現(xiàn)澆大體積砼裂縫的成因有哪些？

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現(xiàn)澆大體積砼裂縫的成因有哪些？

引言：    
　　浙贛線電氣化改造工程Z11合同段的小港口大橋地處豐城市小港鎮(zhèn)，全橋長360.2m，橫跨小港河，該橋上部構(gòu)造為砼簡支箱梁，跨徑24m，下部構(gòu)造：圓端形大體積獨(dú)立墩，臺(tái)為重力式橋臺(tái)每個(gè)墩、臺(tái)砼在100㎡方以上，如何控制砼施工質(zhì)量，確保砼表面不出現(xiàn)裂縫，是本工程關(guān)鍵所在。    
　　1、大體積砼裂縫產(chǎn)生的原因分析：砼裂縫按產(chǎn)生的原因可分為兩類：一是結(jié)構(gòu)裂縫，由為部荷載引起，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的主應(yīng)力以及其他結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫.二是材料裂縫，由非受力結(jié)構(gòu)變形引起的例如溫度、濕度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起，這種裂縫的形成是一個(gè)漸進(jìn)的過程與環(huán)境的變化，約束的信息狀態(tài)息息相關(guān)。    
　　在小港口大橋的施工中，我們發(fā)現(xiàn)按照裂縫產(chǎn)生的時(shí)間可分為硬化前裂縫、硬化過程裂縫、完全硬化后裂縫。    
　　1.1硬化前裂縫下沉收縮縫，在砼澆注后的1至2小時(shí)內(nèi)，當(dāng)砼尚未凝固期間，沿鋼筋的走向砼表面產(chǎn)生的裂縫，這是由于砼澆注后收縮引起的。在鋼筋的上方與其周圍的收縮差而發(fā)生的裂縫，這時(shí)砼尚未凝固，在其表面又發(fā)現(xiàn)細(xì)微張裂，這往往是水分從砼表面蒸發(fā)而產(chǎn)生。其影響的因素很多，拌和物的用水量、水泥的用量、振搗情況、大氣溫度及其它一些因素，在夏季高溫天氣下尤為明顯，這時(shí)候就要加強(qiáng)澆水養(yǎng)護(hù)，保持濕潤。    
　　1.2溫度應(yīng)力造成的裂縫水泥水化過程中的水化熱造成表面和內(nèi)部的溫差，砼中心溫度很高而表面溫度低，出現(xiàn)溫度梯度，在施工過程中防止大體積砼裂縫的產(chǎn)生是我們主要的控制環(huán)節(jié)。    
　　1.3干縮裂縫干燥收縮裂縫，此種裂縫由表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部，由于濕度梯度，造成砼表面收縮大內(nèi)部收縮小，致使表面受到拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于砼的抗拉強(qiáng)度（軸拉、彎拉）時(shí)砼表面便出現(xiàn)裂縫。    
　　1.4鋼筋銹蝕裂縫主要是鋼筋受到腐蝕造成的裂縫，在施工中一定要確保鋼筋的保護(hù)層厚度，這是避免此種裂縫產(chǎn)生的唯一措施。    
　　2、防治措施：    
　　針對以上砼裂縫產(chǎn)生的原因，結(jié)合我們的工程特點(diǎn)，我們主要采取了以下的防治措施，重點(diǎn)是防止砼的溫度裂縫和收縮裂縫。    
　　2.1嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量由于拌和站嚴(yán)格控制砼原材料的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選用低水化熱水泥，優(yōu)選摻合料，粗細(xì)骨料含泥量盡量減少，細(xì)致分析砼集料的配合比，控制水灰比，減小坍落度，合理摻加減水劑。具體如下：    
　　2.1.1用降低水泥用量的方法來降低砼的絕對升溫值，這樣可以使砼澆筑后的里外溫差和降溫速度控制的難度降低，強(qiáng)度等級(jí)在C20~C35的范圍內(nèi)選用水泥不超過380kg/m3。    
　　2.1.2水泥應(yīng)優(yōu)先選用水化熱低的礦渣水泥配置大體積砼。所用的水泥應(yīng)進(jìn)行水化熱的測定。水泥水化熱測定按國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥水化熱試驗(yàn)方法（直接法）》測定，配置砼所用水泥7天的水化熱不大于250kJ/kg。    
