大体积混凝土研究论文

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一、裂缝产生的原因

（一）、水泥水化热。水泥水化反应是放热过程，每克水泥放出热量约356～461J，该热量聚集在厚大结构内部不易失散。水泥水化热引起的温升一般达到20～30℃，有时更高。在常温条件下水泥在3天内放出热量是总水化热的一半左右，使得混凝土内部升温。在浇灌后3～5天内，内部温度的上升使混凝土表里形成很大温差，降温时，内部对外部的收缩形成约束，其表面将产生很大的拉应力。当混凝土的初期抗拉强度不足以抵抗内约束拉应力时，表面将会出现裂缝。

（二）、干燥收缩。混凝土拌合水中有80%的自由水要蒸发，自由水的逸散一般不引起收缩，但混凝土过于干燥而形成吸附水脱水时，其伴生的干缩却是不容忽视的。厚大结构的表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，表面的干缩受到中心部的约束，将在表面产生拉应力，这往往也会促使裂缝产生。

（三）、外部约束条件。各种结构在变形过程中往往会受到某种外部约束而产生附加的外约束力。当大体积混凝土基础浇灌在坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上时，如未采取隔离层等放松约束的措施，在混凝土上冷却收缩时，基础受地基约束，将会在混凝土内部引起很大的拉应力，造成降温收缩裂缝（外约束裂缝）。这种裂缝常在混凝土浇筑2～3个月或更长时间后出现，裂缝较深，有时是贯穿性的，这会对工程造成相当大的危害。

（四）、外界气温。外界气温愈高，混凝土的浇灌温度也愈高，这对控制温升是有利的。而外界气温剧降，则会大大增加混凝土表面与内部的温度梯度，这样就会产生不利因素。总之，气温的剧变将会危害大体积混凝土的质量。

二、控制裂缝的措施

预防温度裂缝，可从控制温度、改进设计和施工操作工艺、改善混凝土性能、减少约束条件等方面着手，一般，控制裂缝的方法及措施有：

（一）从设计方面入手，大体积混凝土的施工配合比设计尽量利用混凝土60天或90天的后期强度，以满足减少水泥用量的要求，但还需要考虑到满足施工荷载的要求。

（二）尽量选用低热或中热水泥配制混凝土或掺用粉煤灰，降低用灰量，以减少水化热。选用良好级配的骨料，严格控制砂、石含泥量，加强振捣，保证混凝土的物理力学性能。大体积混凝土中一般应掺用缓凝型减水剂，如木钙粉等。这些措施都能一定程度上减少因温差原因造成的开裂。

（三）混凝土上浇灌必须严格按热工计算要求进行。事先应预测混凝土的浇灌温度Ta和水化热温度Tb，Ta+Tb即为混凝土的最高绝热温度。要控制该最高温度与表面温度之间的差值以及表面温度与外界气温的差值均在25℃之内。为此，炎热天气浇灌混凝土宜降低浇灌温度，可采取掺冰水搅拌等措施；寒冷天气浇灌混凝土以不遭冻为度。混凝土的拆模时间或撤除保温时间应考虑气温环境等情况，确保两个温差和湿度符合要求。

（四）对大体积混凝土采取分层浇灌，分层厚度一般为80cm～100cm，这样可加速散热减少混凝土硬化中的水化热，降低内外温差，避免温差应力引起的裂缝。为了解决分层浇灌施工缝的问题，可以在底板的中间放置钢筋网片，此层钢筋既可保证分层浇灌时两层混凝土之间的有机结合，又能抵抗混凝土本身的收缩应力，这对于厚基础底板来说是必不可少的。五）保证新浇灌混凝土有适宜的硬化条件，防止因早期干缩而产生裂缝。浇筑完毕后要及时覆盖，并蓄水养护，保持表面经常湿润，但应注意水养护时表面与内部温差不得超过25℃，否则，必须覆盖塑料薄膜和保温材料，以起到既保水又保温的效果。

（六）在岩基或厚大混凝土垫层上浇灌大体积混凝土时，可在基底上浇热沥青胶并撒铺一层砂子或铺两层油毡，以消除或减少约束作用。

（七）混凝土强度等级不宜做得过高。1.0m厚度以上的底板混凝土，其强度等级做到C30～C35级以下。当底板厚度超过1.5m抗冲切强度仍不能满足时，宜考虑用高箍筋及局部加承台的方法解决。

三、结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，在大体积混凝土构件中尤为明显，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。