大体积及超长结构混凝土的裂缝控制技术 .doc

大体积及超长结构混凝土的裂缝控制技术 何天宋 深圳市晋荣混凝土有限公司光明分公司 摘要：大体积及超长结构混凝土由于其大的温差收缩及干燥收缩,裂缝控制难,必须从材料、结构、施工等方面综合采取措施.大体积超长结构混凝土x 当max超过混凝土的抗拉强度（Rt）板中部出现第一条垂直裂缝；开裂后，每块板的水平应力重新分布，最大应力x出现在每块板的中部，x Rt，又形成第二批裂缝，见图（2），这种裂缝的有序排列在工程中见到。为防止这种有序裂缝的出现，工程中靠设置后浇带来释放收缩应力，这是控制裂缝的主要措施之一。 为控制混凝土的裂缝，传统的方法采用，放的原则，最常用的方法是设置后浇带和永久伸缩缝，采用掺加膨胀剂的补偿收缩混凝土是，以抗为主，抗放结合的裂缝控制原则，裂缝控制的大原则是，以防为上策，以补为下策。 x x 第一批裂缝 第二批裂缝 第二批裂缝 图（2）应力与裂缝的分布示意图 从以下方面应力公式可知： max －EaT（1-, β 其中Cx是水平阻力，H—板厚，E—砼弹性模量，后浇缝只在较短的间距（L）的范围对削减收缩应力（max）起显著作用，超过一定长度，即使设后浇带也没有意义，按理论计算，削减max的有效间距为30米~55米。 膨胀加强带的原理与施工要点： 膨胀加强带要求设置在砼收缩应力发生的最大部位，一般的就是长度方向的中间位置，对于超长普通砼伸缩缝设置距离很长的超长连续无缝施工的砼，可设置多条膨胀加强带。膨胀加强带作用主要有两个方面：①、膨胀加强带砼的设计强度应比相邻的非膨胀加强带砼的设计强度提高5MPa，从而提高膨胀加强带砼的抗拉强度，提高最易开缝部位的抗拉强度，防止砼在最易开缝的部位开缝；②、膨胀加强带砼掺量应比带外砼掺量提高一些，一般应提高到8～10%。从而提高最易开裂部位的膨胀率，消除该部位砼内的预应力，避免砼开裂。 膨胀加强带宽2米。带的两侧布置Ф5mm，网格尺寸为40×40mm的钢丝网，将带内砼与带外砼分隔开，钢丝网垂直布置在上下层（或内外层）钢筋之间，两端分别绑扎在上下层（或内外层）钢筋上。 膨胀加强带内增设（10～15）%水平温度钢筋。并均匀布置在上下层（或内外层）钢筋上。水平温度钢筋垂直于膨胀加强带长度方向进行分布，两端积压伸出膨胀加强带2米，并固定在上下层（或内外层）钢筋上。（水平温度钢筋的配制以配筋率高低而确定）。 膨胀加强带做法：带内砼强度等级比带外砼强度等级高5MPa，带外砼膨胀剂掺量为6～8%，带内砼膨胀剂掺量为8～10%。 材料方面 ①减水剂的应用 关于混凝土干缩（干燥收缩）的机理解释有许多理论，其中以Powers.T.C等人研究提出的混凝土的干缩毛细管张力理论被公认为影响最大，根据这一理论认为，由于存在水泥胶凝孔隙中的水分而发生的毛细管张力造成混凝土的收缩，即混凝土中存在有极细的孔隙（毛细管），水从中逸出，在这些毛细管中产生毛细管张力使混凝土产生变形，造成干缩，而这种干缩变形又受水泥浆中的毛细管的大小和数量所左右。因此，要降低混凝土的干缩，就必须设法降低毛细管的数量或降低毛细管的表面张力。后来国内已有人在从事此方面的研究，但还未广泛应用。毛细孔是由于混凝土中满足水泥水化成水泥石以外的多余的水分蒸发后形成的，要减少毛细孔生成直接有效的方法就是采用减水剂减少混凝土拌和用水量，从而减少混凝土中的游离水蒸发时遗留下来的毛孔体积。 缓凝剂可推迟最高温升出现时间 混凝土的绝热温升随水泥用量增加而提高，一般可达40-70℃,与环境温度出现温差效应，其持续时间达30-60d。有研究表明，当混凝土内温差为10℃时，产生冷缩值约0.02%-0.04%，很容易超过混凝土的极限拉伸变形造成开裂。在大体积混凝土中掺加缓凝剂可延缓水泥的水化反应，水化热也随之降低，水化温升高峰出现的时间也相应推迟，对混凝土绝热温升有延峰、削峰的作用。虽然缓凝剂的掺加不能减少水泥的总发热量，但可有效的减小混凝土的内外温差。在缓凝剂的使用上须注意缓凝时间长引起的泌水现象。 膨胀剂 虽然掺加减水剂可减少毛细管的生成数量从而降低干缩。但是研究结果表明，每100克水泥浆体可蒸发水份约6毫升，当混凝土在干燥条件下，毛细孔中的水逸出产生毛细压力，使混凝土产生毛细收缩，由此引起水泥浆的干缩值为0.001-0.002,混凝土的干缩值达0.0035-0.006,即使减水剂的减水功能使毛细孔减少而降低干缩，也很容易超过混凝土的极限拉伸变形0.015%～0.030%，从而引起开裂。在大体积混凝土中掺加缓凝剂的状况也同样无法保证不生产温差裂缝，掺加膨胀剂，配制补偿收缩混凝土具有膨胀与强度发展协调，膨胀的后期回落小，膨胀发挥作用快，有效膨胀能高等特点。在混凝土中掺加，与水泥水化形成大量膨胀结晶钙矾石，使混凝土适度膨胀，在钢筋和邻位限制下其限制膨胀