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1、大体积混凝土温度裂缝防治措施 第一篇：大体积混凝土温度裂缝防治措施 大体积混凝土温度裂缝防治措施 项目管理科 杜建豹 摘 要：大体积混凝土施工时产生的温度裂缝 ,破坏了结构的整体性、耐久性、防水性 ,影响结构平安和正常运用 ,危害严峻。分析了裂缝产生缘由 ,提出了在施工中应当实行的各种限制措施. 关键词： 温度 裂缝 养护 引言 随着经济和施工技术的快速进展 ,现代建筑中涉及到大体积混凝土施工也越来越多 ,如高层建筑基础、大型设备基础、水利大坝等。它们的主要特点就是体积大 ,水泥水化热释放比较集中 ,内部温度上升比较快。当大体积混凝土内外温差较大时 ,会使混凝土产生温度裂缝。众多工程实践证明
2、,大体积混凝土施工难度比较大 ,混凝土产生温度裂缝的机率较多 ,稍有过失 ,轻者会影响建筑物的抗渗性能和外观质量 ,重者还会严峻影响建筑结构的平安 ,甚至造成坍塌事故 ,从而造成无法估量的损失。因此我们必需从根本上分析大体积混凝土温度裂缝的产生缘由 ,实行各种措施削减和限制温度裂缝的出现 ,来保证施工的质量。 1、温度裂缝产生的缘由 大体积混凝土结构的整体性要求高 ,施工时如无特殊状况 ,一般要求一次性整体浇筑。浇筑后 ,水泥因水化反应引起水化热 ,由于混凝土体积大 ,内部与外表散热速率不一样 ,聚集在内部的水泥水化热不简洁散发 ,混凝土内部温度将显著上升 ,而混凝土 外表则散热较快 ,与混凝
3、土内部产生较大的温度差 , 使混凝土内部产生压应力 ,外表产生拉应力。同时在浇筑初期混凝土的弹性模量和强度很低 ,对水化热急剧温升引起的变形约束不大 ,温度应力比较小。 随着混凝土龄期的增长 ,其弹性模量和强度相应提 高 ,对混凝土降温收缩变形的约束越来越强 ,即产生很大的温度应力 ,当混凝土的抗拉强度不能抵抗温度应力时 ,即产生温度裂缝。 大体积混凝土产生温度裂缝的影响因素主要有: 1.1 水泥水化热的影响 水泥在水化反应过程中产生大量的热量 ,这是大体积混凝土内部温度上升的主要热量来源。由于大体积混凝土截面的厚度大 ,水化热聚集在结构内 部不易散发 ,会引起混凝土内部急剧升温 ,造成较大的
4、内外温差 ,从而产生温度裂缝。 1.2 内外约束条件的影响 大体积混凝土一般与地基整体浇筑在一起 ,当 温度转变时会受到地基的限制 ,因此产生外部的约 束应力。当混凝土早期温度上升时 ,产生的膨胀变 形会受到约束面的约束而产生压应力 ,而此时混凝 土的弹性模量很小 ,徐变和应力松弛却较大 ,与基层连接也不太牢固 ,因此压应力较小 ,但是当温度下降时 ,则产生很大的拉应力。若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度 ,就会出现垂直裂缝。工程实践证明 ,当混凝土的内外温差小于 25时 , 产生温度裂缝的几率就小的多。由此可见 ,降低大体积混凝土的内外温差和改善约束条件 ,是防止大体积混凝土产生裂缝的重要措
5、施。 1.3 外界气温转变的影响 大体积混凝土结构在施工期间 ,外界气温的转变对防止大体积混凝土开裂有着重要影响。混凝土浇筑温度与外界气温有着干脆关系 ,浇筑温度又影响着混凝土的内部温度。大体积混凝土结构不易散热 ,其内部温度有的工程竟高达 90 以上 ,而且持续时间较长。如外界气温下降 ,特别是气温骤降 ,会加大混凝土的温度梯度 , 温差愈大 , 温度应力也愈大。此时混凝土内部产生压应力 ,外表产生拉应力 , 当这个拉应力超过混凝土的抗拉强度时 ,大体积混凝土的外表就会出现裂缝。 2、限制大体积混凝土产生温度裂缝的措施 大体积混凝土的施工技术要求比较高 ,特别在 施工中要防止混凝土因水泥水化
6、热而引起的温度差。在施工时 ,必需从原材料选择、施工技术、养护、温度检测等有关环节做好充分的准备工作 ,才能防止大体积混凝土温度裂缝的产生。 2.1 原材料的选择 选用发热量低初凝时间较长的水泥 如矿渣水泥。尽量降低混凝土中的水泥用量 ,削减水泥 水化反应产生的热量 ,降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证削减水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失 ,可适度增加活性细掺料替代水泥。例如掺加适量的粉煤灰 削减水泥 用量 ，到达降低水化热的目的 , 但掺量不能大于30 % 。 粗细骨料级配良好。通过试验选择合理的 石砂级配。在满意混凝土强度的基础上 ，骨料尽量选用较大的粒径 5 -