　　2.1.3摻合料及外加劑：摻合料主要是粉煤灰，其可以提高砼的和易性，大大改善砼的工作性和可泵性，同時(shí)可以代替水泥用量降低水化熱，摻用量是水泥用量的15%，降低水化熱15%左右。外加劑主要指減水劑和緩凝劑，砼中摻入水泥重量的0.25%木鈣減水劑，不僅使砼工作性能有明顯改善，同時(shí)又減少10%的拌和用水，節(jié)約10%左右的水泥，從而降低了水化熱。一般泵送砼為了延緩凝結(jié)時(shí)間則要加緩凝劑，反之凝結(jié)時(shí)間過早將影響砼澆筑面的黏結(jié)，易出現(xiàn)層間縫隙，抗裂和整體性下降。    
　　2.2合理安排砼的澆筑環(huán)境夏季砼澆筑安排在1天中溫度最低時(shí)（一般安排在夜間），最大限度的降低砼入模溫度，加強(qiáng)砼的振搗，使用二次振搗技術(shù)，利用平板振動(dòng)器振搗，提高砼的密實(shí)度。    
　　2.3控制砼入模溫度該工程墩臺(tái)施工時(shí)我們采取了一定的措施控制砼入模溫度，有效控制了水化熱的釋放速度。具體措施為：一是冷水澆砂、石子，二是砼輸送管道距離要短，注意盡量減少拐角，在管路支架上設(shè)套管，減少由管路輸送增加摩擦而產(chǎn)生熱值，澆筑溫度控制在27℃以內(nèi)，使實(shí)際入模溫度略低于大氣溫度1-3℃，從而推遲水化熱峰值出現(xiàn)，時(shí)間2天左右。    
　　2.4嚴(yán)格溫度監(jiān)控在砼澆筑前后采用JDC-2建筑電子測溫儀測量砼內(nèi)部溫度，檢測砼表面溫度與結(jié)構(gòu)中心溫度，以便采取相應(yīng)措施，保證砼施工質(zhì)量，控制砼內(nèi)外溫差。測溫時(shí)在砼溫度上升階段每兩小時(shí)測一次。溫度下降階段每4小時(shí)測一次，同時(shí)測大氣溫度。所有測溫點(diǎn)均編號(hào)，進(jìn)行砼內(nèi)部不同深度和表面溫度的測量。實(shí)際測溫時(shí)砼中心溫度高為71℃，砼表面溫度為49℃，大氣溫度32℃。    
　　2.5合理的振搗方法為保證砼密實(shí)度，采用行列式或梅花式進(jìn)行振搗。在每次澆筑時(shí)（橋臺(tái)、承臺(tái)）設(shè)4臺(tái)振搗棒，一臺(tái)在澆注點(diǎn)，兩臺(tái)在振搗流淌部分，一臺(tái)在后面補(bǔ)振，振距為500mm振搗上層砼時(shí)，振搗棒應(yīng)插入下層砼至少50mm，使上下層結(jié)合成一體，振搗時(shí)間在20s~30s，待出現(xiàn)反漿后，砼不在下沉為準(zhǔn)，防止漏振和過振。振搗密實(shí)后，用抹子和長木掛平，壓實(shí)2至3遍。    
　　2.6保溫保濕養(yǎng)護(hù)作好養(yǎng)護(hù)工作，采用蓄水方式進(jìn)行，并在砼表面覆蓋一層塑料布，一層麻袋片，同時(shí)根據(jù)溫差情況及時(shí)對砼表面覆蓋厚度進(jìn)行增減，砼內(nèi)外溫差及砼表面溫差與大氣溫差均不得超過25℃，當(dāng)發(fā)現(xiàn)內(nèi)外溫差達(dá)到25℃時(shí)，應(yīng)立刻增加覆蓋，當(dāng)溫差降到20℃以下時(shí)可拆除部分覆蓋，以加速降溫，如此反復(fù)，因注意速率不大于2℃/h，該工程已完成8個(gè)月，至今尚未發(fā)生裂縫。    
　　3、施工總結(jié)    
　　3.1建立健全管理網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)科學(xué)施工，施工前編制可行的施工方案，明確分工，各負(fù)其責(zé)。    
　　3.2大體積砼施工測溫是必不可少的一項(xiàng)工作，加強(qiáng)砼表面保濕、保溫來減少內(nèi)外溫差不超過規(guī)范的25℃是控制裂縫的有效措施。    
　　3.3對于砼的裂縫控制與防止，和設(shè)計(jì)施工砼拌和站密切配合，只要設(shè)計(jì)增加構(gòu)造措施，堅(jiān)持小規(guī)格小間距配筋，避免應(yīng)力集中，施工時(shí)在澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)做好，拌和站從配合比、用水量、骨料、水泥等方面入手進(jìn)行控制，砼的裂縫在一定程度上得到避免。