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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流大体积混凝土裂缝控制措施探讨.精品文档.大体积混凝土裂缝控制措施探讨 期刊门户-中国期刊网2009-12-23来源:中小企业管理与科技2009年9月上旬刊供稿文/乔树军导读大体积混凝土目前尚无一个明确的定义，国外的定义也不尽相同期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆乔树军（安徽水利开发股份有限公司）摘要：混凝土浇筑中的裂缝控制是一个普遍存在的难题，尤其对大体积混凝土结构，施工时应采取各种防范控制措施，保证混凝土的浇筑质量，防止出现裂缝。本文分析了大体积混凝土裂缝的产生原因，并结合实例提出了裂缝控制的技术措施。关键词：大体积 混凝土 裂缝 控制 1
2、大体积混凝土的界定 大体积混凝土目前尚无一个明确的定义，国外的定义也不尽相同。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25的混凝土，称为大体积混凝土”。美国混凝土学会（ACI）规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。 我国混凝土结构施工规范认为：凡是结构物断面最小尺寸在3m以上的混凝土块体，单面散热的结构断面最小尺寸在75cm以上，双面散热在100cm以上，水化热引起的最高温度与外界气温之差，预计超过25的混凝土，均可称为大体积混凝土。
3、 2 裂缝种类及产生原因 大体积混凝土结构往往容易产生各种各样的裂缝，按裂缝的方向、形状分为：水平裂缝，垂直裂缝，横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝以及放射状裂缝等；按裂缝深度分为：贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。裂缝的产生是由多种因素引起的，其主要影响因素如下： 2.1 水泥水化热引起的温度应力和温度变形 水泥在水化过程中产生大量的水化热，主要集中在浇筑后7d左右，而使混凝土内部温度不断升高，当内外部温差过大时，就会产生温度变形和温度应力，温度应力一旦超过混凝土内外的约束力，就会产生裂缝。对大体积混凝土而言，这种现象尤其严重。 2.2 混凝土收缩产生裂缝 在硬化后期，混凝土内部自由水分蒸发，就会出现
4、干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，使混凝土表面产生拉应力，造成混凝土开裂。 2.3 外界气温变化的影响 大体积混凝土在施工阶段，常受外界气温的影响。当气温下降，特别是气温骤降时，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差和温度应力，拉应力一旦超过混凝土的抗拉强度极限，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。 2.4 其他因素的影响 地基的不均匀沉降、混凝土配合比不良、碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀等其他不利因素，也会使混凝土产生裂缝，因此应从各个方面综合控制。 3 裂缝控制的技术措施 裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐
5、久性，给工程造成严重损失，所以裂缝控制显得尤为重要。裂缝控制的主要技术措施涉及从设计到施工乃至后期养护的整个过程，分别介绍如下： 3.1 配合比的选用和水泥用量的控制 大量的试验研究和工程实践表明，每立方砼的水泥用量增减10kg，其水化热使砼的温度相应升高或降低1。在施工过程中，要在保证混凝土强度的条件下，通过进行砼试配，以进一步降低水泥用量。 3.2 优选混凝土各种原材料 3.2.1 水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水化热不易散发，导致混凝土内部温度过高，内外部温差过大使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因
6、此应优先选用低水化热的水泥品种，如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（有抗渗要求不宜使用）。 3.2.2 粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。 3.2.3 细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。 3.2.4 粉煤灰：粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20
