1、大体积混凝土裂缝原因及控制对策摘要：本文主要分析了大体积混凝土构件裂缝成因，结合笔者的工程实践经验，总结了控制大体积混凝土构件裂缝控制的相关对策，供工程人员参考。 关键词：大体积混凝土；温度裂缝；控制措施 中图分类号：TU37 文献标识码：A 大体积混凝土在现代建筑施工中应用普遍，大体积混凝土是指体积比较大（最小断面的任何一个方向长度大于 1 米）的混凝土。为了避免混凝土的开裂，这种大体积的混凝土必须采取技术措施来减小温度应力。某市政工程中大桥墩台是常见的大体积混凝土工程,为保证工程质量,需要把施工中最不宜控制的温度裂缝问题解决好。此项目的施工工地分别在气候差异很大的山东和南方某地，为了有效的
2、解决混凝土施工裂缝问题，我们根据不同地方的气候特点，采取了不同的方法。 一、大体积混凝土温度裂缝产生的因素 此项目大桥桥墩所采用的材料是大体积混凝土。由于大体积混凝土体积大，在水泥水化反应中产生的大量热量不容易散发，温度上升较快，从而体积膨胀，在表面约束下一直处于受压状态。如果外部气温骤降，会降导致表面的体积收缩而产生相应的拉力。混凝土属于抗拉强度低的脆性材料，如果既受到约束又产生温度变形，很容易超过它能承受的抗拉力而产生裂缝。 混凝土中心温度估算公式：Th=Tj+Tmax 式中：Th混凝土中心温度();Tj混凝土浇筑温度();浇筑不同厚度混凝土块的温度系数。 混凝土浇筑温度估算公式:Tj=T
3、c+(Tp+Tc)(A1+A2+A3+An) 式中：Tc混凝土拌合温度()；Tp混凝土浇筑时的室外温度();A1+A2+A3+An温度损失系数。 混凝土最高绝热温升估算：Tmax=WQ0/(C) 式中：W每 m3 混凝土的水泥用量(kg/m3),施工中用的是 C20 混凝土,取 360 kg/m3;Q0每公斤水泥 28 d 的累计水化热,取 Q0=460 240 J/kg;C混凝土比热 993?7 J/(kg?K); 混凝土密度 2 400 kg/m3。 混凝土最高绝热温升估算公式：Tmax= 360460 240/(993?72 400) = 69?47()。 温差应力估算：浇筑初期,混凝土
4、为塑性状态,水泥水化热引起的温差应力很小,但随着混凝土的硬化温差应力显著增加,其估算公式为:max=EaTmax1-1/Lch/2)S 式中：E混凝土各龄期时对应的弹性模量 E=E0(1-e-0?9t),E0 为混凝土的最终弹性模量(MPa);a混凝土的线膨胀系数,取 1?010-5/;Tmax最大绝热温升,取 69?47;ch是双曲余弦函数;L结构长度(m);S混凝土应力松弛系数。 二、环境温度对大体积混凝土的影响 混凝土出料前，环境温度越高，材料中的石子、砂、水的温度也会越高，混凝土的出料温度相应也会升高。混凝土浇筑后，环境温度越高，混凝土的硬化越快，水泥水化热的释放更加集中。这些因素都会
5、提高混凝土的中心温度，从而更容易产生裂缝。 南方地区夏季炎热、空气潮湿、昼夜温差小，不容易降温。因此，在南方，为了避免阳光的直接照射，我们用砂、石设置遮阳棚；用深井中的水进行拌合，在上砂、石料前用水井中的深层水进行喷洒，从而达到降温的目的。浇筑通常选择温度较低的天气，如晚上进行。通过改变高效减水剂的用量，使混凝土内外的温度差控制在 25以内。 而山东夏、秋两季昼夜温差大，白天的高温持续时间也不长。因此，在山东地区，通常在大于 28时进行混凝土的浇筑，由于气温较低，缓凝剂的使用量也应当适量减少。同时，针对山东地区气候干燥、湿度低的特点，在混凝土浇筑后，应采取保湿、保温等措施。减少热量的释放，延长
