现浇大体积砼裂缝的成因有哪些？

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现浇大体积砼裂缝的成因有哪些？

引言：    
　　浙赣线电气化改造工程Z11合同段的小港口大桥地处丰城市小港镇，全桥长360.2m，横跨小港河，该桥上部构造为砼简支箱梁，跨径24m，下部构造：圆端形大体积独立墩，台为重力式桥台每个墩、台砼在100㎡方以上，如何控制砼施工质量，确保砼表面不出现裂缝，是本工程关键所在。    
　　1、大体积砼裂缝产生的原因分析：砼裂缝按产生的原因可分为两类：一是结构裂缝，由为部荷载引起，包括常规结构计算中的主应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝.二是材料裂缝，由非受力结构变形引起的例如温度、湿度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起，这种裂缝的形成是一个渐进的过程与环境的变化，约束的信息状态息息相关。    
　　在小港口大桥的施工中，我们发现按照裂缝产生的时间可分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝、完全硬化后裂缝。    
　　1.1硬化前裂缝下沉收缩缝，在砼浇注后的1至2小时内，当砼尚未凝固期间，沿钢筋的走向砼表面产生的裂缝，这是由于砼浇注后收缩引起的。在钢筋的上方与其周围的收缩差而发生的裂缝，这时砼尚未凝固，在其表面又发现细微张裂，这往往是水分从砼表面蒸发而产生。其影响的因素很多，拌和物的用水量、水泥的用量、振捣情况、大气温度及其它一些因素，在夏季高温天气下尤为明显，这时候就要加强浇水养护，保持湿润。    
　　1.2温度应力造成的裂缝水泥水化过程中的水化热造成表面和内部的温差，砼中心温度很高而表面温度低，出现温度梯度，在施工过程中防止大体积砼裂缝的产生是我们主要的控制环节。    
　　1.3干缩裂缝干燥收缩裂缝，此种裂缝由表面逐步扩展到内部，由于湿度梯度，造成砼表面收缩大内部收缩小，致使表面受到拉应力，当拉应力大于砼的抗拉强度（轴拉、弯拉）时砼表面便出现裂缝。    
　　1.4钢筋锈蚀裂缝主要是钢筋受到腐蚀造成的裂缝，在施工中一定要确保钢筋的保护层厚度，这是避免此种裂缝产生的唯一措施。    
　　2、防治措施：    
　　针对以上砼裂缝产生的原因，结合我们的工程特点，我们主要采取了以下的防治措施，重点是防止砼的温度裂缝和收缩裂缝。    
　　2.1严格控制原材料质量由于拌和站严格控制砼原材料的质量和技术标准，选用低水化热水泥，优选掺合料，粗细骨料含泥量尽量减少，细致分析砼集料的配合比，控制水灰比，减小坍落度，合理掺加减水剂。具体如下：    
　　2.1.1用降低水泥用量的方法来降低砼的绝对升温值，这样可以使砼浇筑后的里外温差和降温速度控制的难度降低，强度等级在C20~C35的范围内选用水泥不超过380kg/m3。    
　　2.1.2水泥应优先选用水化热低的矿渣水泥配置大体积砼。所用的水泥应进行水化热的测定。水泥水化热测定按国家标准《水泥水化热试验方法（直接法）》测定，配置砼所用水泥7天的水化热不大于250kJ/kg。    
　　2.1.3掺合料及外加剂：掺合料主要是粉煤灰，其可以提高砼的和易性，大大改善砼的工作性和可泵性，同时可以代替水泥用量降低水化热，掺用量是水泥用量的15%，降低水化热15%左右。外加剂主要指减水剂和缓凝剂，砼中掺入水泥重量的0.25%木钙减水剂，不仅使砼工作性能有明显改善，同时又减少10%的拌和用水，节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送砼为了延缓凝结时间则要加缓凝剂，反之凝结时间过早将影响砼浇筑面的黏结，易出现层间缝隙，抗裂和整体性下降。    
　　2.2合理安排砼的浇筑环境夏季砼浇筑安排在1天中温度最低时（一般安排在夜间），最大限度的降低砼入模温度，加强砼的振捣，使用二次振捣技术，利用平板振动器振捣，提高砼的密实度。    
　　2.3控制砼入模温度该工程墩台施工时我们采取了一定的措施控制砼入模温度，有效控制了水化热的释放速度。具体措施为：一是冷水浇砂、石子，二是砼输送管道距离要短，注意尽量减少拐角，在管路支架上设套管，减少由管路输送增加摩擦而产生热值，浇筑温度控制在27℃以内，使实际入模温度略低于大气温度1-3℃，从而推迟水化热峰值出现，时间2天左右。    
　　2.4严格温度监控在砼浇筑前后采用JDC-2建筑电子测温仪测量砼内部温度，检测砼表面温度与结构中心温度，以便采取相应措施，保证砼施工质量，控制砼内外温差。测温时在砼温度上升阶段每两小时测一次。温度下降阶段每4小时测一次，同时测大气温度。所有测温点均编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。实际测温时砼中心温度高为71℃，砼表面温度为49℃，大气温度32℃。    
　　2.5合理的振捣方法为保证砼密实度，采用行列式或梅花式进行振捣。在每次浇筑时（桥台、承台）设4台振捣棒，一台在浇注点，两台在振捣流淌部分，一台在后面补振，振距为500mm振捣上层砼时，振捣棒应插入下层砼至少50mm，使上下层结合成一体，振捣时间在20s~30s，待出现反浆后，砼不在下沉为准，防止漏振和过振。振捣密实后，用抹子和长木挂平，压实2至3遍。    
　　2.6保温保湿养护作好养护工作，采用蓄水方式进行，并在砼表面覆盖一层塑料布，一层麻袋片，同时根据温差情况及时对砼表面覆盖厚度进行增减，砼内外温差及砼表面温差与大气温差均不得超过25℃，当发现内外温差达到25℃时，应立刻增加覆盖，当温差降到20℃以下时可拆除部分覆盖，以加速降温，如此反复，因注意速率不大于2℃/h，该工程已完成8个月，至今尚未发生裂缝。    
　　3、施工总结    
　　3.1建立健全管理网络，加强科学施工，施工前编制可行的施工方案，明确分工，各负其责。    
　　3.2大体积砼施工测温是必不可少的一项工作，加强砼表面保湿、保温来减少内外温差不超过规范的25℃是控制裂缝的有效措施。    
　　3.3对于砼的裂缝控制与防止，和设计施工砼拌和站密切配合，只要设计增加构造措施，坚持小规格小间距配筋，避免应力集中，施工时在浇筑、振捣、养护等环节做好，拌和站从配合比、用水量、骨料、水泥等方面入手进行控制，砼的裂缝在一定程度上得到避免。