大体积混凝土裂缝控制技术总结

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摘要： 本文分析了大体积混凝土产生裂缝的原因；概括介绍了防止裂缝发生的措施，可在工程实践中参考应用。

关键词：大体积混凝土；裂缝； 控制措施

中图分类号：TV331文献标识码： A

1、前言

在核电站施工中，各厂房从筏基不管从一次性浇筑的面积还是混凝土的方量均达到大体积混凝土标准，所以各厂房筏基均应按大体积混凝土施工要求进行施工。混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用，如何控制大体积混凝土裂缝一直是很多建筑单位努力研究和探索的课题。要有效地控制混凝土裂缝，必须从根本上分析它。

2、大体积混凝土裂缝形成的原因

2.1裂缝的类型

裂缝按其形成的原因可分为两类：一类是是由荷载引起的裂缝；另一类是有变形因素（非荷载）引起的裂缝，如由材料收缩、温度变化、混凝土碳化（钢筋锈蚀膨胀）以及地基不均匀沉降等原因引起的裂缝。本文主要探讨由温度因素引起的裂缝。

2.2大体积混凝土裂缝产生机理

在大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩变化，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。

2.3筏基大体积混凝土裂缝产生的原因

筏基大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天（升温阶段）。

混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。

3、 控制措施

由以上分析，这种类型的裂缝主要由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩。具体措施如下：

3.1原材料的选用

水泥：为了减小温差尽量降低水化热，最大限度地降低混凝土的最大绝热温升，我们选用了低水化热水泥的硅酸盐水泥；

掺加粉煤灰：为了减少水泥用量，降低水化热并提高混凝土和易性，我们通过试验掺加了适量的粉煤灰；

骨料：粗骨料选用粒径较大，级配良好的粗骨料，细骨料要求孔隙率小，控制砂石含泥量。

外加剂：须根据混凝土的性能要求，施工及气候条件，结合混凝土原材料及配合比等因素，经试验确定其品种及掺量。

3.2合理的施工方法

混凝土的拌制：严格控制混凝土的出机坍落度、混凝土的出机温度和入模温度；

混凝土的浇筑：

（1）、严格控制混凝土的浇筑速度，确保在下层混凝土初凝之前浇筑上层混凝土；振捣应均匀、适度，提高混凝土密实度和抗拉强度。

（2）、采取二次投料法，二次振捣法等，加强混凝土早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。

混凝土的压面：混凝土初凝之前，要进行一次压面，并在混凝土终凝前进行二次压面，防止混凝土表面龟裂。

混凝土的测温和养护：温度控制是大体积砼施工的关键。为防止大体积混凝土内外温差超过限值而产生温度裂缝，在混凝土内布置测温点，掌握基础内部实际温度变化情况，监视温差波动，以指导养护工作。温度检测一般在混凝土浇筑后24小时开始测温，最初每2小时测温一次，直至检测出混凝土温度达到最高值（一般为3天左右）后，降温阶段每4个小时测温一次，测至浇筑的混凝土内外温差连续3天稳定低于10℃，即可停止测温。

筏基混凝土水平表面养护开始时间大致为混凝土浇筑终凝后，在混凝土升温阶段主要以浇水散热的养护方法，混凝土升温趋势不太明显时立即进行覆盖保温保湿养护，并要根据测温记录来增加或减少保温材料的层数，确保混凝土的内外温差、表面温度梯度及降温速率控制在范围之内；当结束养护时应逐步揭除养护材料，防止养护材料一次性揭除，使混凝土表面温度鄹降产生较大的温度梯度。

拆模时间的控制：合理掌握拆模时间，不能过早，应保证早龄期混凝土不损坏或开裂；也不能太晚，尽可能不要错过混凝土水化热峰值。混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。

4、几点体会

（1）掺加适量的活性掺合料，减少每方混凝土中的水泥用量，降低混凝土的最大绝热温升，从根本上控制大体积混凝土裂缝的产生；

（2）控制裂缝产生的关键是控制温差和降温速率，测温记录员随时将测得的结果向技术员汇报，技术员应根据测温情况及时组织人员进行保温材料覆盖层的调整，确保中心温度与表面温度差值控制在25℃以内，混凝土的降温速率控制在1～2℃；

（3）结束养护时严禁一次性将养护材料揭除，应逐步揭除，并保证混凝土降温速率小于3℃/d。

5、结语

从以上的阐述可知可知，混凝土裂缝与原材料的选取、施工方法、温度控制、养护措施等多种因素有关，相信只要施工人员只要严格按照上述要求施工，大体积混凝土裂缝还是可以避免的。