大体积混凝土裂纹裂缝控制

摘要：混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。就其产生的原因，大致可划分如下几种：

关键词：大体积混凝土 结构裂缝原因分析控制裂缝

Abstract: the causes of cracks in concrete structures is complex and there are many, and many factors influence each other, but each crack has produced one or several of the main reasons. The causes, can be roughly divided as follows:

Key words: large volume concrete structure crack reason analysis of crack control

中图分类号：TV544文献标识码： A 文章编号：

1设计原因

1.1设计结构中断面突变，导致应力集中所产生的构件裂缝。

1.2设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏心、应力过大等)。

1.3设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。

1.4设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

2 温度高低引起的裂缝

大体积混凝土温度裂缝多发生在表面或温差变化较大地区的结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,产生大量的水化热，使混凝土内部温度升达70 ℃甚至更高。由于混凝土是热的不良导体,集聚在内部的水化热不易散发,内部温度将显著升高,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,从而使混凝土表面产生一定大小的拉应力，因混凝土的抗压强度高而抗拉强度低,并且此时混凝土的强度低,所以当混凝土内部温度应力大于混凝土的拉应力时,混凝土表面就会产生裂缝。

3混凝土收缩引起的裂缝

干缩裂缝指混凝土收缩产生的裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土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。混凝土中约20%的水分是水泥水化所必需的，但仍有80%的水分需要蒸发，当混凝土中的多余水分蒸发时，就会引起混凝土体积收缩，也叫干缩。

4 材料引起的裂缝

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。

5地基础变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。

6钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。

7冻胀引起的裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。

大体积混凝土施工控制措施

1 降低水泥水化热

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置混凝土较好；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，以达到将低水化热的目的；选用适宜的骨料，选用中粗砂，改善混凝土和易性，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。

2 降低混凝土入模温度

控制混凝土的入模温度对于降低大体积混凝土的总温升，减少结构的内外温差，具有重大的影响。入模温度的高低与出机温度密切相关，另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候条件等有关。

大体积混凝土内的最高温度由浇筑温度和水化热温升组成，降低混凝土拌合料的浇筑温度很重要。对混凝土拌合料的浇筑温度影响较大的石子和水，在气温较高季节或经计算混凝土内外温差不满足要求时，首先降低水温，其次降低石子温度。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，以降低混凝土拌合物的入模温度。

3 提高混凝土的抗拉强度

提高混凝土的抗拉强度，首先应控制材料的含泥量。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，将石子含泥量控制在1%一下，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；加强早起养护，提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度的弹性模量；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，放置裂缝的出现。

4 混凝土浇筑方式

4.1全面分层

即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，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。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。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。

4.2分段分层

混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，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疑，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方法适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构厚度不大，面积或长度较大的工程。

4.3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倍的情况。混凝土浇筑层下端开始逐渐上移。混凝土的振捣也要适用斜面分层浇筑工艺，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；下面的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进，振动器也相应跟上。

4.4厚1.0mm内砼采用平推浇筑法

同一坡度，薄层循序推进依次浇筑到顶，厚1.0mm以上宜分层浇筑，每一浇筑层采用平推浇筑法，厚度超过2m时，可考虑留置水平施工缝。 4.5设置后浇带

当大体积砼平面尺寸过大时，可适当设置后浇带，以减少外约束力和温度应力，同时利于散热，降低砼内部温度。

4.6 混凝土养护及监控

养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。

4.6.1养护阶段的温度控制

（1）混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面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能力时，不大于25℃~30℃。

（2）混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

（3）采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。

（4）保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。

（6）混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。

（7）为保证新浇砼有适宜的硬化条件，防止早期干缩产生裂缝，大体积砼浇筑完毕后，要加以覆盖和浇水养护，普通硅酸盐水泥拌制的砼不得少于14天；其它水泥不少于21天。养护方法分降温法和保温法，夏季施工时一般可使用草席覆盖、洒水、蓄水养护或喷刷养护液养护；冬季施工时，由于环境气温较低，一般可利用毛毡等保温材料提高新浇筑砼表面和四周温度，减少砼的内外温差。

4.6.2养护阶段的温度监控

为了掌握大体积砼的温升和降温的变化规律以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对砼进行温度监测控制。在大体积混凝土中布置测温点，随时监测混凝土内部的温度变化情况，以便及时采取有效措施，控制温差，进而保证混凝土施工质量。大体积砼的温度变化在1～72h变化最大，这段时间要每2h测量一次，4～7d每4h测量一次，其后为8h一次，整个测量过程时间不少于20d，并详细记录，整理绘制温度曲线。测温可采用埋钢管和采用测温装置等方法。

（2）经测温如观测到砼内部最高温度与大气温度之差超过规定极限值时，要立即采取降温措施，降低砼内部温度，控制砼内部裂缝的产生，常见的方法有导温管加冷却水循环方法来降低砼内部温度。