浅析混凝土裂缝的控制

中图分类号：TU84 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2011）01-0146-01

摘要：大体积混凝土在硬化期间，由于水泥水化过程释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，往往导致混凝土结构出现有害裂缝。采取合理措施降低水化热，控制混凝土内外温差并防止过大干缩是施工和管理质量控制工作的重点。

关键词：大体积混凝土；裂缝控制；水化热

关于大体积混凝土的定义，美国混凝土学会有过规定：“任何就地挠筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大的限度减少开裂”。日本建筑学会标准(JASS 5)的定义是“结构断面最小尺寸在80cm以上；水化热引起混凝土内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”。

1 施工要求

1.1 混凝土配合比设计要求

从大体积混凝土的特点可以得到其配合比设计的基本要求，即在保证混凝土的工作性能和力学性能的基础上大幅降低水化热.根据这一基本要求，大体积混凝土的配合比设计应提高掺合料和骨料的含量，以降低每立方米混凝土的水泥用量，并在配合比确定后进行水化热的验算或测定。

1.2 材料要求

水泥.水泥的水化热是其化合物的成分与细度的函数，所以，通过调整水泥的细度模数和水泥中的矿物组成可以降件水泥的水化热.含较多铝酸三钙 (C3A)和硅酸三钙(C3S)的水泥的水化热较高，所以制备大体积混凝土应选用熟料中C3A和C3S含量较低和凝结时间较长的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等.有研究表明采用低热波特兰水泥可以有效减少水化热，从而降低裂缝的生成.如果要采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，则必须采取相应措施以延缓水化热的释放。

2 大体积混凝土裂缝成因

2.1 水化热的影响

水泥水化热是大体积混凝土产生裂缝的主要原因，水泥水化热过程中产生一定热量，由于大体积混凝土结构断面较厚，水化热聚在结构内部不易散失，引起剧烈升温。水泥水化热引起绝对升温，这与混凝土单体积中水泥用量和水泥品种有关，混凝土的龄期按指数关系增长。由于混凝土内部与表面的散热条件不同，混凝土中心温度高、表面温度低，形成温度梯度使混凝土内部受到压应力，而外部收到拉应力，当所受的拉应力大于混凝土极限拉应变时就会出现裂缝。

2.2 收缩变形的影响

凝土拌合水中20％水分是水泥水化所需的，其余80％的水分是为了保证浇筑中的和易性，混凝土在水泥水化中的体积变形多数是收缩变形，少数是膨胀变形，多余水分的蒸发是致使混凝土体积收缩的主要原因。干燥收缩即产生收缩应力，从而使混凝土产生裂缝。

3 裂缝控制

3.1 设计措施

3.1.1 在建筑设计中处理好构件中“抗”与“放”的关系。“抗” 就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而“放”就是结构完全处于自由变形无 约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。

3.1.2 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“一掺 (掺高效减水剂)一高(高矿物掺合料掺量)三低(低砂率、低坍 落度和低水胶比)”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。

3.1.3 避免结构突变产生应力集中，在转角和孔洞处增设构造加强筋，同时增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，配筋应尽可能采用小直径和小间距。

3.2 材料措施

3.2.1 根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量选用低热或中热水泥，优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥，避免采用早强水泥。

3.2.2 选用级配优良的砂石原材料，含泥量应符合规范要求， 积极采用矿物掺合料和混凝土外加剂。

3.3 施工措施

3.3.1 施工人员应针对施工现场的砂石原材料的质量和含水 情况及时调整混凝土施工配合比，根据现场的浇捣工艺、操作水平以及构件截面等情况，合理选用}昆凝土浇筑方法，遵循“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的施工工艺。

3.3.2 根据结构特点，大体积混凝土的浇筑方法可分为：全面分层、分段分层和斜面分层，其摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及其和易性确定，层间的时间间隔应尽量缩短，必须在前 层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。

3.4 温控措施

大体积混凝土内部的最高温度是由浇筑温度、水泥水化热 引起的绝热温升和混凝土的散热速率三部分决定的，而水泥的水化热引起的绝热温升是主要因素。

3.4.1 降低混凝土浇筑的入模温度。在炎热季节时，混凝土搅 拌站宜对砂石骨料采取遮阳降温措施，可加冰水搅拌混凝土， 改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”基础上采用 “二次风冷”新工艺，泵送时，可在水平及垂直泵管上加盖草袋 并喷冷水。

3.4.2 控制混凝土的浇筑温度。夏季施工时应尽量安排在l d 中温度最低时(一般安排在夜问)，冬季施工时则要避免夜间施工，防止混凝土受冻。

参考文献：

[1]叶琳昌，沈义.大体积混凝土施工.中国建筑工业出版社.1987

[2]黄智疯，罗华连，张庆红.大体积混凝土的浇筑施工.广西大学学报.2008.7

[3]刘广军.浅谈大体积混凝土裂缝原因及控制措施.工业建筑.2005

[4]林慧.大体积混凝土裂缝分析.混凝土实用技术.2008