計(jì)、平面布置、受力加固等原則和方法考慮控制混凝土開裂的措施?？刂拼篌w積混凝土開裂的措施與一般混凝土相比，除了上述措施之外，由于大體積混凝土的固有特性(主要是混凝土中的溫度應(yīng)力和溫差)，還有一些其他的抗裂措施。下面重點(diǎn)分析在設(shè)計(jì)和施工中，控制大體積混凝土開裂的措施。大體積混凝土裂縫控制措施可分為兩類，一類是：設(shè)計(jì)措施：設(shè)計(jì)控制措施可以分為以下幾點(diǎn)：①合理布置平面、立面；可以避免體型突變，保證各種系數(shù)達(dá)到規(guī)范要求(安全系數(shù)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高)；②合理留設(shè)施工縫；施工縫位置應(yīng)優(yōu)先選在在受力較薄弱、剪力較小的結(jié)構(gòu)上，例如：探傷室大體積施工時(shí)，其墻體的施工縫可以留在板底和墻體之間；③合理配置鋼筋；一般大體積混凝土的配筋率較小，適當(dāng)提高配筋率可以改善應(yīng)力分布情況，增強(qiáng)混凝土的抗拉應(yīng)力，抵抗溫度應(yīng)力的影響，降低裂縫產(chǎn)生的可能性?？刂拼篌w積混凝土開裂的另一類措施是：施工措施，這是控制大體積混凝土裂縫的關(guān)鍵。其施工措施可分為以下幾個(gè)方面：(1)合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)；配合比設(shè)計(jì)包括選材和比例控制，在選材時(shí)，水化熱是造成大體積混凝土開裂的主要原因。配合比設(shè)計(jì)時(shí)，可以在保證混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的條件下，降低水泥的使用量，選用較低水化熱的水泥(如粉煤灰硅酸鹽水泥)，或者在混凝土中添加適當(dāng)?shù)姆勖夯摇⒌V粉等，減少水化熱的產(chǎn)生量。避免選用早強(qiáng)水泥、含氯化物、含鋁酸鈣等影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)使用的水泥。摻加適當(dāng)?shù)奶砑觿┤纾簻p水劑(在同等強(qiáng)度條件下，減水劑可以降低水灰比，在保證水泥用量不變時(shí)，節(jié)約用水；在保證用水量不變時(shí)，節(jié)省水泥。)、微膨脹劑(微膨脹劑可以減少混凝土的體積收縮，減小混凝土的收縮應(yīng)力。)。為防止混凝土開裂，要嚴(yán)格控制骨料級(jí)配、含泥量，嚴(yán)禁使用海砂。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，一定要經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)合格后，方可用于施工；經(jīng)檢驗(yàn)配合比不合格或強(qiáng)度不夠的混凝土，嚴(yán)禁用于工程施工。(2)施工工藝的選擇；施工工藝包含攪拌、輸送、澆筑等幾個(gè)過(guò)程，為保證混凝土有良好和易性和加工性能，一定要做好攪拌和輸送工作。另外，需要注意：攪拌站或商品混凝土供應(yīng)站應(yīng)當(dāng)建在實(shí)際工程附近。攪拌前可先用冷水沖刷骨料，降低建筑溫度；攪拌時(shí)應(yīng)該投料次序準(zhǔn)確，不得一次性全加，按照配合比設(shè)計(jì)原則分清先后次序，一般情況下應(yīng)先投水泥攪拌；攪拌時(shí)間合理，不得發(fā)產(chǎn)生分層、離析現(xiàn)象。運(yùn)輸時(shí)應(yīng)當(dāng)迅速，運(yùn)輸方式、運(yùn)輸路徑應(yīng)當(dāng)便捷，保證運(yùn)輸車輛的運(yùn)行，防止堵塞和交通擁擠，盡量減少周轉(zhuǎn)次數(shù)和輸送時(shí)間，避免離析(一旦發(fā)生，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌)現(xiàn)象。澆筑前應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底，確定澆筑方案，做好準(zhǔn)備工作；澆筑時(shí)供料及時(shí)，不能有離析，振搗密實(shí)，增強(qiáng)混凝土密實(shí)度，大體積混凝土還應(yīng)當(dāng)采用振搗棒振搗，并在混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗；妥善處理泌水；澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)采取合理措施，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。(3)采取合適的溫控方案；溫控方案包括兩種：保溫法和降溫法。降溫法指在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷水管，這種方法多用于水利、交通結(jié)構(gòu)。保溫法一種是在混凝土表面采用保溫材料覆蓋，這種方法適用于我國(guó)南方氣溫在15℃以上的季節(jié)，寒冷地區(qū)不太適用；另一種是表面蓄水保溫，表面蓄水保溫可以控制表面龜裂，保證工程質(zhì)量。在采用溫控方案時(shí)一定要結(jié)合結(jié)構(gòu)所在的地理環(huán)境和結(jié)構(gòu)的組成形式。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)采取合理措施，避免結(jié)構(gòu)形式和受力荷載所造成的混凝土開裂：施工時(shí)應(yīng)當(dāng)保證每個(gè)施工工序、施工措施都嚴(yán)格按照施工技術(shù)方案進(jìn)行，并做好預(yù)警方案，一旦施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題即可立即實(shí)施備案，防止問(wèn)題繼續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)：[1]JGJ552000 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