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，臺為重力式橋臺每個墩、臺砼在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)時間則要加緩凝劑，反之凝結(jié)時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（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施工時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。測溫時在砼溫度上升階段每兩小時測一次。溫度下降階段每4小時測一次，同時測大氣溫度。所有測溫點(diǎn)均編號，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（橋臺、承臺）設(shè)4臺振搗棒，一臺在澆注點(diǎn)，兩臺在振搗流淌部分，一臺在后面補(bǔ)振，振距為500mm振搗上層砼時，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，同時根據(jù)溫差情況及時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，應(yīng)立刻增加覆蓋，當(dāng)溫差降到20℃以下時可拆除部分覆蓋，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。