7、%-25%粉煤灰，不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热。同时，使用粉煤灰可变废为宝，符合环保要求。 3.2.5 外加剂：选用缓凝减水剂，降低水化温升，延迟水化热释放速度，有效防止裂缝。 3.3 设计优化措施 精心设计混凝土配合比，尽可能的降低混凝土的单位用水量。增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝。 3.4 施工及养护控制措施 控制砼的出机温度和入模温度，尽量避免温度过高或过低时施工。合理安排施工时序，严格控制混凝土的浇筑速度，一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土
8、温度均匀上升。采用合理的施工方法，分层均匀浇筑，每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工裂缝出现。保证振捣密实，严格控制振捣时间、移动距离和插入深度，严防漏振及过振。加强养护期间温度监测，及时获得混凝土升降温、里外温差、降温速度及环境温度的实际情况，并合理制定温控措施。通过搭盖保温棚、表面蓄水、喷洒养护液或直接洒水等方式，对混凝土保温保湿养护，降低混凝土内外温差，减少温度应力。 4 应用实例 国家体育场是2008年北京举办第29届奥运会的主会场，南北最长450m，东西最宽300m，为典型的超长结构。根据设计资料，承台和基础底板的混凝土抗渗等级C4
9、0P8。基础底板厚500700mm，大致分为270mm300mm、126mm55mm、45mm300mm、100mm300mm四块底板，桩基承台混凝土最大厚度6m，属于大体积混凝土。由于底板和桩基承台厚度过大，保护层厚，外墙和底板结构不设伸缩缝，而且施工期5、6月份温度高，常伴有大风天气，因此混凝土裂缝控制的难度很大。 通过研究，工程采取了设计优化措施、原材料与配合比方面以及施工方面的技术措施：设计优化措施：设置后浇带和控制缝，疏导或分散混凝土收缩变形；适当增加抗裂配筋，将应力集中的承台导角由直角变成斜坡形。原材料与配合比方面措施：原材料中水泥选用碱含量和早期水化热较低的42.5普通硅酸盐水泥
10、，外加剂选用北京高星RH-7缓凝高效减水剂，骨料选用5-25mm碎石和细度模数2.62.8中砂，掺合料选用磨细复合粉（78%矿渣粉+22%粉煤灰），并加大掺量取代水泥，同时添加膨胀剂，补偿混凝土的收缩。通过进行大量的试配研究工作，最终确定配比。施工方面措施：施工过程中选择适宜温度浇筑，尽量避开高温、大风天气；合理安排施工程序，分层浇筑均匀上升；加强振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度。养护期间前三天采用蓄水养护，表面覆盖潮湿草袋，并采取14天延长养护，延缓降温时间和速度。 实践证明，通过采取以上措施，调整混凝土的凝结时间，延缓和降低水化热峰值，抑制了温度大体积混凝土施工温度裂缝控制技术措施摘要大体
11、积混凝土施工时, 由于水泥水化过程中释放大量的水化热, 使混凝土结构的温度梯度过大, 从而导致混凝土结构出现温度裂缝。因此, 计算并控制混凝土硬化过程中的温度, 进而采取相应的技术措施, 是保证大体积混凝土结构质量的重要措施。关键词混凝土温度裂缝控制措施1 概述 大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m 以上的混凝土结构。与普通钢筋混凝土相比, 具有结构厚, 体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。 大体积混凝土在硬化期间, 一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热, 使结构件具有“热涨”的特性; 另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性, 两者相互作用的结果将直接破坏混凝土
12、结构, 导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中,必须采用相应的技术措施, 以控制混凝土硬化时的温度, 保持混凝土内部与外部的合理温差, 使温度应力可控, 避免混凝土出现结构性裂缝。2 大体积混凝土裂缝产生的原因 大体积混凝土墩台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素如下: ( 1) 收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量, 用水量和水泥用量越高, 混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同, 其干缩、收缩的量也不同。 ( 2) 温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面
