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《山东冶金》 2000年第4期 浅谈大体积钢筋砼基础裂缝成因及其控制 高红卫１,张风华2 (1 山东建材学院建工系,山东 济南 250022;2 铁道部第十二工程局,山西 太原 ,030000) 摘 要：大体积钢筋砼基础裂缝主要有表面温度裂缝和垂直收缩裂缝。为了预防裂缝的产生,应合理选择原料,施工时应控制砼的出机和浇注温度,合理选择砼浇注方案,改善约束条件,注重砼的养护和温控等。 关键词：钢筋混凝土;基础;裂缝;原料;施工 中图分类号: TＵ528.571 文献标识码：B 文章编号：10044620(2000)0400300２ Producing Crack Cause and Controlling Method of Big Volume Reinforced Concrete Base GAO Hongwei1,ZHANG Fenghua2 (1 Architectonical Engineering Department,SIBM,Jinan 250022; 2 Twelfth Engineering Bureau,The Ministry of Railway,Taiyuan 030000,China) Abstract: The crack of big volume reinforced concrete base mainly consistes of surface temperature crack and vertical shrinkage crack. For preventing crack production,it is needful to reasonably select raw material, reasonably control the time of out of concrete from mixer and pouring temperature of concrete,reasonably select pouring plan of concrete,pay attention to mainte nance and temperature conditions of concrete,etc. Key words: reinforced concrete;base;crack;raw material;construstion 1 前 言 在民用建筑物中,为了充分利用空间,常在±0000以下设地下室。这时,基础形式往往采 用 片筏基础或箱形基础,其底板一般较厚。另外,当地基承载力较差时,一般也要采用片筏基础 。在工业建筑中,一些大型的磨机、破碎机的基础多采用大体积的砼;而在一些储仓设计中, 其基础也常采用整板基础,这些均为大体积砼。一般来说,单面散热的结构断面最小厚度不小 于750mm,双面散热的结构断面最小厚度1000mm以上,同时,水泥水化热引起混凝土内外最大温 差不小于25℃的结构,都属于大体积砼,施工时应防止产生裂缝造成结构破坏。 2 裂缝产生的成因 2.1 表面温度裂缝 水泥在水化过程中产生大量的热量,每克水泥水化放出的热量约为500J。对于大体积钢筋 砼结构,由于聚积在内部的水泥水化热不易散出,使砼内部的温度升高。内部最高温度一般出 现在浇筑后3～5天,而这时构件表面由于散热快而温度较低。由于砼的龄期短,抗拉强度还很 低,当内外温差较大时,就会产生温度应力,使砼内部受到压应力作用,而表面则受到拉应力作 用。当表面拉应力大于砼的抗拉强度时,就会在砼表面产生表面裂缝,该裂缝一般发生在浇注 后的升温阶段。 2.2 垂直收缩裂缝 大体积砼在降温过程中,由于逐渐散热而产生收缩。另外,在硬化过程中由于砼内部拌合水 的水化和蒸发以及水泥胶质体的凝胶作用也会产生收缩。这两种收缩,受到基底垫层的约束 或受到结构本身的约束,从而产生很大的收缩拉应力。当其超过混凝土的极限抗拉强度时,混 凝土中就会产生深度较大的收缩裂缝。这种裂缝常发生在结构中央并靠近垫层或基岩处,有 时会贯穿整个断面,给结构带来严重危害。该裂缝通常发生在浇筑砼后的降温阶段。 3 控制裂缝的措施 3.1 原料控制 3.1.1 合理选择水泥的品种 在大体积砼中,为了控制水化热的产生 ,应选用低热或中热水泥来配制砼,一般可选用矿渣水泥或粉煤灰水泥。 3.1.2 合理选择骨料 应选用级配良好的骨料,粗骨料粒径在5~40mm 。细骨料以中粗砂为宜,并应严格控制砂、石的含泥量,使其不超过3%和1%。 3.1.3 合理选用外掺剂 在砼中加入少量的磨细的粉煤灰和减水剂, 可以改善砼的特性并减少水泥用量,从而减少水化热的发生。另外也可以加入一定量的缓凝 剂 延缓水化热产生的时间,从而推迟水化热的峰值期,并延缓受力时混凝土的龄期。水泥 中如掺入微膨胀剂或采用微膨胀水泥也可补偿混凝土的收缩,这些都能减少大体积砼的裂缝 产生。 3.2 施工方面 3.2.1 控制砼的出机温度及浇注温度 为了降低砼的总升温值,减小 内外温差、控制砼的出机温度和浇注温度是很重要的措施。在砼原料中,对砼拌合料温度影 响 最大的是石子的温度,其次是砂和水的温度,最后是水泥的温度。一般可采取下列措施:(1)在 砂石堆场利用帆布遮阳并利用冷水管浇水冷却;(2)在水池中放入冰降低水的温度;(3)预先对 水泥开袋散热并避开高温时间浇注。 3.2.2 预埋水管降低最高升温 在大体积砼施工时,一般在内部适当 预留一些孔道并通循环水或循环冷气冷却以降低内部的温度。施工中应结合温控的要求,合 理确定冷却水管的布置。一般按中心距1.5~3.0m间距交错排列,浇注过程中要随时检查,以 防漏水。严禁直接振捣预埋水管。 3.2.3 合理选择砼浇注方案 大体积砼可采用分层连续浇注或分层 分段踏步式推进的斜面浇注方法。具体选用何种方法应视初凝时间定。一般情况下,应尽 可 能采用分层连续浇注。其优点是便于振捣,易保证砼的浇注质量并可利用层面散热。对于工 程量较大的砼可采用分段分层的浇注方法。为防止砼在振捣时斜向流淌,可采用分段定点即 “一个坡度薄层浇注,循环推进,一次到顶”的方法。 3.2.4 改善约束条件 在岩石地基或厚度较大的砼垫层上浇注砼 时,可在岩石地基上或砼垫层上铺设隔离层以减少垂直收缩裂缝。隔离层一般采用砼垫层涂 刷一层3~5mm厚的沥青或干铺二毡三油。当砼平面尺寸过大时,可采用后浇带,即在结构中适 当部位每隔20~30mm留宽0.5~1.0m的后浇带,浇注砼30~40天后封闭。另外,还可以在混凝土 中掺入一定数量的毛石以减少水泥用量。 3.2.5 砼的养护和温控 加强砼的养护也是很重要的,砼浇注后应及 时覆盖洒水养护。另外,对砼内外温差的监控也是十分重要的。应科学布孔放置测温仪,于 砼终凝即砼浇注12h后开始测温,以便随时掌握大体积砼内部水化热的积聚情况和不同深 度处温度的变化规律,并及时采取相应的措施。 4 结 语 只要在施工前做好准备工作,施工中严格按规定施工,并尽可能地采用新工艺、新技术,采 取必要的技术组织措施,就能有效地控制大体积钢筋砼结构的裂缝,确保结构的安全性、适用 性及耐久性。
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