大体积混凝土裂缝分析及控制措施

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1、大体积混凝土裂缝分析及控制措施【摘要】：大体积混凝土内部的温度应力是由水化热浇灌温度和外界气温变化等各种温度差引起的，是它们的叠加应力。温度应力是由于强迫变形引起约束力愈大应力也愈大。由于混凝土是一种脆性材料抗拉强度只是抗压强度的1/10左右，当混凝土内温度应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土就会出现温度变形产生裂缝。混凝土的温度变形经常发生在建筑受弯断面和孔洞四周应力集中的地方，混凝土强度最低的部位和温度急剧变化的表面和应力最大的核心部位。　　【关键词】：大体积混凝土薄壁箱型结构、绝对温升、温度应力、裂缝与防裂　　1、概述　　混凝土在施工期间长生的裂缝可分为表

2、面和贯穿性两类，其中贯穿性裂缝也是危害最大的，主要是混凝土温度应力及固结后的收缩约束应力超过混凝土相应龄期的抗拉应力而形成，而表面裂缝主要是应混凝土表面干缩产生。混凝土产生裂缝是由混凝土力学特性决定的，也是混凝土结构难于克服的致命缺点之一。　　2、裂缝产生原因分析　　（1）温度　　混凝土凝固过程中会产生大量的水化热，混凝土温度比环境温度高，一般水化热绝热温升可达30∽50℃以上，温升峰值一般在3∽5左右，然后开始降温。混凝土降温会产生收缩，由于混凝土各部位的温度不一至，因而收缩也不一至，引起约束而产生拉应力，当温度应力大于相应龄期的混凝土抗拉应力，就会出现裂

3、缝。温度应力可分为内约束和外约束两种，前者主要是指厚大体积内外温差引起，后者主要是混凝土边界或先浇与后浇混凝土混凝土温差引起。　　（2）收缩　　混凝土凝固过程中不但会产生大量的水化热，使混凝土内部温度升高，而且会随着龄期的增长而收缩，而且各龄期的收缩速率不一致。对于一次浇筑的混凝土结构，由于整个构件收缩均匀同步，一般不会产生裂缝，但对于分层浇筑的混凝土，先浇混凝土与后浇混凝土的收缩不同步，因而引起外约束产生拉应力，当其应力超过混凝土相应龄期的抗拉应力时，就会出现裂缝。　　（3）干缩　　混凝土凝固过程中，因养护不及时或不当，混凝土表面失水也会产生裂缝，但这类裂

4、缝是表面的，危害性不及贯穿性裂缝大。干缩表面裂缝的产生也与混凝土的配合比设计，原材料品种及规格等有相当大的关系。　　3、防裂总体思路　　（1）针对温度应力引起裂缝的防裂思路：控制温差，降低水化热，保证混凝土入模温度≯28℃，以22℃左右为宜，最高温度不超过35℃，浇注后和硬化过程中的温度、浇注时内外温差差≤25℃，新旧混凝土温差≤20℃，与大气温度≯30℃，混凝土每天降温速度≯3℃。　　（2）针对收缩约束应力引起裂缝的防裂思路：控制混凝土收缩，控制水灰比≤0.45，配制补偿收缩混凝土、合理分段，设置后浇带，尽量缩短新旧混凝土的间隔时间。　　（3）针对干缩裂缝

5、的防裂思路：加强养护、控制水灰比≤0.45，掺加微纤维，提高混凝土早期抗拉强度。　　4、温控防裂的对策　　（1）控制温差方面的措施　　a、选择低水化热水泥　　b、配合比优化、严格控制水泥用量及水灰比　　采用双渗技术，在保证混凝土强度、防渗及耐久性的要求前提下，通过掺入矿粉、粉煤灰及外加剂，减少水泥用量，以达到降低水泥水化热的目的。控制水泥用量<300kg/m2，水灰比<0.45，不得超过0.5。　　通过混凝土配合比设计与优化，配制高性能混凝土，降低水泥用量，是降低混凝土水化热、控制温度应力的重要和有效措施。　　c、控制混凝土入模温度　　混凝土原材料的温度，特

6、别是粗骨料的温度高低对混凝土出机温度影响较大，一般以混凝土入模温度不超过28℃∽30℃为控制目标。搭设防晒棚防暴晒、碎石洒冷水降温、坑道取料、用冷水搅拌、缩短运输时间、混凝土输送管保温等措施，均可以降低混凝土的入模温度。　　d、使用冷却装置降低内部温度　　混凝土浇筑时，埋设冷却循环水管，用循环水冷却新浇筑的混凝土，降低混凝土内部温度，保证混凝土内外温差≤25℃，新旧混凝土温差≤20℃。　　e、养护保温保湿　　混凝土浇注完成后硬化后应立即进行洒水养护，养护时间不少于14天。一般应在12∽18个小时内进行养护，如果是在天气炎热或干燥的季节浇注，养护时间应提前到8

7、∽14个小时内进行。另外还可采取延长拆模时间、蓄水养护等措施。　　（2）控制收缩约束裂缝方面的措施　　a、配制膨胀补偿收缩混凝土　　从理论上来说，添加膨胀剂配制补偿收缩混凝土，可以从根本上解决混凝土自身体积稳定方面产生的裂缝。　　b、选用合适的原材料及优化配合比设计　　选用合适的原材料、优化混凝土配合比，达到提高混凝土的抗开裂性能，保证混凝土体积稳定性，降低因混凝土体积稳定性产生的裂缝。　　①水泥选择　　混凝土的收缩与水泥品种有关，应选择较低收缩的水泥品种，矿渣水泥有较低的水化热，但收缩较大，而普通硅酸盐水泥水化热略高但收缩较小。　　②连续级配的中粒径粗骨料

8、　　混凝土用骨料采用5∽31.5mm的连续级配，孔隙