7、40mm， 要具有较好的级配。 同时必需严格限制砂石料的含泥量 ,石子的含泥量 限制在 1 %以下，砂的含量在 2 %以下 ，这样既提高了混凝土抗压强度 ,又可以削减用水量和水泥的用 量。 加适量的缓凝剂 ( 如木质素磺酸钙) 。掺加 缓凝剂不但可以延缓水化热的释放速度、推延温峰的出现并延长混凝土的凝聚时间 ，还可以改善混凝土和易性 ，削减水和水泥用量 ,从而降低水化热。 拌制大体积混凝土的原材料均需进行检验合格后方可运用。 2.2施工技术措施 在燥热夏季进行施工时 ,要实行以下措施对材料进行降温 : 提前1周以上的时间将水泥入库降温 ,并保证水泥仓库有良好的通风； 砂石堆进行覆盖 ,避开阳光
8、直射 ,必要时向 骨料喷冷水； 防止搅拌机在阳光照射下温升过高 ,可接受搭凉棚的方法为搅拌机遮荫； 混凝土宜现场接受冷水拌制。 浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理洁净，而且混凝土的浇筑应连续进行，间歇时间不得超过35h，浇筑时必需严格限制混凝土的入模温度，混凝土最高浇筑温度不得超28，在浇筑混凝土时投入适量的毛石 ,以汲取热量并节省混凝土 ;在浇筑的混凝土内部预先埋置冷却管 ,用循环水来降低混 凝土内部温度峰值延缓升温速度 ;浇筑时若外界气 温过高 ,可接受在输送管上加盖草袋并喷冷水的方法。 在施工现场要对商品混凝土逐车进行检查， 测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相 符，严禁混凝土搅拌
9、车在施工现场临时加水。混凝土搅拌车到场等待时可实行向搅拌罐上喷冷水的措施来限制混凝土的浇筑温度。 严格限制混凝土的浇筑速度。一次浇注的混凝土不行过高、过厚， 以保证混凝土温度均匀上升。对于断面相差很大的结构和剪力墙的孔、洞、口 处 ,应先浇灌较深的部位 ,待静止 12h 混凝土沉降后 ,再与断面或孔洞上部的混凝土一起浇筑。墙板混凝土宜接受非泵送混凝土 ,利用塔吊和人力推车连续进行 ,以避开施工冷缝的出现。 可以适当在混凝土中掺加合成纤维。混凝土中掺入合成纤维后 ,可使数以千万计的纤维三维均匀的分布在混凝土内部，混凝土塑性阶段干缩及冷缩所产生的外表一旦延长到合成纤维即可停止进展。 合理支配施工工
10、序，遵循“同时浇捣、分层推动、一次到位、 按部就班的成熟工艺，薄层浇捣，均匀上升，以利于散热。大体积混凝土浇筑时应尽量扩大浇筑工作面 , 分层浇捣 ,逐步推动。要严格限制振捣的时间及插 入深度 ,防止振捣过程中出现漏振。 根据结构特点 ,大体积混凝土的浇注方法可分为：全面分层、分段分层、斜面分层的浇注方案。如图1所示。 图1a全面分层:在第一层混凝土全部浇筑完毕后 ,再回头浇筑其次层。此 时应使第一层混凝土还未初凝 ,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。适用于结构的平面尺寸不太大的状况 ,施工时从短边起先,沿长边推动比较合适。必要时可分成两段 ,从 中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。 图 1b
11、 斜面分层:要求斜面的坡度不大于1/3， 适用于结构的长度大大超过厚度3倍的状况。混凝土从浇筑层下端起先 ,慢慢上移。混凝土的振捣 也要适应斜面分层浇筑工艺 ,一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处 ,保证上部混凝土的捣实 ,下面一道振动器 布置在近坡脚处 ,确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推动 ,振动器也相应跟上。 图1 c 分段分层 : 混凝土浇筑时,先从底层起先,浇筑至确定距离后浇筑其次层 ,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从其次段依 次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较
