浅析大体积混凝土裂缝控制

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1、浅析大体积混凝土裂缝控制浅析大体积混凝土裂缝控制　摘要:大体积混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，文章对大体积混凝土裂缝产生的原因进行了探讨分析，并结合本人在多年工程施工中的经验，针对这些产生原因提出了一些裂缝控制措施。　　　　近年来，城市的高层建筑越来越多，而由于高层建筑荷载大，其基础结构形式多采用砼体积较大的箱型基础、筏板基础或者上部具有厚度较大承台的桩基础。这些大体积砼结构具有结构厚、体积大、钢筋密、砼数量多、工程条件复杂和施工技术高等特点。它们虽然受外界温度变化影响较小，但要求抗渗性较高。因此，

2、控制砼的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高砼的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能是大体积砼施工的一个关键问题。　　关于大体积砼的定义，目前国内还没有一个确切的定义。而就最近国内最新的观点认为：所谓大体积砼，是指其结构尺寸已经大到必须采用相应技术措施，妥善处理温度差值、合理解决温度应力并按裂缝开展的砼。通过以上定义，应该清楚的是，大体积砼不是由绝对截面尺寸来定义的，而是由是否产生不化热引起的温度收缩应力来定性的，但水化热的大小与截面尺寸有关。　　大体积砼施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。一方面是砼由于内外温差产生应力和应变

3、；另一方面是结构物的外约束和砼各质点的约束阻止了这种应变，一旦温度应力超过砼能承受的极限抗拉强度，就会产生不同程度的裂缝。总结大体积砼产生裂缝的工程实例，生产裂缝的主要原因有如下四个方面。　　2．1水泥水化热的影响　　一般来说，大体积砼内部热量主要来源于水泥在水化过程中会产生大量的热量，试验证明每克普通水泥放出的热量可达500J。大体积砼由于截面的厚度大，水化热聚集在结构内部不易散发，会引起砼内部的急骤升温。实验表明，水泥水化所产生的绝热温升可以由下式所得：　　¬¬¬————砼的绝热最高温升；　　————每千克水泥的水化热;

4、　　¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬————每立方米砼中水泥的用量;　　————砼的比热；　　————砼的容重　　从上式不难看出，水泥水化热量与水泥品种、水泥强度等级、施工气温和龄期等因素有直接的关系。　　2．2内外约束条件的影响　　大体积砼与地基浇筑在一起，当温度变化时受到下部地基的限制，因而产生外部的约束应力。当温度下降时，会产生较大的拉应力，当拉应力超过砼的抗拉强度时，砼就会出击垂直裂缝。在全约束条件下，砼结构的变形应该是温差和砼膨胀系数的乘积，即，当超过砼的极限拉伸值时，结构会出现裂缝。由此可见，降低砼的内外温差和改善约束条件，

5、是防止大体积砼裂缝的重要措施。　　2．3外界气温变化的影响　　砼的内部温度是由浇筑浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度的叠加之和。而浇筑温度与外界气温有着直接的关系，外界气温愈高，砼的浇筑温度也越高；如果外界气温下降，会增加砼的温度梯度，如果气温骤降，会大大增加外层砼与内部砼的温度梯度，对大体积砼极为不利。　　2．4砼收缩变形的影响　　2．4．1砼塑性收缩变形　　在砼硬化之前，砼牌塑性状态，如果上部砼的均匀沉降受到钢筋或大的砼骨料的限制，或者平面面积较大的砼，其水平方向的减缩比垂直方向更难时，就容易形成一

6、些不规则的砼塑性收缩性裂缝。　　2．4．2砼的体积变形　　砼在水泥水化过程中会产生一定的体积收缩变形，在掺入砼中的拌合水，约有20%的水分是水泥水化所必需的，其余的都要被蒸发，最初失去的自由水几乎不引起砼的收缩变形，但随着砼的继续干燥而会使多余的水逸出，就会出现干燥收缩。　　3．1结构设计方面　　对于大体积砼，在结构设计上，可以从如下几个方面来改善大体积砼的内外约束条件及对结构薄弱环节进行补强。①合理分段浇筑，当大体积砼结构的尺寸过大，应采用合理的分段浇筑，即增设“后浇带”进行浇筑；②合理配筋，在构造设计方面进行合理配筋，对

7、砼结构的抗裂有很大的作用，特别是沿砼表面配筋，可大大提高面层表面降温的影响和干缩；③设置滑动层，边界存在约束才会产生温度应力，因此在大体积砼与外约束的接触面上全部设置滑动层，可以大大控制裂缝的产生；④设置应力缓和沟；⑤设置缓冲层；⑥避免应力集中等。　　3．2施工技术方面　　3．2．1选择合适水泥品种和严格控制水泥用量　　从前面裂缝产生的原因，可以看出控制水泥水化热引起的温升，即减小降温温差，对降低温度应力，防止产生温度裂缝起到釜底抽薪的作用。具体工作中，应该选用中热或低热的水泥品种，例如选用级硅酸盐水泥，比选用级矿渣硅酸盐水

8、泥，3d同水化热平均升温5-8℃；另外，充分利用砼的后期强度，一方面在满足砼强度和耐久性的前提下，尽量减少水泥的用量，严格控制每立方米砼水泥用量不超过400Kg。　　3．2．2选择适当外加剂　　在砼中适量的加入外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等，可以使砼获得所需要的特性，尤其是在泵