大体积混凝土裂缝原因分析论文

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1．大体积混凝土裂缝形成的原因

大体积混凝上常见的质量问题就是混凝上结构产生裂缝。开裂主要与水化热、温差、混凝土收缩等因素有关，是由于混凝土的变形受到约束而产生的。如果没有约束，则混凝土可以自由伸缩，就不会出现裂缝。与约束有关的因素如下[1]：

（1）水化热与约束：大体积混凝土在浇筑振捣以后，水泥开始产生大量的水化热，由于混凝上表面散热的影响，混凝土中心温度向表面递减，由温度的不同导致混凝土内外变形不统一，中心混凝土与边缘混凝土变形不一致，因而产生温度应力。由所受约束的不相同而导致产生温度应力大小也不相同。当混凝土抗拉应力不能抵抗温度应力的作用时，结构就会产生裂缝。

（2）地基和老混凝土与约束：当混凝土浇筑在比较坚硬的基岩或老混凝土上时，混凝土浇注初期的水化热升温，产生膨胀，受到岩石或老混凝土的约束，将产生较小的压应力。而当混凝土温度继续下降时，由于基岩或老混凝土对温降引起的收缩变形约束的结果，混凝土块内将出现较大的拉应力，但混凝土块由最高温度降至施工期准稳定温度场，需要经历很长的时间。在这种约束当中，比较危险的情况是：当基础块混凝土，在早龄期遇到气温骤降，在混凝土块表层，首先出现表面裂缝，而在后期混凝土块继续降温过程中产生的拉应力，使表面裂缝不断向纵深发展，因而形成破坏性的深层裂缝和贯穿性裂缝。

（3）温差与约束：在施工期间，外界气温的突然下降会引起混凝土开裂。因为，外界气温下降越多，则内外温差越大，温差越大，温度应力就越大。更本质地说，由于温差大，外部混凝土与中心混凝土的变形差变得更大，变形差越大，结构所承受的变形应力越大，当应力差出现负值时，则会出现裂缝。

（4）混凝土收缩与约束：混凝土的收缩，也是产生裂缝的重要原因。由于对混凝土各项性能的特殊要求，实际所需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有约20%的水是水泥水化所必须的，其余的都要被蒸发掉。水分蒸发之后，引起混凝土收缩，当收缩受到约束时，则产生收缩应力，当收缩应力大于当时混凝上的抗拉应力时，则裂缝随之产生。

2．大体积混凝土施工中的裂缝控制对策

大体积混凝土的温度裂缝问题给许多工程带来了一系列的挑战，因此，需要在总结前人经验的基础上继续深入研究。如何防止大体积混凝土的温度裂缝，需要找到其产生的原因和影响因素，找到恰当的对策，采取恰当的措施，做到尽量避免和减少。

2.1合理分缝分块

在大体积混凝土施工过程中，为了有效降低大体积混凝土的内外温差，常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段跳仓浇筑法两种。分层浇筑法目前有全面分层法、分段分层法、斜面分层法3种浇注方案。在时间允许的条件下，可将大体积混凝土结构采用分层多次浇注，施工层之间按施工缝处理，即薄层浇筑技术，它可以使混凝土内部的水化热得以充分地散发，应该注意的是分层浇筑的间歇时间。

2.2降低浇筑温度

要降低混凝土的最高温度和温差，比较直接的措施是降低浇筑温度，但其实施必须拥有一定的条件才能实现，在特大型工程中可能才用得到。降低浇筑温度的具体措施包括[4]：（1）降低原材料温度，如做好水泥散热、骨料浇水冷却和预冷等；（2）采用冷却拌和水与加冰拌和；（3）浇筑前预冷混凝土；（4）减少运输途中的热量倒灌，包括减小运输距离，采用特制的保温罐车，用保温材料包裹混凝土泵送管道等。在大体积混凝土的施工中比较实用的措施是做好水泥散热工作、对骨料浇水冷却、采用冷却拌和水和减小运输距离等。

2.3合理安排施工进度

施工进度对人体积混凝土的温度的变化影响非常明显。特别应该注意的是分次、分层浇筑的间歇时间。在分次当中，若间歇时间过长，则会延长施工工期，另一方面也会使老混凝土对新浇混凝土产生较大的约束，从而在上下层混凝土结合面产生难以发现的垂直裂缝。若间歇时间过短，则正处于下层混凝土升温阶段，表面温度较高，这时覆盖上层混凝土，就会明显地不利于下层混凝土的散热，同时也容易导致上层混凝土升温，就有可能超过混凝土要求的最高温升，从而加大混凝土产生裂缝的可能性[5]。因此，选择上层混凝上覆盖的适宜时间应是在下层混凝土温度己降到一定值时，即上层混凝土温升倒加到下层后，下层混凝土温度回升值不大于原混凝土最高温升。

2.5养护措施

目前，大体积混凝土常用的养护方法是保温隔热法。其中在严寒地区可采用托克托古尔法。采用的表面保温材料包括：保温被、不吸水的泡沫塑料板、聚苯乙烯泡沫塑料板、草袋、砂层保温及喷涂保温层等。在尽量减少混凝上内部温升的前提下，大体积混凝土的养护是一项关键的工作，必须切实做好。养护的主要目的是保持适宜的温度和湿度条件，混凝土的保温措施常常也起到保湿的效果，因此兼收两方面的效果。

综上所述，在大体积混凝土的施工中，采取综合措施进行温度控制与裂缝控制，能提高施工效率、提高混凝土的施工质量，减小劳动力的消耗、降低劳动强度、节省工效、加快施工进度、降低工程造价、具有较高的实用性和经济效益。

参考文献：

[1]蔡正咏，混凝上性能，北京：中国建筑工业出版社，1981.

[2]陈谭生，通过控制大体积混凝土的内外约束限制其开裂，现代道桥技术新进展，2003年.

[3]公路桥涵设计规范，北京：人民交通出版社，1995年

[4]霍凯成，大体积混凝土温控与防裂技术研究，武汉理工大学，硕士论文，2004年

[5]阮静叶等，大跨径箱梁混凝土的水化热温度研究，中国上木工程学会及结构工程学会第十四届年会论文集，2006年

摘要：大体积混凝上常见的质量问题就是混凝上结构产生裂缝。本文首先分析了大体积混凝土裂缝产生的原因，其次，提出了大体积混凝土裂缝控制的具体对策。

关键词：大体积混凝土；裂缝；措施