12、少,结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。 振捣时振动棒应尽量垂直插入 ,快插慢拔 , 插点交织 ,均匀布置。在振捣上一层混凝土时 ,应深 入下一层约 50100mm, 以消退层间的接缝。振捣时间以外表基本水平并出现水泥浆,混凝土不再冒气泡、不再明显坍落为度。必要时在混凝土凝聚前的适当时间内进行二次振捣 ,以增加混凝土的密实 度 ,削减混凝土内部的微裂缝 ,提高混凝土的强度和抗渗性能。 冬季大体积混凝土浇筑时 ,为防止外表散热过快 ,造成过大的内外温差,应在外部覆盖保温材料或者进行短时间加热 ,拆模后快速回填土方以利保温。 2.3 大体积混凝土的养护措施 养护是大体积混凝土施工中一项特别关键
13、的工 作。养护时要保持相宜的温度和湿度 ,以便限制混 凝土内外温差 ,促进混凝土强度的正常进展及防止混凝土温度裂缝的产生和进展。根据工程的具体情 况，应尽可能多养护一段时间 ,拆模后应马上回填土或覆盖爱惜。同时要预防冬期骤冷寒潮气候影响 ,以控 制内外温差 ,防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护 ,不仅要满意强度增长的需要 ,还应通过人工的温度限制，防止因温度梯度引起混凝土的 开裂。 大体积混凝土养护阶段防止温度裂缝的措施主要有 : 浇筑后2h接受塑料膜对外表覆盖,可有效增加混凝土的外表温度 ,减小总温差。若在冬季施工需在塑料膜上面加上草垫保温等。 混凝土浇筑后 ,应在终凝后两小时起先
14、带水养护 , 养护期14天以上。夏季浇筑大体积混凝土 时 ,可接受积水养护的方法。在混凝土外表上用砖砌成浅水池 ,然后放入 300mm 深的水 ，起爱惜和养护双重作用。 冬季施工时 ,在结构外露的混凝土外表以及模板外侧覆盖保温材料 ( 如草袋、锯木、湿砂等) ,在 缓慢的散热过程中 ,使混凝土获得必要的强度 ,以限制混凝土的内外温差小于 25 。 2.4 大体积混凝土施工中的温度检测措施 要对大体积混凝土进行有效的温度限制 ,就必需进行科学检测。设置测温点 , 以便了解内外温差的数据 ,刚好实行相应措施 ,以保证限制的精确性。 大体积混凝土温度的检测要在混凝土浇灌完毕后 2 天起先 ,检测时间
15、为1个月 ,在前面7天 ,每隔2 小时测温一次 ,以后每隔8小时测温一次。在浇筑混 凝土时 ,接受预埋温度传感片和测温仪 ,一般布置上中下三个混凝土内部测温点和一个混凝土外表限制的测温点，从浇筑起先测温，浇筑完后根据温控指标刚好调整保温、保湿等养护条件。混凝土养护阶段的温度检测应留意以下几点 ： 混凝土的中心温度与外表温度之间、混凝土 外表温度与室外最低气温之间的差值均应小于20 ，当结构混凝土具有足够的抗裂实力时 ,不大于25 30 。 混凝土拆模时 ,混凝土的温差不超过 20 。 配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责 , 按时按孔测温 ,不得遗漏
16、或弄虚作假 ,觉察问题应刚好向项目技术负责人汇报。测温记录要填写清楚、整齐 ,换班时要进行交底。 测温工作应连续进行，经技术部门同意后方可停止测温。 测温时若觉察混凝土内部最高温度与外表温度之差到达 25 度或温度异样，应刚好通知技术部门和项目技术负责人 ,以便刚好实行措施。 3、结束语 大体积混凝土结构的材料选择、施工技术与养护措施干脆关系到结构的运用性能 ,若不能很好的了解大体积混凝土结构温度裂缝产生的缘由以及实行的 相应施工措施 ,实际生产当中就很难保证大体积混凝土的施工质量。虽然大体积混凝土很简洁产生温度裂缝 ,但是大量的科学探讨以及胜利的工程实例都说明：只要我们在材料选择、施工工艺、
