大体积砼裂缝控制技术

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1、大体积混凝土裂缝控制技术第三讲大体积砼裂缝控制技术一、大体积混凝土的裂缝问题体积厚大的混凝土在施工中产生裂缝的主要原因:①水泥的水化热使混凝土产生的温度变形；②混凝土凝结硬化过程中的收缩。二、大体积混凝土的定义：1、美国混凝土学会规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸大小，必须要采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂。”2、日本建筑学会的定义：“结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。”大体积砼裂缝控制技术三、建筑工程的大体积混凝土1、基础工程：厚大的混凝土底板、深

2、梁、厚大的桩基承台等；2、上部结构：巨型柱、高层建筑的转换梁或板、防辐射结构大体积砼裂缝控制技术第一节混凝土裂缝大体积砼裂缝控制技术第一节混凝土裂缝一、混凝土的裂缝形式裂缝理论有许多种。近代混凝土的研究，逐渐由宏观理论向微观理论过渡。1、混凝土的微观裂缝：宽度一般在0.05mm以下，肉眼不可见的裂缝。2、混凝土的宏观裂缝：宽度大于0.05mm，肉眼可见的裂缝。微观裂缝出现的三种形式：粘着裂缝、水泥石裂缝、骨料裂缝。前两种形式的裂缝较多，且这些裂缝分布不规则、不贯穿，砼仍可承受拉力。宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。第一节混凝土裂缝二、混凝土裂缝的三类原因：1、由外荷载的直接应

3、力（即按常规计算的主要应力）引起的裂缝。2、由结构的次应力（计算未考虑到的结构内部应力）引起的裂缝。大体积混凝土的裂缝多由上述第三种原因引起。当变形受到约束产生的应力超过混凝土的抗拉强度时，就引起裂缝。3、由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂缝。混凝土基础底板内部温差引起的温度应力分布：三、结构变形的内外约束：1、内约束：结构变形时，其内部各质点之间产生的约束；2、外约束：结构变形时，不同结构之间产生的约束。外约束分为：自由体、全约束、弹性约束（部分约束）建筑工程中的大体积混凝土，外约束应力占主要地位。第一节混凝土裂缝第一节混凝土裂缝四、大体积混凝土基础底板产生

4、的裂缝1、内约束引起的表面裂缝：砼浇筑初期，其内部与表面温差过大；2、外约束引起的深层裂缝：砼浇筑后期，砼降温、干缩变形引起的基础底板收缩受到地基约束。（主要由温度变形、收缩变形导致）第一节混凝土裂缝四、大体积混凝土基础底板产生的裂缝大体积混凝土基础底板出现的裂缝按深度可分为以下三种：表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝（图3－2）深层裂缝进一步扩展形成贯穿裂缝第一节混凝土裂缝五、混凝土结构裂缝宽度的控制一类环境（室内正常环境）：0.3mm；二类环境：0.2mm。对于基础、地下或半地下结构，裂缝主要影响其防渗性能。当裂缝宽度只有0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，经过一段时

5、间后一般裂缝可以自愈。当裂缝宽度超过0.2～0.3mm时，其渗水量与裂缝宽度呈三次方增加，必须进行化学注浆处理。目的：防止钢筋锈蚀、混凝土碳化和酥松脱落，从而影响结构的耐久性、防水性。《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）的要求：第一节混凝土裂缝六、大体积混凝土结构施工阶段产生裂缝的主要原因：1、水泥水化热；水化热引起的绝热温升：与混凝土单位体积内的水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期按指数关系增长，一般10d左右达到最终绝热温升。但由于结构自然散热，实际混凝土内部的最高温度，大多发生在混凝土浇筑后的3～5d。第一节混凝土裂缝六、大体积混凝土结构施工阶段产

6、生裂缝的主要原因：2、约束条件；（1）在全约束条件下，混凝土结构因温差产生的温度应力应为：σ＝Eε；其中：ε＝ΔT·α（即温差与混凝土线胀系数的乘积）；当ε超过混凝土的极限拉伸值εp时，结构便出现裂缝。（2）实际混凝土结构并非受到全约束，且混凝土还有徐变变形，所以内外温差在25℃甚至30℃情况下混凝土也可能不开裂。第一节混凝土裂缝3、外界气温变化；混凝土的内部温度＝浇筑温度＋水化热绝热温升－结构散热降温。外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；如外界气温下降，会增加混凝土的降温幅度。特别是气温骤降时，会增加混凝土内外的温度梯度，对大体积混凝土极为不利。六、大体积混凝土结构施

7、工阶段产生裂缝的主要原因：第一节混凝土裂缝4、混凝土的收缩变形；（1）混凝土的收缩变形，主要由于混凝土中多余水分的蒸发引起混凝土体积的干燥收缩。（这种收缩变形如受到约束，即会产生收缩应力）混凝土的干燥收缩，在很大程度上是可逆的。（2）混凝土的收缩变形除干燥收缩外，还有碳化变形。即：空气中的CO2与混凝土水泥石中的Ca(OH)2反应生成碳酸钙CaCO3，放出结合水而使混凝土收缩。六、大体积混凝土结构施工阶段产生裂缝的主要原因：第一节混凝土裂缝1.温度应力计算:七、大体积混凝土结构裂缝控制设计x＝0处，U＝0；x＝1/2L处，σx