6、热量的释放时间。 三、避免出现温度裂缝的相关措施 (一)使用水化热低的水泥 水泥种类不同，水化热也不相同。通常来说，铝酸盐和硅酸盐的含量越高，水化热也越高。掺合料越少，水化热也越高。为了避免出现温度裂缝，我们应采用水化热低的水泥。也就是掺合料较多的水泥，通常不采用铝酸盐和硅酸盐的含量高的水泥。 (二)减少水泥和水的用量 水泥水化热是大体积混凝土温度升高从而导致变形甚至开裂的主要因素。因此，为了避免出现温度裂缝，必须尽量减少水泥和水的用量。 (三)使用含有粉煤灰、减水剂的双掺混凝土 粉煤灰的水化热比水泥的低的多，7 d 约为水泥的 1/3,28 d 约为水泥的 1/2,水泥中粉煤灰掺的越多，水化
7、热也越低，大体积混凝土发生变形、开裂的可能性就会越低。另外，优质的粉煤灰还略有膨胀作用，对混凝土的防裂有利。同时，优质的粉煤灰、掺加适量的减水剂还能够减少混凝土的单位用水量，从而减少水泥的用量。缓凝型的减水剂具有减缓水泥的水化作用，从而达到降低混凝土升温的速度、防止混凝土的开裂的目的。 (四)采用粒径较大、级配良好的粗细骨料 配置大体积混凝土，应采用粒径大、级配好的粗细骨料。这样的骨料孔隙率的表面积较小，用它来配置大体积混凝土所需要的水泥和用水量也较少。与细砂相比，使用粒径较大的中粗砂，每立方米混凝土的用水量可以减少 2025 kg,，水泥量可减少 2835kg。混凝土中水和水泥量减少了，水化
8、作用释放的热量也会减少，从而达到控制混凝土裂缝的作用。 (五)控制入模温度 在大体积混凝土变形开裂的温度因素中，除了水泥水化升温外，混凝土本身的温度也是不容小觑的因素。尤其是在南方夏季，应避免在温度极高的中午浇筑。从混凝土配比各用量分析中可以看出,石子温度是改变混凝土出机温度的主要因素。石子温度过高，可以采用洒水来降低石子的温度，再结合试验修正拌合用水量，从而达到降低混凝土的入模温度的目的。另外混凝土的入模温度还受出机温度、运输工具等的影响。总体来说，混凝土的入模温度应小于 32。 (六)做好表面隔热保护 大体积混凝土表面的裂缝产生的主要原因是内外温差过大。所以，我们不仅要采取措施降低混凝土内
9、部的水化热，而且要加强表面的隔温工作。在外界温度很低时，表面温度保护工作显得特别重要。对大体积铁路桥墩混凝土拆模后用塑料布进行包裹，既可以保温，又可以避免混凝土表面水分流失。 (七)加强施工管理 工程实践表明，混凝土质量不均匀会导致混凝土出现裂缝。如果混凝土的强度不均匀，强度离散系数大，出现裂缝的可能性就大。因此，必须严格控制混凝土质量，加强施工管理，严格按照规范操作。尤其要重视混凝土的振捣与养护，是减少大体积混凝土产生裂缝的有效措施。 四、结语 根据上文所述的大体积混凝土裂缝成因分析，可以发现大体积混凝土内部所产生的水化热导致的混凝土表面内外温差应力是导致裂缝发生的主因。文章结合笔者的工程实践经验，针对大体积混凝土工程，需要从混凝土原材料选择、混合料的拌合、混凝土浇筑过程进行控制，才能有效控制大体积混凝土的裂缝发展问题，此外当大体积混凝土构件施工完成后，还需要加以合理的养护工作。此外，科学的施工管理方法和提高施工技术人员的施工水平也是防止大体积混凝土构件发生裂缝的一大保障。 参考文献： 1 欧阳亮. 建筑工程地下室大体积混凝土施工质量控制J. 江西建材. 2012(03). 2 田娜,吴钊贤. 浅谈大体积混凝土裂缝的成因与防控J. 科技创新导报. 2010(34).