17、以及 后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，还是完全可以避开危害结构平安的温度裂缝的产生。 参考文献 : 中国建筑工业出版社. 建筑工程施工手册. 2003.4 张仁水. 建筑工程施工. 北京：中国矿业高校出版社. 2000 卢经扬等. 土木工程材料. 北京：煤炭工业出版社. 2004 其次篇：大体积混凝土温度裂缝限制措施 大体积混凝土温度裂缝限制措施 1、概述 此次拟浇筑砼系华荣xx城D区基础筏板。D区基础砼等级为为C35P8，板的一般厚度为2.0m，集水井处最厚区域为4.35m；本区域一次浇筑砼方量约为2980m3；板内配筋状况是：板上下部均为28150双向双层网筋，其次层配有181
18、50双向网筋一层，板中间配置构造抗裂钢筋网片16200，D区柱下配置22150。由此可见，该筏板确具有体形大、结构厚、砼方量多，钢筋密而工程条件较困难和施工技术要求高等特点。 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。与一般钢筋砼相比，具有结构厚，体形大、混凝土数量多、工程条件困难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，两者互相作用的结果将干脆破坏混凝土结构，导致结构出现裂缝。因此在混凝土硬化过程中，必需接受相应的技术措施，以限制混凝土硬化时的温度，保持混凝土内
19、部与外部的合理温差，使温度应力可控，避开混凝土出 现结构性裂缝。 2、大体积混凝土裂缝产生的缘由 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外表的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。 大体积混凝土结构要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化热，由于混凝土体积大，聚集在内
20、部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著上升，而其外表则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，外表产生拉应力。此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的外表抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土外表产生裂缝。 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、大体积混凝土裂缝限制的理论计算 华荣.上海城D区，混凝土及其原材料各种原始数据及参数为：一是C35P8混凝土接受P.O42.5一般硅酸盐水泥，其协作比为：水：水泥：砂：石子：粉煤灰：矿粉单位Kg=172：285：716：1070：60：100每立方米混凝土质量比，砂、
21、石含水率分别为3%、0%，混凝土容重 为2390Kg/m3。 二是各种材料的温度及环境气温：水30，砂、石子35，水泥40，粉煤灰35，矿粉35， 环境气温32。 3.1混凝土温度计算 1混凝土拌和温度计算：公式TO=Timici/mici可转换为:TO= 式中：TO为混凝土拌和温度；mw、mc、ms、mg、mf、mk水、水泥、砂、石子、粉煤灰、矿粉单位用量Kg；Tw、Tc、Ts、Tg、Tf、Tk水、水泥、砂、石子、煤灰、矿粉的温度；Ps、Pg砂、石含水率%；C 1、C2水的比热容KJ/Kg.K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
22、例中的混凝土拌和温度为：TO=4.2* 172+0.9(285+716+1070+60+100)=34.3. 2混凝土浇筑温度计算：按公式TJ=TO-(.Tn+0.032n)*(TO-YQ) 式中：TJ混凝土浇筑温度；TO混凝土拌和温度；TQ混凝土运输、浇筑时环境气温；Tn混凝土自起先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Tn取1/3，n取1，取0.25，则： TJ=34.3-0.251/3+0.032134.3-32=34.0 3.2混凝土的绝热温升计算 Th=WO.QO/(C.) 式中：WO每立方米混凝土中的水泥用量Kg/m3;QO每公斤水泥的累积最终热量K
