大体积混凝土裂缝的成因与控制措施

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1、大体积混凝土裂缝的成因与控制措施：混凝土是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，抗压强度高，耐久性好，生产工艺简单的特点，因而其使用量越来越大。本文浅要分析了容易产生混凝土裂缝的原因，以及工程施工时如何预防混凝土裂缝产生的措施。　　关键词：混凝土温度应力裂缝控制　　前言　　近年来，随着建筑行业的迅猛发展，大体积混凝土得到了越来越广泛的应用，如混凝土大坝、高层建筑的地下室混凝土底板都是用大体积混凝土浇筑而成的。但在建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故也时有发生。所以，浇筑大体积混

2、凝土的施工，一定要认真组织施工，合理安排施工工序，才能确保混凝土的质量。　　二、裂缝产生的原因分析　　混凝土中产生的裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，原材料不合格（如碱骨料反映），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力，后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。　　混凝

3、土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形也只有（0.6~1.0）×104，长期加荷时的极限拉伸变形也只有（1.2~2.0）×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力只要是由钢筋来承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力，但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当

4、大的拉应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。　　三、应力的分析1、早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。2、中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。3、晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相叠加。　　

5、根据温度应力引起的原因可分为两类：1、自生应力：没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面的温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。　　2、约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而一起的应力，如箱梁顶板混凝土和护拦混凝土；这两种温度应力往往和混凝土上的干缩所引起的应力共同作用；想要根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算，混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时，必须考

6、虑徐变的影响。　　四、温度的控制和防止裂缝的措施　　大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3d—5d达到峰值，然后开始缓慢降温，温度变化产生体积胀缩。因为混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。　　温度控制方面：　　1、搅拌混凝土时加水或用水将

7、碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。　　2、热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，最好控制在500mm以内，以便于表面散热；第二层浇筑必须在第一段砼初凝前浇筑完毕。　　3、根据混凝土浇筑面积，在混凝土上中下部设置一定数量测温管，定时测定内外温度，前4天每2h测一次，5－7天每4h测一次，8－15天每天一次，并及时记录，确保混凝土内外温差控制在25℃以内，做到及时观察，出现温度超偏，可通过调整养护方式来降低温差。　　4、规定合理的拆模时间，以免混凝土表面发生