浅谈大体积混凝土裂纹原因分析及控制措施

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1、浅谈大体积混凝土裂纹原因分析及控制措施四公司瑞赣项目部陈江近年来，随着我国交通基础设施的迅猛发展,各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，因出现裂缝而影响工程质量的报道屡见不鲜。混凝土裂纹可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着工程技术人员。采取一定的有力措施，很多的裂缝是可以克服和控制的。一般规定混凝土实体最小尺寸大于或等于l・Om的称之为大体积混凝土，由于水泥水化产生的水化热，可使混凝土内部最高温度达到50-60°C,当混凝土内外温差超过25°C时，就可能导致大体积混凝土出现裂纹。对此我们在施工

2、过程中结合施工实际情况，分析产生裂纹的原因，并提出相应的防止措施。一、大体积混凝土产生裂缝的原因：1、水泥水化热在施工过程中，由于混凝土中水化作用，实心段大体积的温度变化经历升温期、降温期和稳定期三节段，与此同时混凝土的体积亦随之伸缩。若混凝土的体积变化受到约束，就会产生温度应力。如果该应力超过其抗裂应力，混凝土就会裂开。由于承台、墩身的截面尺寸大、体积大，而表面系数又小，混凝土浇注后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，混凝土自身导热性能差，所以水泥水化热不能很快释放出来，大量的水化热积聚在混凝土内部而不易

3、散发，导致混凝土内部水温温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成混凝土内部与外部表面以及大气间产生很大温度差，较大温度差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，温差愈大，温度应力也愈大，加之混凝土早期的抗拉强度较低，若温度应力超过其抗拉应力，使混凝土表面产生一定的拉应力，混凝土由于温差大及混凝土自身的收缩变形，导致混凝土内部产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度，可能形成混凝土的深层裂缝或贯穿裂缝。当水泥用量在350〜550kg/m［每立方米混凝土将释放17500〜27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度声高。由于混

4、凝土的体积较大，实践证明当混凝土本身温差达到25°C〜26°C时，混凝土内便会产生较大的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。2、约束条件结构在变形变化时，会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该抑制即称“约束”。大体积混凝土由于温度变化产生变

5、形，这种变形受到约束才产生应力。在全约束条件下，混凝土结构的变形，应是温差和混凝土线膨胀系数的乘积，即s=ATxa,当&超过混凝土的极限拉伸值EP时，结构便出现裂缝。无约束就不会产生应力，因此，改善约束对于防止混凝土开裂有重要意义。3、外界气温变化大体积混凝土结构施工期间，外界气候的变化对大体积混凝土开裂有很大影响。混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和。外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；如外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别在外界气温聚降时，会增加外层混凝土与内

6、部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土极为不利。温度应力是温差引起的变形造成的。温差愈大，，温度应力也愈大。浇筑大体积混凝土时，影响温度变化的主要因素有：①、水泥型号；②、水泥用量；③、施工程序和过程；④、人为处理；⑤、混凝土热力学性质；⑥、气候条件。其中水泥用量和发热性质对温度值的影响最大。施工程序对温控问题有明显的影响，正确安排和调整施工程序有助于避免和减少裂缝。施工措施，如浇筑层厚度、连续浇筑的时间间隔均影响混凝土的散热量，而散发又决定温度差幅度。对浇筑层厚度可以严格的加以控制，若在高温环境下混凝土浇筑的初始

7、温度大于或等于10摄示度时，则层厚对混凝土最高温度影响程度会相对较小，浇筑层厚度可以根据施工设备的能力和现场条件来解决。温度变化可以采取一定措施加以控制。最主要的温控措施之一就是人工强制冷却法。使冷却液体在埋入混凝土中的管路内通过，其目的是为了将混凝土冷却到接近最终稳定的温度。它的优点是使用灵活，可控制温度变化的全过程，作用能充分发挥，能有效地控制内部混凝土的温度，减少内外温差；缺点是现场条件下运用和控制比较复杂和麻烦，费用代价也高。另一种可以影响温度变化的人工措施是绝热法。此法多采用保温材料覆盖以保持新鲜混凝土

8、免受冻害，现已广泛地把绝热作为防止开裂的温控方法，主要是用于保护混凝土表面免受急剧的温降影响。4、混凝土的收缩变形裂纹影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：(1)水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矶土水泥混凝土收缩性较低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩愈大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时