23、J/Kg；C混凝土的比热容取0.97KJ/Kg.k；混凝土的质量密度Kg/m3 Th=285*375/0.97*2390=55.8 3.3混凝土的内部实际温度 Tm=TJ+Th 式中：TJ混凝土浇筑温度； Th混凝土最终绝热温升；温将系数查建筑施工手册，若混凝土浇筑厚度4.0m，则：3取0.74，15取0.55，21取0.37. Tm(3)=34.0+0.74*55.8=75.3; Tm(15)=34.0+0.55*55.8=64.7; Tm(21)=34.0+0.37*55.8=54.6. 3.4混凝土外表温度计算 Tb(T)=Tq+4h,(H- h,)T(T)/H2式中：Tb(T)龄期T时
24、混凝土外表温度；Tq-龄期T时的大气温度；H混凝土结构的计算厚度m。 按公式H=2h+ 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，混凝土的导热系数取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(T)- 龄期T时，混凝土中心温度与外界气温之差： T(T)= Tm(T)-Tq， 若爱惜层厚度取0.04m，混凝土灌注厚度为4m，则： =1/0.003/58+0.04/0.06+1/23
25、=1.4：1 h,=K/=0.6662.33/1.41=1.1; H=2h+ h,=4.0+21.1=6.2(m) 若Tq取32，则： T3=75.3-32=43.3 T(15)=64.7-32=32.7 T(21)=54.6-32=22.6 则：Tb(3)=32+41.16.2-1.143.3/6.22=57.3 Tb(15)=32+41.16.2-1.132.7/6.22=51.1 Tb(21)=32+41.16.2-1.122.6/6.22=45.2 3.5混凝土内部与混凝土外表温差计算 本工程中： T(3)s=75.3-57.3=18 T(15)s=64.7-51.1=13.6 T(2
26、1)s=54.6-45.2=9.4 4、计算结果分析 从以上计算可以看出，混凝土3d龄期时内外温度差到达最大值18，符合混凝土内外温差小于25的技术要求。但必需看到计算结果是基于养护环境温度为32，外表保温措施得当，入模混凝土温度为34条件下得出的。实际施工养护中有可能无法满意以上条件要求。2008年8月19日实测C30混凝土拌和后温度未36，当时拌和水温度为30，环境温度为32，若养护环境温度为夜间较低时的状况，假设为23，则T(3)s=22.6，加上保温措施有可能达不到要求，有产生温度裂缝的可能，因此有必要实行一丁的措施防止温度裂缝的产生。 5、大体积混凝土施工技术措施 1降低混凝土入模温
27、度。包括：浇筑大体积混凝土时应选择较相宜的气温，尽量避开燥热天气浇筑。可接受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爱惜、洒水降温等措施，以降低混凝土拌和物的入模温度，掺加相应的缓凝型减水剂。 2加强施工中的温度限制。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。应坚决避开曝晒，留意温湿，实行长时间的养护，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；加强测温顺温度监测。可接受热敏温度计监测或专人多点监测，以随时驾驭与限制混凝土内的温度转变。混凝土内外温差应限制在25
28、以内，基面温差和基底面温差均限制在20以内，并刚好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，以有效限制有害裂缝的出现养护措施详见大体积砼浇筑方案。 3提高混凝土的抗拉强度。包括：限制集料含泥量。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，对混凝土的抗裂特别不利，因此在混凝土拌制时必需严格限制砂、石的含泥量，将石子含泥量限制在1%以下，中砂含泥量限制在2%以下，削减因砂、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。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外表及内部设置必要的温度配筋，以 改善应力分部，防止裂缝的出现
