大体积混凝土的开裂机理及控制措施.pdf

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1、文章编号：1009—9441(2010)10—0027—02大体积混凝土的开裂机理及控制措施①口口刘兴可1，李枫2(1．河南省宜阳县建筑工程质量监督站，河南宜阳471010；2．河南天基建设工程质量检测有限公司，河南洛阳471003)摘要：在大体积混凝土结构施工中，混凝土裂缝的产生是一个亟待解决的问题。由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，由外荷载引起裂缝的可能性较小，但水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，是大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。

2、就大体积混凝土的裂缝问题进行了探讨，分析了裂缝的类型和产生原因，并提出了相应的工程控制措施。关键词：大体积混凝土；裂缝；收缩中图分类号：TU755文献标识码：B引言近年来，随着国民经济和建筑技术的快速发展，建筑规模不断扩大，大型的现代化和高层建筑物不断增多，于是大体积混凝土逐渐成为构成大型建筑设施及普通高层建筑楼房的重要组成部分。大体积混凝土结构由于水化热及收缩变形导致开裂⋯，裂缝一旦形成，特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，同时会可能危害到建筑物的安

3、全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂，是一个值得关注的问题。1大体积混凝土裂缝产生机理探讨1．1裂缝分类大体积混凝土裂缝可分为两类：一是结构型裂缝，主要由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。二是变形性型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。根据国内外的调查资料，大体积混凝土的裂缝由变形变化(温度、湿度、地基变形)引起的约占80％以上，由荷载引起的约占20％左右。因此，本文主要探讨变形性①基金项目：河南省科技苇点攻关基金

4、资助项(092102310247)型裂缝产生具体原因12]。1．2温度裂缝温度裂缝产生主要是由温差造成的。温差可分为以下3种：混凝土浇注初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度施工现场环境温度，这就形成了较大内外温差。当内外温差在混凝土凝结初期产生的温度应力超过混凝土强度时，就会导致混凝土产生裂缝旧J。1．3收缩裂缝混凝土在空气中凝结硬化时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土收缩变形，受到外部约束时(如支承条件、钢筋等)，将在

5、混凝土中产生拉应力，如果拉应力超过混凝土的抗拉强度就会使得混凝土开裂。混凝土的收缩裂缝主要有塑性收缩裂缝和干燥收缩裂缝两种。1．3．1塑性收缩裂缝塑性收缩是指混凝土在凝结硬化之前，表面因失水较快而产生的收缩。混凝土终凝前泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。塑性收缩的主要影响因素是混凝土中的含水量和水泥含量，含水水量和水泥含量越高，混凝土的收缩就越大。1．

6、3．2干燥收缩裂缝干燥收缩多出现在混凝土养护结束后的一段时间或混凝土浇注完毕一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干燥收缩。干燥收缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过建材技术与应用10／2010·27·快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。2大体积混凝土裂缝的工程控制措施2．1温度裂缝的控制温度裂缝预防的关键就是降低内外温差，可以

7、从材料的优化选择和施工工艺两方面考虑。2．1．1优选材料，降低水化热(1)优选水泥。由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数。在施工中一般采用水化热较低的矿渣水泥，同时在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小。(2)优选骨料。尽量扩大粗、细骨料的粒径，因为骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的水泥用量就越小，水化热就随之降低，对防止裂缝的产生有利；另一方面，要控制骨料的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂缝

8、就越严重。(3)加入掺合料。如加入粉煤灰可以改善混凝土的粘翅性，并可代替部分水泥，这样减少了混凝土的水泥用量和用水量，降低了水化热并提高和易性。(4)加入外加剂。如加入适量的减水剂，可有效地增加混凝土的流动性，且能提高水泥水化率，增强混凝土的强度，从而可降低水化热，同时可明显延缓水化热释放速度。2．1．2加强施工控制，降低内外温差(1)控制出机温度。对混凝土出机温度影响大的是石子和水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响最小。气