大體積混凝土裂縫成因分析與控制措施

1、<p>　　大體積混凝土裂縫成因分析與控制措施</p><p>　　摘要：大體積混凝土表面裂縫非常普遍，原因很復雜，但裂縫的產生直接影響到工程的建設和使用。本文分析了其產生的原因及采取的預防措施，結合實踐中的一些成功經驗，提出預防大體積混凝土裂縫的措施和建議。 </p><p>　　關鍵詞：大體積混凝土、水化熱、溫度控制、裂縫 </p><p>　　中圖分

2、類號： TV544+.91文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　1、裂縫的成因分析 </p><p>　　大體積混凝土施工中常見的裂縫是溫度裂縫?；炷岭S著溫度變化而發(fā)生膨脹收縮，稱為溫度變形。對于大體積混凝土施工階段來講，裂縫是由于混凝土溫度變形而引起的。由于混凝土溫度變化產生變形受到混凝土內部和外部的約束影響，產生較大應力，尤其是拉應力，是導致混凝土產生裂縫的主要原因?，F

3、分述其原因： </p><p>　　1.1水泥水化熱是大體積混凝土開裂的主要因素 </p><p>　　水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關，并隨混凝土的齡期而

4、增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱，實際上內部的最高溫度，多數發(fā)生在澆筑后的最初3～5天。 </p><p>　　1.2外界氣溫變化的影響 </p><p>　　大體積混凝土在施工階段，外界氣溫的變化影響是顯而易見的。因為外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高，而如果外界溫度下降，又增加混凝土的降溫幅度，特別是氣溫驟降，會大大增加外界混凝土與內部混凝土的溫度梯度，這對大體積混凝土是極為不利

5、的。 </p><p>　　混凝土內部的溫度是水化熱的絕熱溫度、澆筑溫度和結構物的散熱溫降等各種溫度的疊加，而溫度應力則是由溫差變形造成的；溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達到 60—65℃，并且有較大的延續(xù)時間（與結構尺寸和澆筑的塊體厚度有關）。在這種情況下，研究合理的溫度控制措施，防止混凝土內部溫差引起的過大溫度應力，就顯得更為重要。 </p

6、><p>　　1.3 混凝土的收縮變形 </p><p>　　混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時，將在混凝土中產生拉應力，使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化，后期主要是混凝土內部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。 </p>&

7、lt;p>　　2、裂縫的預防與控制措施 </p><p>　　預防混凝土裂縫的產生，可以從控制溫度、改進設計和施工操作工藝、改善混凝土性能、減少約束條件等方面入手。一般可采取以下幾種措施： </p><p>　?、俦M量選用低熱或中熱水泥（如礦渣水泥）配置混凝土，或在混凝土中摻加適量粉煤灰，或者利用混凝土的后期強度（齡期90D—180D）,降低水泥用量，以減少水化熱。 </p&g

8、t;<p>　?、谠诨炷林袚礁咝p水劑，以利于散熱，改善和易性，減少用水量，達到節(jié)約水泥、降低水化熱的目的。 </p><p>　?、圻x用級配良好的骨料，并嚴格控制砂石的含泥量，降低水灰比，加強振搗，以提高混凝土的密實度和抗拉強度。 </p><p>　?、芨邷丶竟?jié)澆筑混凝土時，分層澆筑并控制每層厚度不大于 30cm，充分利用層面散熱。 </p><p&

9、gt;　?、菰诨炷林新袢胙h(huán)水管，注入冷水循環(huán)降溫，使混凝土體內熱量及時排出，減少混凝土體內外溫差。 </p><p>　?、薷纳萍s束條件：a.合理的分縫分塊；b.避免基礎過大的起伏；c.合理安排施工工序避免過大的高差和側面長期暴露。 </p><p>　?、邼仓炷梁?，表面應及時用塑料薄膜、草簾或草袋子、鋸末等覆蓋，并灑水養(yǎng)護。夏季應適當延長養(yǎng)護時間；在冬季，混凝土表面應采取保溫措施

10、，以防止寒潮襲擊。 </p><p>　　采取上述這些措施的主要目的就是要降低混凝土澆筑溫度和水泥水化熱引起的溫度升高及提高混凝土表面的溫度值，降低混凝土內外溫差。 </p><p>　　降低混凝土澆筑溫度，不僅可以直接降低混凝土的最高溫度，從而減少溫度應力；同時還因為混凝土的澆筑溫度降低到周圍環(huán)境溫度以下時，形成負的初始溫差。這種溫差初期將在表面引起壓應力，有利于防止早期的表面裂縫；后期

11、將在內部引起壓應力，從而抵消因內外溫差引起的內部拉應力，對防止內部裂縫也有好處。 </p><p>　　降低水化熱溫升，在大體積混凝土中有特別重要的作用，因為水泥標號較高，水化熱溫升值較大。降低水化熱溫升值的措施，除了有條件時采用低熱水泥和加強表面散熱外，主要應通過合理選擇原材料和配合比，降低水泥用量。 </p><p>　　3、混凝土的早期養(yǎng)護 </p><p>

12、　　實踐證明，混凝土的常見裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，主要原因是溫度梯度造成，寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因為混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較大氣溫度高，這時拆模，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水泥水化熱應力疊加，再加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數值，應有導致裂縫的危險，但如果在拆模后及時在表面覆蓋保溫材料，對防止混凝土表面產生過大的拉應力，具有顯

13、著的效果。從溫度應力的觀點出發(fā)，保溫應達到以下要求： </p><p>　?、俜乐够炷羶韧鉁夭罴盎炷帘砻鏈囟忍荻龋乐贡砻媪芽p。 </p><p>　?、诜乐够炷吝^冷，應晝設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。 </p><p>　?、鄯乐估匣炷吝^冷，減少新老混凝土之間的約束。 </p><p>　　混凝土的早期養(yǎng)

14、護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫度、濕度變化的侵襲，防止有害的冷縮和干縮；一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度的抗拉能力。適宜的溫、濕度條件是相互關聯的，混凝土的保溫措施一般都有保濕的效果。 </p><p>　　從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的需求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲水泥的水化，表面混凝土最容易而且

15、直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑的最初幾天是養(yǎng)護的關鍵時期，在施工中應切實重視起來。 </p><p><b>　　4、結束語 </b></p><p>　　在工程實踐中，對裂縫產生的原因進行分析總結，裂縫產生的主要原因就是水泥硬化過程中釋放大量的水化熱所產生的溫度應力超過混凝土的極限抗拉強度。所以如何控制大體積混凝土水化熱升溫和結構物體內外溫差，是大體積混凝土能

16、否產生裂縫的關鍵。 </p><p>　　施工中要充分考慮混凝土原材料的選擇，配合比的優(yōu)化，適當地摻混合料、外加劑來提高混凝土的性能。同時注意澆筑方法、入倉溫度、澆筑層厚、混凝土絕熱溫升、 混凝土自生體積變形及徐變、 混凝土彈性模量變化、 外界水溫及氣溫變化、在結構物內埋設冷卻水管、拆模后加強覆蓋養(yǎng)護等。這些方法在實踐應用中收到了良好的效果，總之，結合多種預防和處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。 </

17、p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 朱伯芳,大體積混凝土溫度應力與溫度控制,北京：中國電力出版社,1999 </p><p>　　[2] 王鐵夢,工程結構裂縫控制,北京：中國建筑工業(yè)出版社,1997年8月 </p><p>　　[3] 覃維祖,混凝土的收縮,開裂及其評價與防治,混凝土,2