大体积混凝土结构裂缝控制探讨

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1、大体积混凝土结构裂缝控制探讨　　从裂缝产生机理上讲，混凝土本身是一种非均质的复杂多相混相材料，在其微观结构相组成之间主要的结合力是范德华力，因此其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时，就会产生裂缝。裂缝可以分为由荷载引起的和由变形变化引起的裂缝两大类。根据国内外调查资料显示，工程实践中结构的裂缝原因，属于由变形变化引起的约占80%，属于荷载引起的约占20%。而大体积混凝土结构裂缝成因很多，其中大多数是由混凝土的温度应力和收缩变形作用引起的。对于大体积混凝土结构而言，混凝土内

2、部剧烈变化的温度和温度应力主要是水泥水化热引起的温差造成的。温差的产生有三种情况∶第一种是在混凝土浇筑初期，产生大量的水化热，水化热积聚在混凝土内部温度上升；而混凝土表面温度为外界气温，由此产生内外温差。另一种是在拆模前后，表面温度降低很快，形成陡降，也会产生内外温差。第三种是当内部温度达到峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，最高与最低温差就是内部温差。收缩变形引起的裂缝有两种，即混凝土硬化前的塑性收缩和混凝土硬化后的干燥收缩。塑性收缩是指在水泥活性较大，混凝土温度较高，或水灰比较低的条件

3、下，混凝土泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，尚处于塑性状态的混凝土受拉，其表面会出现分布不均匀的裂缝，随之，混凝土体内水分蒸发进一步加大，裂缝进一步扩展；而干燥收缩是指在干燥环境下，已硬化的混凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。不受约束的混凝土是不会产生应力的，无论是温差还是收缩变形，究其原因都是受到约束才产生应力的。约束有两种，一是外部约束，二是内部约束。　　常见大体积混凝土结构裂缝有两种，分别为宏观裂缝和微观裂缝，而宏观裂缝是由微观裂缝发展而成的。微观裂缝。

4、微观裂缝是指用肉眼看不见的、其宽度在mm以下的裂缝，其分布不规则，沿截面是不贯穿的。一般情况下，有微裂缝的结构可以承受拉力，但在结构某些承受拉力较大的薄弱部位，在拉力的作用下微观裂缝容易发展并成为贯穿结构全截面的裂缝。宏观裂缝。宏观裂缝是指用肉眼可以看见的、其宽度在以上的裂缝，它是微裂缝发展的结果。按裂缝在结构上出现的具体形式可分为垂直裂缝、水平裂缝、斜裂缝以及由斜裂缝形成的螺旋状裂缝；从裂缝进入构件深度可分为表面裂缝、深层裂缝与贯穿裂缝；按状态又可分为稳定裂缝和不稳定裂缝；按危害性又可分为无害和有

5、害裂缝，等等。　　3大体积混凝土结构裂缝产生的基本规律　　一般来说，大体积混凝土开裂遵循以下几种规律∶　　温差和收缩越大，温度变化和收缩速度越快，越容易开裂，裂缝越宽，越密。基底对结构的约束作用越大，越容易开裂。温度梯度越大，承受均匀温差收缩的厚度越小，越容易开裂。一般条件下，几何尺寸越大，越容易开裂。裂缝经常垂直于较长方向，但不成绝对关系。　　4大体积混凝土结构裂缝的控制　　结构设计方面　　避免设计上“强度越高越好”的错误概念。因为，设计强度越高，水泥用量越大，必然造成混凝土水化热过高。一般来说，

6、大体积混凝土的强度等级宜在C20～C35范围内选用。而且考虑到建设周期长特点，在保证强度足够的条件下，可以利用混凝土60d或90d的后期强度。　　大块式基础及其他筏式、箱式基础不应设置永久变形缝及竖向施工缝。可采用“后浇缝”或“跳仓打”来控制施工期间的较大温差及收缩应力。另外，目前国际上大多数国家采用设置温度伸缩缝的方法。　　选用合理的平面和立面设计，避免截面的突变，造成应力集中，当不能避免突变时，做适当的局部处理。　　合理布置分布钢筋，除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受温度应力及控制裂缝开展

7、的钢筋，尽量采用小直径、密间距；变截面处加强分布筋。　　设滑动层和压缩层来减少基础的约束力与地基的侧面阻力。　　以预防为主。在设计阶段就应该考虑到可能漏水的内排水措施及施工后经济、可靠的堵漏方法。　　大体积混凝土工程施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力、及收缩应力进行验算，确定温控指标，制定温度施工的技术措施，以防止或控制有害温度裂缝的发生。　　施工方案方面　　科学选用混凝土的配合比，用较低的水灰比、水和水泥用量。　　控制大体积混凝土结构裂缝的开展，必须减少基础温差和内外温差，降低

8、混凝土的总温升，使混凝土中心与外表面的最大温差不高于℃，总降温差不高于30℃。因此要控制好混凝土的出机温度和浇灌温度，同时，预埋冷却水管，通过压力循环冷却水将部分水化热排出，从而降低混凝土内部温度减少大体积混凝土内外温差。另外，布置测温点，加强水化热的测定工作，严格控制好混凝土的降温速度，防止混凝土温度骤变。　　在混凝土施工过程中，加强混凝土的搅拌，确保混凝土质量均匀；保证连续卸料，不间断泵送，可以相应减小塌落度。同时，合理调整浇注方向，最大限度排除混凝土泌水，有利于