29、。 第三篇：大体积混凝土温度裂缝范文模版 大体积混凝土温度裂缝 摘要：介绍了大体积混凝土概念的界定，从温度应力和内外约束两个方面浅析了大体积混凝土温度裂缝产生的机理，总结了混凝土开裂的三种方式。根据裂缝产生的机理，结合工程实践从设计和施工角度总结出大体积混凝土温度裂缝的限制措施。 关键词：大体积混凝土；温度裂缝；温差 在全球各地的土木工程中，混凝土是最重要的建筑材料，其强度高、耐久性好，广泛用于各类建筑物、构筑物。随着人类科技的不断进步，建筑技术的不断进展，各种新型结构相继涌现，使得大体积混凝土结构应用越来越广泛。但大体积混凝土自身导热性能较差，混凝土内部水化热量难以散发，而外表散热快，中心温
30、度和外表温度的差异造成混凝土开裂。 混凝土的温度裂缝问题是一个相当普遍的质量问题，不仅影响建筑物的外观，更会危及建筑的正常运用及结构的耐久性。特别是随着建设规模的日趋增大，大体积混凝土结构日益增多，工程裂缝限制技术难度更高。很多探讨学者对如何避开大体积混凝土开裂进行了探讨，大部分学者提出接受埋设冷却水管的温控措施，或者运用微膨胀混凝土。但是这些方法不仅造价高，而且也不完全牢靠。大体积混凝土温度裂缝的限制从设计、材料、施工等多方面入手，接受综合治理措施更为有效。 1 大体积混凝土概念的界定 对大体积混凝土概念的界定问题，在工程界有一个逐步相识的过程。在探讨初期主要是定量判别法，根据混凝土的厚度和
31、温差来区分，接受0.8-1m和25作为区分的界限。 JGJ55-2000 一般混凝土协作比设计规程 接受定量和定性相结合的说明，其定义为：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或意料会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土 。 美国混凝土协会ACI 116R00 的说明是：“随便体量的混凝土，当其尺寸大到必需实行预防措施限制由于水泥水化热和体积转变以最大限度削减裂缝时，均可称为大体积混凝土concrete, mass-any volume of concrete with dimensions large enough to require that measures be t
32、aken to cope with generation of heat from hydration of the cement and attendant volume change , to minimize cracking。 而日本建筑学会标准(JASS5) 的说明为：“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意料超过25的混凝土，称为大体积混凝土 。 参考以上列出的说明，笔者认为大体积混凝土这个术语中的“大在某种意义上属于商定俗成的说法；因为JGJ55-2000 一般混凝土协作比设计规程和美国混凝土协会ACI 116R00 的说明中提到的因水
33、泥水化热和体积转变引起混凝土裂缝，并没有对体积做出定量要求，而包含了体积不大但因意料水泥水化热和收缩会引起混凝土裂缝时需要实行预防措施来限制裂缝的混凝土结构。 2 2.1 大体积混凝土温度裂缝产朝气理浅析 温度应力 超大体积混凝土由于水泥水化时会放出大量的水化热，而混凝土自身体积较厚，混凝土外表和内部的散热条件不同，混凝土外表由于干脆和空气接触，散热条件好，热量可向大气中散发，外表温度上升较少；而混凝土内部自身导热性能差，水化热积聚在混凝土内部不易散发，温度会上升较多，这样就形成外低内高的温差。由于外部约束和内部约束的存在，使混凝土不能自由变形，于是就会在混凝土内部产生温度应力，这种由于温度转
