混凝土结构具有抗压强度高,抗拉强度低的特点(抗拉强度是抗压强度的1/10~1/20,且随着混凝土强度等级提高,比值有所降低)。超大超长混凝土结构具有体量大、结构受力复杂、局部荷载大、混凝土强度高等特点,极易产生裂缝,要有效控制混凝土结构有害裂缝的出现,需从设计、选材、施工工艺、成品保护等方面全面考虑,采取综合抗裂技术。
1. 混凝土裂缝产生原理
混凝土结构的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝是指那些用肉眼看不见的裂缝,主要有三种:一是骨料与水泥石粘合面上的裂缝;二是水泥石中自身的裂缝,称为水泥石裂缝;三是骨料本身的裂缝,称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则、不贯通的。反之肉眼看得见的裂缝称为宏观裂缝,这类裂缝的范围一般不小于0.05mm。宏观裂缝是微观裂缝扩展而来的。混凝土结构宏观裂缝产生的原因主要有三种:一是由外荷载引起的;二是结构次应力引起的裂缝,这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;三是变形应力引起的裂缝,这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起结构变形,当变形受到约束时产生应力,当次应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。
因此在混凝土结构中裂缝是绝对存在的,只是应将裂缝控制在合符规范要求范围内,以不致发展到有害裂缝。现结合福州海峡会展中心15万平方米地下混凝土结构的施工技术,着重从抗(提高混凝土自身抗裂能力)、放(释放引起混凝土裂缝的应力)二方面阐述混凝土结构施工综合抗裂技术。
2. 混凝土结构综合抗裂技术
2.1. 提高混凝土自身抗裂能力
2.1.1优化混凝土配比,提高混凝土抗拉强度
1、选择合适水泥 一般多选普通硅酸盐水泥,常按混凝土强度的1.5倍选用,要求大厂名牌水泥,固定水泥的品种、型号,定点采购,保持水泥性能稳定。
2、减少水泥用量和用水量 通过严格控制混凝土坍落度,和采用掺加高效萘系减水剂及粉煤灰、矿粉双掺技术,减少水泥用量和用水量,提高混凝土自密实性能。