大体积混凝土裂缝控制与施工技术研究

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1、大体积混凝土裂缝控制与施工技术研究摘要：大体积混凝土在固化过程中释放大量水化热，从而产生较大的收缩作用与温度变化。裂缝产生容易使混凝土结构或构件侵蚀腐蚀性介质，导致钢筋锈蚀，混凝土强度及结构承载能力降低，进而影响混凝土的耐久性。　　关键词：混凝土；裂缝；控制　　Abstract:Thelargevolumeofconcreteduringthecuringprocessreleasealotofheatofhydration,resultinginhighshrinkageandtemperaturechange.Crackiseasytomaket

2、heconcretestructureorponentcorrosioncorrosivemedium,leadtocorrosionofreinforcingsteel,concretestrengthandstructuralbearingcapacityisreduced,therebyaffectingthedurabilityofconcrete.　　Key3或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2m，且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土，其结构设计与施工过程与一般的混凝土结构不同，特点如下：　　（1）大体积混凝土的结构断面尺寸通常较大，混凝

3、土施工浇筑后，由于水泥水化释放大量热量，导致内部温度急剧上升，该阶段弹性模量较小，但混凝土徐变量较大，升温引起的压力较小。当温度逐渐降低时，弹性模量较大，徐变量较小，约束应力条件下产生较大的拉应力。　　（2）大体积混凝土结构一年四季中通常暴露于室外，外露构件与水、空气接触，气温升降与水温的干湿交替变化，导致大体积混凝土结构引起较大的张拉应力。　　（3）大体积混凝土工程结构通常为素混凝土或配筋数量较少，当结构承受拉应力时，需混凝土自身承受，因此，在结构设计中通常要求不出现拉应力或拉应力较小。　　（4）大体积混凝土结构在施工过程中，由于内部温度变化产生较

4、大的拉应力。导致结构中出现温度裂缝，使用过程中微裂缝进一步扩张或延生。由此可见，要防止大体积混凝土结构中出现危害性的裂缝，须精心设计、施工，才能使裂缝得以有效控制。　　2大体积混凝土裂缝产生的机理及影响因素　　2.1混凝土裂缝产生的机理　　混凝土结构在服役过程中通常要承受各种外荷载，当混凝土抗拉强度不能抵抗荷载作用时，导致结构裂缝出现，由变形变化引起的裂缝主要是不均匀沉降、温度变化、膨胀收缩等因素引起的裂缝。　　混凝土微观裂缝的出现按其组分及构造理论加以解释，混凝土材料由水泥、骨料、水分等构成的各向异性材料，在温湿度等外界环境交替变化下，混凝土逐步硬

5、化，其体积出现膨胀或收缩变形，水泥收缩量较大，骨料收缩较小，水泥热膨胀系数较大，骨料热膨胀系数较小，水泥与骨料的变形引起混凝土内部约束应力。　　2.2混凝土温度裂缝的主要影响因素　　（1）环境温度与热传导对温度裂缝的影响　　浇筑混凝土在不同的季节，通常环境温度影响不同，环境温度变化对混凝土内外温差影响显著。混凝土表面温度随环境温度变化而变化，从而导致混凝土内外存在温差，出现温度应力。　　混凝土内部热量传递能力可以反映其导热性能，导热系数越大，热传递率越大，与外界热交换效率也提高，混凝土内最高温升降低，内外温差减小，温度应力也相应随之减小。　　（2）入

6、模温度对温度裂缝的影响　　混凝土的入模温度通常称为浇筑温度，是混凝土水化过程中热温升的基础。热峰值随混凝土入模温度升高而升高。工程实践表明，在高温季节浇筑大体积常采用骨料预冷，加冰拌和等措施降低浇筑温度，从而达到控制混凝土最高温升的目的。　　（3）配筋对大体积混凝土温度裂缝的影响　　混凝土组分为各向异性材料，当承受拉力作用时，截面中各质点受力不均，部分质点出现应力集中现象，首先达到抗拉强度极限，从而引起局部塑性变形。当素混凝土继续承受拉力，应力集中处会出现微裂缝；当在混凝土中适当配筋时，钢筋对混凝上约束塑性变形，因此可以减小混凝土的应力，推迟混凝土裂

7、缝的产生或进一步扩张，从而可提高混凝土的极限拉伸。　　对于一定配筋率的大体积混凝土结构，由于钢筋表面积的增加，大幅度提高了与混凝土的粘结力，由此可见，裂缝的开展随着钢筋根数的增加而减小。若放置少量的钢筋，当裂缝产生时，沿钢筋表面的滑移力可大于粘结力，导致粘结失效，混凝土中放置的钢筋发挥的作用较小。　　3大体积混凝土温度裂缝控制措施与施工技术　　为有效控制大体积混凝土产生裂缝，一方面应从控制温度、改善约束，即从减小温度应力作用着手；另一方面应提高混凝土抗裂性能，在混凝土中掺入纤维材料或外加剂，从而改善混凝土自身性能，这两方面措施相互联系、相互制约，在工

8、程实践中需全面考虑，合理采用。　　3.1合理设置施工缝，控制混凝土温度　　大体积混凝土工程施工准备工作前，应