1、大体积混凝土开裂探究与控制措施摘要：随着现代土木工程技术的进步，大体积混凝土的使用越来越普遍，但是大体积混凝土存在开裂问题也时刻困扰着我们。文章通过作者的工作经验，结合相关文献，阐述了大体积混凝土的范畴，分析了大体积混凝土开裂的成因，提出了大体积混凝土的施工措施和养护措施，希望能更好的指导大体积混凝土的利用和发展。 关键词：大体积混凝土；开裂；控制措施； Abstract: with the development of modern civil engineering technology, large volume concrete is used more and more widely
2、, but the large volume concrete crack problems are constantly plagued us. According to the authors working experience, unifies the related literature, expounds the category of large volume concrete, analyzes the causes of cracks in mass concrete, and puts forward the construction measures and conser
3、vation measures of mass concrete, want to use and to guide the development of large volume concrete can better. Keywords: mass concrete; crack; control measures; 中图分类号： TU755 文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2013） 1、大体积混凝土的定义 大体积混凝土，在国内一般定义为结构构件最小的断面任何方向尺寸大于 0. 8m 以上的混凝土结构，特指尺寸已大到必须采取相应的技术措施以降低混凝土内外温差、控制温度应力
4、与裂缝开展的混凝土。 大体积混凝土特点是：结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构） ，施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过 20） ，易使结构物产生温度变形。大体混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度应力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。 2、大体积混凝土开裂 2.1 裂缝产生的原因 大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起。各类裂缝产生的主要影响因素有：（1）结构型裂缝由外荷载引起的；（2）材料型裂缝主要由温度应力 大体积混凝土的裂缝主要
5、是由温度变形引起的。因为混凝土是热的不良导体,散热很慢,浇注后，大体积混凝土内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内胀外缩，使外表产生很大拉应力而致开裂，因此,如何减少内外温差是一个重要问题。 2.1.1 干缩裂缝 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。 干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果；混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝
6、越易产生。 2.1.2 塑性收缩裂缝 混凝土塑性收缩裂缝形成过程与混凝土的泌水有关。泌水是指混凝土浇筑捣实后尚未凝结硬化之前，从外表看在混凝土的浇筑面上出现一层清水或者从模板缝中渗出部分水的一种现象。这是因为水在混凝土拌合物各组分中密度最小。只有当水泥水化产生的胶结强度足以阻止固体颗粒相对运动或者各种固体颗粒经过迁移已达到紧密堆积状态时，沉积相对停止，泌水才告结束。泌水使混凝土的体积缩小，促成了混凝土塑性裂缝的产生。 混凝土塑性收缩裂缝不仅会影响混凝土构件的外观质量，更重要的是会造成混凝土防水性能下降、钢筋容易锈蚀等不良后果，影响混凝土结构的使用年限。 2.1.3 沉陷裂缝 沉陷裂缝是由于结构
7、地基土质不匀、松软，回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致。特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关。一般沿与地面垂直或呈 3045角方向发展。较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。 2.1.4 温度裂缝 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大
8、量的水化热聚积在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成较大的内外温差，造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。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。 2.2 裂缝的分类 2.2.1 按裂缝出现的时间分类 （1）早期裂缝混凝土浇筑后 28d 内出现的裂缝； （2）中期裂缝混凝土浇筑后 28180d 内出现的裂缝； （3）后期裂缝在 180d 以后出现的裂缝。 2.2.2 按裂缝的开展深度分类 （1）表面裂缝 h0.1H；（2）浅层裂缝 hh0.5H；（4）贯穿裂缝h=H。其中，h
9、为混凝土裂缝深度，H 为混凝土构件的截面厚度。 2.2.3 按其对结构使用功能和耐久性影响分类 （1）有害裂缝随着其发展可能影响到结构的性能、使用功能或耐久性的裂缝。一般为深层或贯穿性裂缝，且其宽度超过了最大裂缝宽度的限值； （2）无害裂缝只是影响结构的外观，对结构的性能、使用功能和耐久性不会产生大的影响的裂缝。 2.2.4 允许最大裂缝宽度分类 一般认为，钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度主要是为了保证钢筋不产生锈蚀。规范中有关允许最大裂缝宽度的规定虽不完全一致，但基本相同；（1）在正常的空气环境中裂缝允许宽度为 0.30.4mm；（2）在轻微腐蚀介质中，裂缝允许宽度为 0.20.3mm；（3）在
10、严重腐蚀介质中，裂缝允许宽度为 0.10.2mm。 3、大体积混凝土的裂缝控制 3.1 原料控制 （1）应优先采用水化热低的水泥配制大体积混凝土，如矿渣硅酸盐水泥； （2）采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低； （3）采用 531.5mm 或 540mm 颗粒级配的石子，控制含泥量小于1.5； （4）采用中、粗砂，控制含泥量小于 1.5； （5）合理选择掺合料及外加剂。当前用的掺合料主要是粉煤灰或矿粉，它们可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性，同时可代替水泥，降低水化热。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中
11、掺入减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少拌和用水，节约水泥，从而降低了水化热。若是泵送混凝土，同时在炎热的夏天，为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土的输送和浇筑面的粘结，易出现层间缝隙，使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝，可掺加膨胀剂。 3.2 控制入模温度 如果混凝土是在现场搅拌，现场的环境温度又较高，可在施工过程中对碎石洒水降温，自来水预先放入一定容量的地下蓄水池中降温，如还不满足，可在水中加入适量的冰块来降低水的温度。 3.3 浇注控制 （1）加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度； （2）混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温
12、度不应下降 15以上； （3）采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。 3.4 混凝土的养护 （1）混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。保温养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体的抗裂能力；同时，在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在良好的环境下养护。具体应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求，保温养护的持续时间应根据温度应力加以控制、确定，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；在保温养护
13、过程中，应保持混凝土表面的湿润。 （2）混凝土的浇筑温度是指混凝土振捣后，位于混凝土上表面以下50100mm 深处的温度。应及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，可在混凝土内埋没若干个测温点，以便及时掌握混凝土的温度变化。 工程实践表明，大体积混凝土裂缝的发生是由多种因素引起的。因此在工作中我们应该找到影响大体积混凝土开裂的直接原因，针对裂缝产生的原因，采取相应的预防和处理措施，在施工中严格按照规定来实施，完全可以控制住大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生，达到良好的自防水抗渗效果。 参考文献： 1周学明. 大体积混凝土底板施工裂缝控制技术J.施工技术，2010， （39）. 2迟培云等. 大体积混凝土开裂的起因及防裂措施J.混凝土，2001， （12）. 3杨龙等. 大体积混凝土裂缝产生的原因与预防措施J.施工技术，2010， （39）. 4杨府卿. 浅谈大体积混凝土的防裂技术J.山西建筑，2005， （31）. 5邓毅. 如何避免混凝土早期裂缝的出现J.四川建筑科学研究，2002， （28）. 6周厚贵. 无裂缝混凝土大坝施工技术与实践J.水力发电，2010， （36）. 7赵旭. 现浇钢筋混凝土结构裂缝的成因和防治J.辽宁工程技术大学学报（自然科学版） ，2010， （29）.