34、变产生的变形受到约束而产生的应力称为温度应力。由此可见：产生温度应力必需具备两个必要条件是温差和约束。温差越大，产生的温度应力越大，混凝土越简洁开裂。当超大体积混凝土被完全嵌固时，它受到的约束最大，此时温度应力会到达最大值，当约束减小时，所产生的温度应力也随之减小，开裂的概率也随之降低。 2.2 约束 超大体积混凝土受到的约束一般分为内约束和外约束两种。 2.2.1 内约束引起温度裂缝的机理 一个物体或一个构件本身各质点之间的互相约束作用称为“内约束。大体积混凝土在水泥水化时，会形成外低内高的温差，这种温差会使大体积混凝土内部温度分布不均匀，会引起质点发生的变形不一样，从而产生内约束。大体积混
35、凝土中心由于温度较高，所产生的热膨胀也较外表大，因此在混凝土中心产生压应力，而外表则产生拉应力。当外表拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会在大体积混凝土的外外表产生裂缝，这种裂缝比较分散、裂缝宽度小、深度也很小，俗称“外表裂缝。它一般发生在浇筑后的温度上升阶段，是由于混凝土体积发生膨胀所形成的。外表裂缝的形态见图1所示。 图1 外表裂缝 2.2.2 外约束引起的温度裂缝的机理 一个物体的变形受到其它物体的阻碍，一个结构的变形受到另一个结构的阻碍，这种结构与结构之间，物体与物体之间，物体与构件之间，基础与地基之间的互相牵制作用称作“外约束。大体积混凝土浇筑后数日(一般不少于5 d)，水泥水化热基本
36、上释放完毕，由于环境温度较低，这时大体积混凝土就会从最高温度起先慢慢降温，降温的结果会引起混凝土的收缩，同时混凝土中多余水分也随之蒸发，这样就会引起混凝土体积出现不同程度的收缩。而地基、其它结构往往会对大体积混凝土进行约束，让其不能自由变形，在这种外部约束的作用下，混凝土的内外温差就会产生温度应力。这种温度应力一般是拉应力，当该温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会从约束面起先向上出现开裂，从而形成温度裂缝。若温度应力足够大，裂缝会连续产生，甚至会贯穿整个截面。贯穿裂缝会严峻影响结构的性能，它会破坏结构的整体性、耐久性、防水性，给结构带来重大的损伤，干脆影响到工程结构平安。贯穿裂缝一般发生在混凝
37、土的温度下降阶段，且外部约束较大，裂缝一般与约束面成直角关系。如约束体为桩基、岩体、以及老混凝土结构面时，约束力会更大，产生的温度应力也会更大。但只有在温差(最高温度与最终稳定温度差)25以上，才会出现这种裂缝。此外，不同的约束体会导致不同的贯穿裂缝，且其发生部位和裂缝的多少也会不一样。若产生贯穿裂缝，后期养护不到位，还会加剧裂缝进展。外部约束应力形成裂缝的状况如图2所示。 图2 部约束应力所形成的裂缝 虽然引起大体积混凝土开裂的缘由很多，但是依据裂缝深度的不同，一般可将裂缝分为：贯穿裂缝、深层裂缝和外表裂缝。在这三种裂缝中，贯穿裂缝的危害最大，它贯穿了结构面，破坏了结构的整体稳定性，大大降低
38、结构的平安运用性能。深层裂缝的危害其次，并没完全切断结构面，除地基或受既有建筑混凝土影响外，不会进展成贯穿裂缝，则对结构的影响不太大。外表裂缝的危害性一般较小，除特种结构(如：有防辐射要求的探伤室、有防水要求的堤坝等)外，外表裂缝可以通过抹灰等方式处理。 图3 大体积混凝士结构裂缝类型示意图 3 大体积混凝土温度裂缝的限制 混凝土开裂不但会使结构承载实力相应的下降，变更结构的受力状态，而且会影响到结构外表的美观，影响结构的正常运用。例如：若大坝开裂则会使水渗漏，若探伤室开裂则会使射线泄露，严峻影响到结构的运用功能。因此，我们确定要实行有效措施限制大体积混凝土的开裂。王铁梦教授从1955年起就起
39、先探讨分析多种结构裂缝，并在此基础上，提出了“抗、“放的原则。许多学者在“抗、“放原则的基础上又提出了多种抗裂措施。在实际工程中，应结合工程特点灵敏运用“抗、“放、“抗放结合的原则限制裂缝的开裂。在实际工程的设计和施工中，就可以通过分析混凝土开裂的不同缘由来实行具体的防裂措施。例如：开裂缘由与结构设计和受力荷载有关时，应当结合概念设计、平面布置、受力加固等原则和方法考虑限制混凝土开裂的措施。限制大体积混凝土开裂的措施与一般混凝土相比，除了上述措施之外，由于大体积混凝土的固有特性(主要是混凝土中的温度应力和温差)，还有一些其他的抗裂措施。下面重点分析在设计和施工中，限制大体积混凝土开裂的措施。
