岩土工程师辅导：岩土混凝土结构裂缝原因分析与控制(2)

　　2.3.2控制混凝土内部温度。水泥水化热引起升温后，在绝热状态下混凝土内部的稳定可用下式计算：

　　T=T1+T2=T1+WQ(1-e-mΓ)/Cp

　　式中：T——在绝热状态下不同龄期的混凝土内部温度(℃);

　　T1——混凝土的浇筑温度(℃);

　　T2——在Γ龄期时混凝土的绝热温度(℃);

　　W——每立方混凝土中水泥用量(Kg/m3);

　　Q——每千克水泥水化热量(Kj);

　　C——混凝土的比热容，计算式可取0.97KJ(Kg·K)

　　P——混凝土的表面密度，一般取2500Kg/m3，为防射线，混凝土中掺入重金属(如钡粉)时取2800～3000Kg/m3;

　　m——系数，随水泥品种，比表面及浇筑温度而异;

　　Γ——龄期(d)。

　　实际上，由于混凝土浇捣时总是暴露在大气中，与大气存在热量交换，处于散热而非绝热状态中，混凝土由水泥水化热引起的温升远比绝热条件下最终水化热的温升要小。另外，混凝土内部最高温升还与浇筑块的厚度有关，块体越薄散热越快，最高升温越低;反之块体越厚散热越慢，则最高升温越高。因此，工程实践中引入一个与浇筑厚度有关的系数ξ，混凝土内部最高温度改用下式计算：

　　T=T1+T2ξ

　　2.4控制内部最高温度的措施。综上所述，混凝土内部最高温度是由浇筑温度和水泥水化热量升两部分组成，为控制内部最高温度，针对这两方面可采取以下措施：

　　2.4.1避开炎热天气。尽可能选择温度低的季节浇筑，尤其应避开炎热天气。当必须在炎热天气浇筑时，可采用冰水或深井水拌制混凝土，对骨料进行冰水冷却，设置遮阳装置以降低混凝土搅拌和浇筑温度。

　　2.4.2合理选择水泥品种和控制水泥用量以降低水化热温升。宜用掺混合材料的硅酸盐水泥，如矿渣水泥、火山灰水泥，这些水泥水化热较少。若不得不用普通水泥时，可掺粉煤灰，有缓凝作用的外加剂，并减少水泥用量，选择合适的砂石级配、采用强度高的骨料，降低或延缓水化放热。

　　2.4.3掺缓凝型减水剂。为防止出现施工冷缝，浇筑过程中需要适当延长凝结时间，同时缓凝型减水剂在延缓水泥水化的同时使水化放热速度减慢，有效降低混凝土内部温升峰值，并能改善混凝土其他方面的性能。

　　2.4.4施工过程合理化。可采用全面分层、分段分层、斜面分层三种混凝土分层浇捣方式。每层厚度不大于300mm，以加快热量散发，并使温度分布均匀。

　　2.4.5预埋蛇型石英管。在混凝土体内预埋蛇型石英管，浇筑后采用通冰水，冷却的方法控制内部温度。最后在用稠度较大的水泥浆将管道填充封堵密实。

　　2.4.6动态监控。对混凝土温度变化进行动态监控，定期测量浇筑后混凝土表面和内部温度，控制内部温差不大于25℃。

　　2.4.7保温。覆盖塑料薄膜再加草袋进行保温，覆盖厚度由热工计算结合经验选定。

　　2.4.8减轻对地基对浇筑体约束。在岩石地基或较厚的混凝土垫层上浇筑时，事先摊铺10mm厚的沥青或二层沥青油毡以消除或减少约束作用，缓和地基对基础膨胀时的侧向压力。

　　2.4.9配置暗梁。大体积墙体除顶部和底部配有暗梁外，在墙体中部也宜配置暗梁，适当增加配筋率。

　　3、徐变裂缝的控制

　　3.1适当加大端头截面高度，配置承受水平力钢筋、放射式配筋或弯起构造筋(弯起方向平行于主拉应力)。压低预应力筋弯起角度，减少非预压区。

　　3.2支撑节点采用微动连接，如采用螺栓连接，预留孔内设橡胶垫圈、柔性连接等，以削减约束应力。

　　3.3构件吊装前应一个较长的堆放时间，吊车梁的最后固定尽可能晚些(徐变3个月可达60%，4个月基本稳定，半年徐变可完成70%～80%)，使徐变变形在吊装前(或固定前)完成大部分，此时混凝土具有较长龄期，强度也较高。

　　3.4预应力混凝土构件不要过早放张，以减少收缩徐变变形，提高抗裂能力。

　　3.5加大端头支承垫板，改进压力分布层，减少应力集中。

　　4、应力裂缝的控制

　　4.1加强施工中钢筋、模板、混凝土配料、振捣的质量控制检查，确保结构构件钢筋位置、安装支撑系统、支撑位置正确，混凝土强度达到要求。

　　4.2正确掌握拆模时间，避免过早拆模，敲击过重，严格控制施工临时堆载;构件堆放、运输、吊装时保持支承和吊点位置正确、稳定，避免振动、碰撞。

　　4.3避免直接在松软土或松填土上支模或制作预制构件，场地周围做好排水并注意养护，避免水管漏水浸泡地基。

　　4.4预应力构件张拉或放张，混凝土必须达到规定的强度，控制应力应准确，不应超张，应缓慢放松预应力筋;胎模端部加弹性垫层(木或橡胶)，减缓胎模角度，使构件回缩不被卡信。

　　4.5预应力吊车梁、桁架等构件端部节点处劈裂应力区全高增配箍筋或钢筋网片，并保证预应力钢筋外围混凝土有一定的厚度。

　　4.6板面采用二次或三次压光，改善板面质量。

　　5、施工裂缝的控制

　　5.1木模板浇水湿透，防止胀模将混凝土拉裂。采用翻转脱模时应平稳，防止剧烈冲击和振动，并应在平整坚实的铺砂地面上进行。

　　5.2预应力构件预留孔时管芯要平直，混凝土浇筑后定时(15min左右)转动钢管，抽管时间以手压混凝土表面不显印痕为宜，抽管时应平稳缓慢。

　　5.3胎模应选用有效的隔离剂，起模前先用千斤顶均匀松动，再平缓起吊。

　　5.4构件堆放按支承受力状态设置垫木，重叠堆放时，支点保持在一条直线上，同时做好标记，避免板、梁、柱构件反放。

　　5.5运输中，构件之间设置垫木并互相绑牢，防止晃动、碰撞。

　　5.6屋架、柱等大型构件吊装，应按规定设置吊点;吊装屋架等侧向刚度差的构件时，应用脚手杆横向加固，并设牵引绳，防止吊装过程中晃动、碰撞。

　　5.7混凝土冬期施工掺氯盐早强剂，同时掺加亚硝配钠阻锈剂(为水泥重量的1%～2%)。

　　5.8滑动模板应确保安装尺寸和质量要求，施工中若因某种原因停滑时间过长，应松开模板后再滑开，以防止拉裂混凝土。

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