天臺乾元名邸工程地下室底板大體積混凝土裂縫控制技術
地下室底板大體積混凝土由于水泥的水化作用產生大量的水化熱,導致混凝土在溫度應力和干縮應力的作用下,出現材料型裂縫。材料型裂縫在大體積混凝土中是一個質量通病,如何完全解決它仍是一個令許多技術人員頭疼的問題。
一、裂縫的產生原因
(一)水泥選用不當,水化熱過高
水泥水化熱引起溫度應力和溫度變形而產生裂縫。水泥水化過程中產生大量熱量,每克水泥水化放熱量約達120cal/g,混凝土內部升溫約在30℃以上。當混凝土內部與表面溫差大時,就產生溫度應力和溫度變形,混凝土內部的溫度應力與混凝土厚度及水泥用量,品種有關混凝土結構尺寸愈大,厚度愈厚,溫度應力愈大,引起裂縫的可能性愈大。
(二)混凝土內外約束條件的影響
大體積鋼筋混凝土與地基澆筑在一起,當結構產生溫度變形時,受到地基的限制,而產生外部約束應力,當混凝土升溫時,產生膨脹變形約束,中心產生壓應力,此時混凝土彈性模量小,徐變和應力松弛度大,使混凝土與地基連接不牢固。當溫度下降,中心產生較大拉應力,此時混凝土抗拉強度低于溫度產生拉應力時,混凝土將出現垂直裂縫,此裂縫往往是貫穿性裂縫,這影響到結構安全度和使用功能,是致命的裂縫。
(三)外界氣溫變化的影響
大體積混凝土在施工階段,常受到外界氣溫變化的影響,外界氣溫越高,澆筑溫度也愈高,當氣溫下降,特別是氣溫驟降,會大大增加外層混凝土內部的溫度梯度,會造成溫差與溫度應力,使大體積混凝土出現裂縫。
(四)混凝土收縮變形的影響
1.混凝土塑性收縮變形發生在混凝土硬化之前,混凝土仍處于塑性狀態,它產生主要是上部混凝土的沉降受到鋼筋和骨料限制或平面面積較大的混凝土,其水平方向的減縮比垂直方向更難,這就會形成不規則的深層裂縫,這種裂縫通常是互相平行。
2.混凝土的體積變形,混凝土在終凝后體積產生變化,有可能產生收縮或膨脹,隨著溫度變化而變化。
3.干燥收縮是混凝土中的水分80%要蒸發,20%水分是硬化所需。隨著水分蒸發就會出現干燥收縮,表面干燥收縮快,中心干燥收縮慢,表面收縮應力受到中心收縮應力的約束,表面產生拉應力而出現裂縫。
4.混凝土勻質性影響,配合比不嚴格計量,其坍落度,外加劑,骨料粒徑不同及振搗密實度不同,造成混凝土的彈性模量不同,形成收縮變形不均勻,導致應力集中而引起裂縫。
5.結構造型差異顯殊,厚度差別較大或留孔,留槽都會產生應力集中而形成裂縫。
二、裂縫的特征
該裂縫稱為內約束裂縫,有走向規則不定,但結構屬于梁板體系或較長的結構,裂縫多平行于短邊,大體積或大面積結構裂縫常縱橫交錯。屬于收縮性貫穿裂縫,裂縫寬度隨著溫度變化而變化。另一種屬于物體表面與外界氣候的溫差,引起構件表面急劇收縮,產生表層無規則的淺層裂縫及構件表面與構件的中心溫差與收縮產生表面較深層裂縫,但屬非貫穿性裂縫。
三、裂縫的危害性
貫穿性裂縫,地下室底板將引起底板漏水、鋼筋銹蝕,影響結構安全度及使用功能,這種裂縫是致命的。表層產生淺層及深層的溫差收縮裂縫,雖然是非貫穿性裂縫,但必須加以處理和補強措施,否則也會影響使用年限。
四、采取對策
1.降低混凝土中水泥在水化過程中的水化熱,減少混凝土在施工過程中由于溫差過大產生膨脹與收縮應力。
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