40、大体积混凝土裂缝限制措施可分为两类，一类是：设计措施：设计限制措施可以分为以下几点：合理布置平面、立面；可以避开体型突变，保证各种系数到达规范要求(平安系数应当适当提高)；合理留设施工缝；施工缝位置应优先选在在受力较薄弱、剪力较小的结构上，例如：探伤室大体积施工时，其墙体的施工缝可以留在板底和墙体之间；合理配置钢筋；一般大体积混凝土的配筋率较小，适当提高配筋率可以改善应力分布状况，增加混凝土的抗拉应力，抵抗温度应力的影响，降低裂缝产生的可能性。 限制大体积混凝土开裂的另一类措施是：施工措施，这是限制大体积混凝土裂缝的关键。其施工措施可分为以下几个方面： (1)合理的混凝土协作比设计；协作比设计
41、包括选材和比例限制，在选材时，水化热是造成大体积混凝土开裂的主要缘由。协作比设计时，可以在保证混凝土结构强度的条件下，降低水泥的运用量，选用较低水化热的水泥(如粉煤灰硅酸盐水泥)，或者在混凝土中添加适当的粉煤灰、矿粉等，削减水化热的产生量。避开选用早强水泥、含氯化物、含铝酸钙等影响大体积混凝土结构运用的水泥。掺加适当的添加剂如：减水剂(在同等强度条件下，减水剂可以降低水灰比，在保证水泥用量不变时，节省用水；在保证用水量不变时，节省水泥。)、微膨胀剂(微膨胀剂可以削减混凝土的体积收缩，减小混凝土的收缩应力。)。为防止混凝土开裂，要严格限制骨料级配、含泥量，严禁运用海砂。在进行协作比设计时，确定要
42、经过多次试验，经过试验合格后，方可用于施工；经检验协作比不合格或强度不够的混凝土，严禁用于工程施工。 (2)施工工艺的选择；施工工艺包含搅拌、输送、浇筑等几个过程，为保证混凝土有良好和易性和加工性能，确定要做好搅拌和输送工作。另外，需要留意：搅拌站或商品混凝土供应站应当建在实际工程旁边。搅拌前可先用冷水冲刷骨料，降低建筑温度；搅拌时应当投料次序精确，不得一次性全加，依据协作比设计原则分清先后次序，一般状况下应先投水泥搅拌；搅拌时间合理，不得发产生分层、离析现象。运输时应当快速，运输方式、运输路径应当便捷，保证运输车辆的运行，防止堵塞和交通拥挤，尽量削减周转次数和输送时间，避开离析(一旦发生，应
43、进行二次搅拌)现象。浇筑前应进行技术交底，确定浇筑方案，做好准备工作；浇筑时供料刚好，不能有离析，振捣密实，增加混凝土密实度，大体积混凝土还应当接受振捣棒振捣，并在混凝土初凝前进行二次振捣；妥当处理泌水；浇筑完成后，应刚好实行合理措施，进行养护。 (3)实行合适的温控方案；温控方案包括两种：保温法和降温法。降温法指在混凝土内部埋设冷水管，这种方法多用于水利、交通结构。保温法一种是在混凝土外表接受保温材料覆盖，这种方法适用于我国南方气温在15以上的季节，寒冷地区不太适用；另一种是外表蓄水保温，外表蓄水保温可以限制外表龟裂，保证工程质量。在接受温控方案时确定要结合结构所在的地理环境和结构的组成形式
44、。在混凝土结构设计时应当实行合理措施，避开结构形式和受力荷载所造成的混凝土开裂：施工时应当保证每个施工工序、施工措施都严格依据施工技术方案进行，并做好预警方案，一旦施工过程中出现问题即可马上实施备案，防止问题接着进展。 参考文献： JGJ55-2000 一般混凝土协作比设计规程.北京：中国建筑工业出版社，2001. 王铁梦工程结构裂缝限制.北京：中国建筑工业出版社，2004 张雄，张小伟，李旭峰混凝土结构裂缝防治技术.化学工业出版社，2007 邹新辉浅析大体积混凝土裂缝的常见问题及其预防措施.科技询问，2022 宋锟等大体积混凝土温度裂缝限制综合措施.山西建筑，2006 王润富，陈国荣温度场和温度应力北京：科学出版社，2005 第四篇：大体积混凝土裂缝防治论文 目 录 一、摘要 二、前言 三、大体积混凝土裂缝产生缘由及防裂措施概述3.1大体积混凝土裂缝形成的缘由 3.2防止裂缝的措施 3.3接受合理的施工方法 四、小结 一、摘 要 本文对大体积混凝土的施工进行了一次概述。重点对 大体积混凝土裂缝的产生与防治作出阐述。 关键词： 大体积混凝土 裂缝 防裂措施 施工方法 二、 前 言 近年来，随着国家经济的飞速进展和建筑技术的日新月异，建筑规模不断扩大，大型现代化建筑和构筑物不断增多，混凝土结构因其材料物美价廉、施工简便、承载力大、可饰性强的特点，得以被广泛应用，于是大