13、的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。 大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后, 水泥因水化引起水化热,由于混凝土体积大, 聚集在内部的水泥水化热不易散发, 混凝土内部温度将显著升高, 而其表面则散热较快, 形成了较大的温度差, 使混凝土内部产生压应力, 表面产生拉应力。此时, 混凝龄期短, 抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度, 则会在混凝土表面产生裂缝。 ( 3) 材料裂缝。材料裂缝表现为龟裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起的。3 大体积混凝土裂缝控制的理论计算 工程实例: 武汉市中环线南段标段号桥墩直径为1.2m, 混凝土及其原
14、材料各种原始数据及参数为: 一是C30 混凝土采用P.S32.5 矿渣硅酸盐水泥, 其配合比为: 水: 水泥: 砂: 石子:粉煤灰( 单位kg) =158: 298: 707: 1204: 68( 每立方米混凝土质量比) , 砂、石含水率分别为3%、0%, 混凝土容重为2 440kg/m3。 二是各种材料的温度及环境气温: 水18, 砂、石子23, 水泥25, 粉煤灰25, 环境气温20。3.1 混凝土温度计算 ( 1) 混凝土拌和温度计算: 公式T0=TimiCi/miCi 可转换为:T0=0.9 (mcTc+msTs+mgTg+mfTf) +4.2Tw(mw - Psms - Pgmg)
15、+C1 ( PsmsTs +PgmgTg) - C2( Psms+Pgmg) 4.2mw+0.9(mc+ms+mg+mf) 式中: T0 为混凝土拌和温度; mw、mc、ms、mg、mf水、水泥、砂、石子、粉煤灰单位用量( kg) ; Tw、Tc、Ts、Tg、Tf水、水泥、砂、石子、煤灰的温度( ) ; Ps、Pg砂、石含水率(%) ; C1、C2水的比热容(KJ/KgK) 及溶解热(KJ/Kg) 。 当骨料温度0时, C1=4.2, C2=0; 反之C1=2.1, C2=335。 本实例中的混凝土拌和温度为:T0=0.9 ( 29825+707 23+1204 23+6825) +4.218
16、 ( 158- 7073%) +4.23%707234.2158+0.9( 298+707+1204+68) =21.02。 ( 2) 混凝土出机温度计算: 按公式T1=T0- 0.16( T0- Ti)式中: T1混凝土出机温度( ) ; T0混凝土拌和温度( ) ; Ti混凝土搅拌棚内温度( ) 。 本例中, T1=21.02- 0.16( 21.02- 25) =21.7。 ( 3) 混凝土浇筑温度计算: 按公式TJ=T1- ( n+0.032n)( T1- TQ) 式中: TJ混凝土浇筑温度( ) ; T1混凝土出机温度( ) ; TQ混凝土运送、浇筑时环境气温( ) ;n混凝土自开始
17、运输至浇筑完成时间( h) ; n混凝土运转次数。 温度损失系数( /h)本例中, 若n取1/3, n 取1, 取0.25,则: TJ=21.7- ( 0.251/3+0.0321) ( 21.7-25) =22.1( 低于30)3.2 混凝土的绝热温升计算Th=W0Q0/(C) 式中:W0每立方米混凝土中的水泥用量( kg/m3) ; Q0每公斤水泥的累积最终热量(KJ/kg) ; C混凝土的比热容取0.97(KJ/kgk) ; 混凝土的质量密度( kg/m3) Th=( 298334) /( 0.972440) =42.13.3 混凝土内部实际温度计算Tm=TJ+Th 式中: Tj混凝土浇
18、筑温度; Th混凝土最终绝热温升; 温降系数查建筑施工手册, 若混凝土浇筑厚度3.4m。则:3取0.704,7取0.685,14 取0.527,21 取0.328。 本例中: Tm(3)=22.1+0.70442.1=51.7;Tm (7)=22.1+0.68542.1=50.9; Tm (14)=22.1+0.52742.1=44.3; Tm(21)=22.1+0.32842.1=35.9。3.4 混凝土表面温度计算 Tb()=Tq+4h(H- h) T()/H2式中: Tb()龄期时混凝土表面温度( ) ; Tq龄期时的大气温度( ) ; H混凝土结构的计算厚度(m) 。 按公式H=h+2
19、h计算, h混凝土结构的实际厚度(m); h混凝土结构的虚厚度(m): h=K/K计算折减系统取0.666,混凝土导热系数取2.33W/mK。 模板及保温层传热系数(W/m2K): 值按公式=1/( i/i+1/g) 计算,i模板及各种保温材料厚度(m) ;i模板及各种保温材料的导热系数(W/mK) ;g空气层传热系数可取23W/m2K。 T()龄期时,混凝土中心温度与外界气温之差(): T()=Tm()- Tq, 若保护层厚度取0.04m, 混凝土灌注高度为7m, 则: =1/(0.003/58+0.04/0.06+1/23)=1.41h=K/=0.6662.33/1.41=1.1H=h+2
