建筑施工中大体积混凝土裂缝的成因机理及对策

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1、建筑施工中大体积混凝土裂缝的成因机理及对策【摘要】本文对大体积混凝土的定义和特点进行了介绍，并分析了大体积混凝土裂缝产生的原因及机理，最后介绍了大体积混凝土施工时防止裂缝产生的有关技术措施。【关键词】建筑施工，大体积混凝土裂缝，成因机理，对策中图分类号：TU37文献标识码：A一、前言随着我国社会经济水平的提高，我国的建筑业也有了很大的发展。在建筑工程的施工过程中，大体积混凝土的施工是其中的重要环节，但是其中也有很多的问题存在，因此，对大体积混凝土裂缝的成因及防治措施进行探讨对提高建筑的质量有着非常重要的意义。二、大体积混凝土的定义和特点1•大体积混

2、凝土的定义大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。人们对大体积混凝土的理解是，尺寸较大的混凝土。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部最高温度与外界气温之差预计超过251的混凝土，称为大体积混凝土。2.大体积混凝土的特点结构厚实，工程条件复杂，混凝土量大（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物产生温度变形等，是大面积混凝土的主要特点。三、裂

3、缝产生的原因及机理1•温度变化引起的裂缝大体积混凝土施工过程中，由于混凝土具有热胀冷缩的性质，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发。其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多。当外部环境或结构内部温度发生变化时，导致混凝土内外温差较大。混凝土各部分的热胀冷缩（称为温度变形）及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的应力（称为温度应力）。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，超过极限，则在结构内将产

4、生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。产生裂缝的环境影响主要是由于温差较大引起的，一是混凝土中原材料水泥硬化期间产生的大量水化热，致使混凝土内部温度上升，而表面温度（环境温度）变化很小，混凝土在不断上升的情况下，膨胀高于外部，在混凝土的早期抗拉强度很低的情况下，混凝土表面受到较大的拉应力后出现裂缝。这种温差产生的裂缝一般只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整，不影响混凝土结构本身强度。二是结构温差较大，当大体积混凝

5、土浇筑过程中受到外界约束力时没有采取有效的技术措施放松或取消约束，从而产生裂缝，这种裂缝会逐渐深入，直至形成贯穿混凝土结构的温度裂缝。2.体积变形混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。3.拉应力引起的裂缝当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。4.水泥的安定性水泥的安定

6、性是指水泥出炉后必须存放一段时间后（一般必须大于7天）才能施工使用，其主要目的是使新制水泥充分反应达到稳定状态。如果水泥刚出炉未过安定期就进行使用是大体积混凝土初凝前收光时出现混凝土开裂的最主要原因，对混凝土养护中出现的裂缝也有相当的影响。5•混凝土的拌和混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱一一硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。6.收缩引起的裂缝在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在炎热的大风天气，混凝土表面蒸发较过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小

7、时仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。四、大体积混凝土施工时防止裂缝产生的有关技术措施根据以上裂缝产生原因的分析，大体积混凝土施工时防止裂缝产生可采取以下措施：1.减少水泥水化热，推迟放热高峰出现的时间单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。所以减少水泥水化热可通过降低水泥用量和选择水泥品种人手，可采取以下措施：采用60d龄期的混凝土强度作为设计强度（此点必须征得设计单位的同意），以降低

8、水泥用量，可掺粉煤灰替代部分水泥降低水泥用量，由于粉煤灰的水化反应较慢，可推迟放热高峰的出现时间；掺外加剂减少水泥，水的用