20、h=7.0+21.1=9.2(m)若Tq 取20, 则: T(3)=51.7- 20=31.7 T(7)=50.9- 20=30.9 T(14)=44.3- 20=24.3 T(21)=35.9- 20=15.9 则: Tb(3)=20+41.1(9.2- 1.1)31.7/9.22=33.3 Tb (7)=20+41.1 ( 9.2- 1.1) 30.9/9.22=33.0 Tb (14)=20+41.1 ( 9.2- 1.1) 24.3/9.22=30.2 Tb (21)=20+41.1 ( 9.2- 1.1) 15.9/9.22=26.73.5 混凝土内部与混凝土表面温差计算T()s=T
21、m()- Tb()本工程实例中: T(3)s=51.7- 33.3=18.4( ) T(7)s=50.9- 33.0=17.9( ) T(14)s=44.3- 30.2=14.1( ) T(21)s=35.9- 26.7=9.3( ) 若不掺加粉煤灰, 其它条件不变, 为保证混凝土强度相同, 则该配合比设计为:水: 水泥: 砂: 石子( 单位kg) =158: 351:707: 1204, 按上述步骤计算, 各龄期混凝土内表温差为: T(3), s=22.1, T(7), s=21.5,T(14), s=16.0, T(21), s=11.2。4 大体积混凝土施工技术措施 由于温差的作用, 裂
22、缝的产生是不可避免的。根据计算可以看出, 可以采用掺加粉煤灰等有效方法, 以降低混凝土硬化过程中混凝土内表的温差。因而, 在施工中采取适宜的措施, 能够避免有害裂缝的出现。 ( 1) 降低水泥水化热。包括: 混凝土的热量主要来自水泥水化热, 因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土较好;精心设计混凝土配合比, 采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术, 减少每立方米混凝土中的水泥用量, 以达到降低水化热的目的; 选用适宜的骨料, 施工中根据现场条件尽量选用粒径较大, 级配良好的粗骨料;选用中粗砂, 改善混凝土的和易性, 并充分利用混凝土的后期强度, 减少用水量; 严格控制混凝土的塌落度。在现场设
23、专人进行塌落度的测量, 将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内, 一般以79cm 为最佳;夏季施工时, 在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水, 强制降低混凝土水化热温度。冬季施工时, 采用保温措施进行养护;如技术条件允许, 可在混凝土结构中掺加10%15%的大石块, 减少混凝土的用量,以达到节省水泥和降低水化热的目的。 ( 2) 降低混凝土入模温度。包括: 浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温, 尽量避开炎热天气浇筑。夏季可采用温度较低的地下水搅拌混凝土, 或在混凝土拌和水中加入冰块, 同时对骨料进行遮阳、洒水降温, 在运输及浇筑过程中也采用遮阳保护、洒水降温等措施, 以降低混凝土拌和物的入模
24、温度; 掺加相应的缓凝型减水剂; 在混凝土入模时, 还可以采取强制通风措施,加速模内热量的散发。 ( 3) 加强施工中的温度控制。包括: 在混凝土浇筑之后, 做好混凝土的保温保湿养护, 以使混凝土缓缓降温, 充分发挥其徐变特性, 减低温度应力。夏季应坚决避免曝晒, 注意保湿; 冬季应采取措施保温覆盖,以免发生急剧的温度梯度变化; 采取长时间的养护, 确定合理的拆模时间, 以延缓降温速度, 延长降温时间, 充分发挥混凝土的“应力松弛效应”; 加强测温和温度监测。可采用热敏温度计监测或专人多点监测, 以随时掌握与控制混凝土内的温度变化。混凝土内外温差应控制在25以内, 基面温差和基底面温差均控制在
25、20以内, 并及时调整保温及养护措施, 使混凝土的温度梯度和湿度不致过大, 以有效控制有害裂缝的出现; 合理安排施工程序, 混凝土在浇筑过程中应均匀上升, 避免混凝土堆积高差过大。在结构完成后及时回填土, 避免其侧面长期暴露。 ( 4) 改善约束条件, 削减温度应力。在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层, 如技术条件许可, 施工时宜采用刷热沥青作为滑动层, 以消除嵌固作用, 释放约束应力。 ( 5) 提高混凝土的抗拉强度。包括: 控制集料含泥量。砂、石含泥量过大, 不仅增加混凝土的收缩, 而且降低混凝土的抗拉强度, 对混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量,将石
26、子含泥量控制在1%以下, 中砂含泥量控制在2%以下, 减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响; 改善混凝土施工工艺。可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法; 加强早期养护, 提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量; 在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋, 以改善应力分布, 防止裂缝的出现。5 结语 在大体积混凝土施工时, 准确计算混凝土拌和温度、混凝土出机温度、混凝土绝热温升、混凝土内部实际温度、混凝土表面温度及混凝土内部与表面温差, 有利于选取适宜的施工工艺、采取相应的降温与养护措施, 从而避免出现混凝土温度裂缝, 以保证混凝土结构的工程
27、质量。大体积混凝土裂缝成因及控制措施 陈文会水利建设工程中大体积混凝土结构比较多，混凝土重力坝、大型船闸、混凝土挡墙等建筑物，虽然设计时都分成好多块，但每一块都仍然有几百方，甚至上千方混凝土。工程实践证明，大体积混凝土施工难度较大，混凝土产生裂缝的机率较多，稍有差错，将会造成无法估量的损失。为了提高工程质量，降低不必要的经济损失，我们一定要减少和控制裂缝的的出现。从裂缝的形成过程可以看到，混凝土特别是大体积混凝土之所以开裂，主要是混凝土所承受的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度的结果。因此为了控制大体积混凝土裂缝，就必须从提高混凝土本身抗拉强度性能和降低拉应力（特别是温度应力）这两方面综合考虑。抗
28、拉强度主要决定于混凝土的强度等级及组成材料，要保证抗拉强度关键在于原材料的优选和配合比的优化（混凝土强度等级设计已经确定），由于混凝土选用地材，从经济角度来考虑，原材料优化的空间相对较小，所以降低拉应力是控制混凝土裂缝的有效途径。而降低拉应力主要通过减少温度应力和沉缩应力来控制温度裂缝和沉缩裂缝。一、温度裂缝 1、温度裂缝产生的主要原因：一是由于混凝土结构内外温差较大引起的。在混凝土结构硬化期间，水泥释放大量的水化热，如果散热不及时，内部温度就会不断上升，使混凝土表面和内部温差变大。混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低，因而出现温度裂缝。这种温度
29、应力一般在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。二是由于结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积混凝土浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束，则易发生深度、甚至是贯穿的温度裂缝。 2、温度裂缝形成的过程：一般（认为）分为三个时期：一是初期裂缝就是在混凝土浇筑的升温期。由于水化热，混凝土浇筑后23天内温度急剧上升，内热外冷引起的“约束力”超过混凝土抗拉强度引起裂缝。二是中期裂缝就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起“外约
30、束力”，超过混凝土抗拉强度引起裂缝。三是后期裂缝，当混凝土接近周围环境条件之后保持相对稳定，而当环境条件剧变时，由于混凝土为不良导体，形成温度梯度，当温度梯度较大时，混凝土产生裂缝。3、温度控制：一般的，温度裂缝的产生是不可避免的，重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内。要进行有效的控制，就必须进行科学预测，以保证控制的准确性。在施工现场，对温度应力的控制主要是进行温控。在浇筑混凝土时，采用温度传感片和测温仪，从浇筑一开始就开始测温（包括入模温度，环境温度），并及时抹面压光和养护（保温保湿）。混凝土浇筑完后根据温控指标，及时调整保温保湿养护条件。温度影响系数受多种因素影响，其中温度、湿度、散
31、热界面（土、空气等），初凝时间、风速、温差等影响较大，特别是风速和温差较大时，温度影响系数？大大降低，最高温升将降低，这与我们的实测结果是相吻合的。但为防止降温过快，形成大的温度梯度，夏季选用蓄水养护，秋冬季加盖草袋、海绵如果工地气候风大、干燥特征拆模后及时采取防风，保温措施，并及时回填土，结果证明这些方法对温度影响系数的改变是非常有用的，事实表明控制也是非常成功的。二、沉缩裂缝混凝土沉缩裂缝在大体积混凝土（特别是泵送大流态混凝土）施工中也是经常发生的。主要原因是振捣不密实，沉实不足；或者骨料下沉，表层浮浆过多，混凝土浇筑后，没有及时抹光压实（特别是初凝前的二次拌压）；如果表面覆盖再不及时，受
32、风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，混凝土早期强度低，不能抵抗干缩变形而导致开裂。 在施工中采用缓凝型泵送剂，延缓混凝土的凝结硬化速度，充分利用外加剂（特别是缓凝剂）的特性，适时增加抹压次数，消除表面裂缝（特别是沉缩裂缝和初期温度裂缝），特别是初凝前的抹压，这对消除表面裂缝是有效的。三、减少大体积混凝土裂缝的措施1、选择合适水泥和严格控制水泥用量为减少水泥用量，优先采用52.5R、42.5R普通硅酸盐水泥等高标号水泥。选用低热水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度（90或120天）进行配合比设计，降低水泥用量，并延缓峰值。在满足设计强度和混凝土可泵性的前提下，将42.5R水泥
33、用量控制在450kg/m3，52.5R水泥用量控制在360kg/m3，以降低混凝土最高温升，降低混凝土所受的拉应力。2、严格控制骨料级配和含泥量选用540mm连续级配碎石(其中520mm级配含量55左右)，细度模数2.80-3.00的中砂(通过0.315n凹筛孔的砂不少于15)，砂率控制在40-45。砂、石含泥量控制在1以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂。3、选择适当外加剂根据设计要求，混凝土中掺加一定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等。适当掺加外加剂能提高混凝土的和易性，使用水量减少20左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到5h左右。4、选择优化配合比优化混凝土配合
34、比，选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低混凝土温升，从而可以降低混凝土所受的拉应力。5、采用切实可行的施工工艺 根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的施工方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二
35、道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。6、严格控制混凝土入模温度大体积混凝土最好选在春秋季施工，以降低混凝土入仓温度。如果确需在夏季施工，最好采取有效措施降低混凝土入仓温度。浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。混凝土拌制前应保证水泥库通风良好，并对碎石洒水降温，自来水预先放入地下蓄水池中降温。7、适当增加预埋件 在混凝土容易发生裂缝的部位埋设应力应变传感片，直接测试拉应力，以便更直接控制混凝土养护（调节保温
36、保湿养护条件，保证温度梯度），确保混凝土不裂缝。在基础面上加设铁丝网或小直径钢筋网，以提高混凝土表面抗裂性（中间温度筋可去掉）。采用“水平分层间隙”施工方法，分两层进行浇筑，间隙时间7d以上，分层厚度各1.5m，抗缩钢筋网设置在下层1.5m的上表面。在工期允许的情况下，这种施工方法可降低内部最高温升，减少人力、材料及机械设备的投入。8、改进施工技术施工时加强插筋附近混凝土的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是容易产生裂缝的一个主要部位。加强初凝前的抹压，以消除初期裂缝，并加强早期养护，提高混凝土抗拉强度。9、加强混凝土浇筑后的养护 混凝土浇筑后，应尽快回填土。土是混
37、凝土最好的养护材料之一。目前这是混凝土保温保湿养护的最有效方法，对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护，在混凝土施工期间可通入冷却循环水，以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，且可大大缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。10、加强技术管理加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照施工方案及技术交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录。认真对待混凝土浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。在变截面施工前，一定要加强预测，并保证预测的科学性。同时在实施过程中，要切实落实施工方案。11、加强混
38、凝土的测温工作为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，在大体积混凝土内埋设若干个测温点，采用L形布置，每个测温点埋设2根测温管，1根管底埋置于混凝土的中心位置，测量混凝土中心的最高温升，另一根管底距混凝土上表面100mm，测量混凝土的表面温度，测温管均露出混凝土表面100mm。用100的红色水银温度计测温，以方便读数。第l5d每2h测温1次，第6d后每4h测温1次，测至温度稳定为止。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3.5d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20左右，控制在规范规定范围内，未发现异常现象。12、其它意见如果大体积混凝土采用泵送工艺，
39、泵送过程中，常会发生输送管堵塞故障。所以提高混凝土的可泵性十分重要。须合理选择泵送压力，泵管直径，输送管线布置应合理。泵管上须遮盖湿麻袋，并经常淋水散热。混凝土中的砂石要有良好的级配，碎石最大粒径与输送管径之比宜为1:3，砂率宜在4045之间，水灰比宜在0.5-0.55之间，坍落度宜在15-18cm之间。大体积混凝土施工过程中，还应经常与气象台联系，掌握天气情况。预备好防晒及防雨设施，并在基坑四周，设置盲沟和集水井，防止雨水倒灌进仓号内，造成不必要的经济损失。通过上述控制措施，一定能将大体积混凝土的各种裂缝减到最少，达到比较满意的混凝土外观质量。大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施作者：安
40、全文化网文章来源：安全文化网点击数： 3600更新时间：2007-11-15摘要：大体积混凝土施工中裂缝控制是一项较复杂问题，但这一问题带有普遍性。本文分析了大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因，在此基础上提出相应的温度控制措施、施工措施、设计措施及原材料措施来预防裂缝发生。关键词：大体积混凝土裂缝成因裂缝预防一、前言随着我国基础建设的快速发展，大体积混凝土施工日益增多(如斜拉桥的索塔、承台及基础、高层建筑的箱型基础或筏型基础)，而大体积混凝土施工中普遍会遇到裂缝控制问题，这是因为混凝土体积大，聚集的大量水化热会导致混凝土内外散热不均匀，在受到内外约束的情况下，混凝土内部会产生较大的温度应力并很
41、可能导致裂缝产生，最终为工程结构埋下严重质量隐患。因此，大体积混凝土施工中应严格控制裂缝产生和发展，以保证工程质量。二、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝、碳化收缩裂缝等。1.收缩裂缝混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越
42、高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。水灰比对自身收缩影响较大，一般来说，当水灰比大于0.5时，其自干燥作用和自身收缩与干缩相比小得可以忽略不计；但是当水灰比小于0.35时，体内相对湿度会很快降低到80%以下，自身收缩与干缩则几乎各占一半。自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。因此在模板拆除之前
43、，混凝土的自身收缩大部分甚至全部已经完成。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。但是，许多断面尺寸虽不很大，且水灰比也不算小的混凝土，也必须考虑水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响，也需要考虑将温度收缩和自身收缩叠加的影响。塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。
44、出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。2.温差裂缝混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部
45、温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。3.安定性裂缝安定性裂缝表现为龟裂，主要是由于水泥安定性不合格而引起。三、裂缝的防治措施1.设计措施（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。（2）增配构造筋，提高抗裂性能。应采用小直径、小间距的配筋方式，全截面的配筋率应在0.30.5%之间。（3）避免结构突变产生应力集中。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
46、（4）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限抗拉强度。（5）在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距2030m，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。2.原材料控制措施（1）尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，或利用混凝土的后期强度(90d180d)以降低水泥用量，减少水化热(因为每加减10kg水泥，温度会相应增减1，水化热与水泥用量成正比)。在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（15d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。（2）适当搀加粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。（3）选择级