大体积混凝土裂缝成因及控制措施

大体积混凝土裂缝成因及控制措施水利建设工程中大体积混凝土结构比拟多，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，稍有过失，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，我们肯定要削减和掌握裂缝的的显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掌握大体积混凝土裂缝，就必需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拉强度主要确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协作比的优化（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，所以降低拉应力是掌握混凝土裂缝的有效途径而降低拉应力主要通过削减温度应力和沉缩应力来掌握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，假如散热不按时，内部温度就会不断上升，使混凝土外表和内部温差变大混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土外表将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低，因此显现温度裂缝这种温度应力一般在外表处较大，离开外表就很快减弱，因此裂缝只在接近外表的范围内发生，外表层以下结构仍保持完好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，又没有实行特别措施降低、放松或取消约束，或根本无法消退约束，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一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一就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后渐渐下降，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，当混凝土接近四周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、温度掌握一般的，温度裂缝的产生是不行防止的，重要的是如何把其掌握在标准答应的范围之内要进行有效的掌握，就必需进行科学预测，以保证掌握的精确性在施工现场，对温度应力的掌握主要是进行温控在浇筑混凝土时，采纳温度传感片和测温仪，从浇筑一开头就开头测温（包括入模温度，环境温度），并按时抹面压光和养护（保温保湿）混凝土浇筑完后依据温控指标，按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、海绵假如工地气候风大、枯燥特征拆模后按时实行防风，保温措施，并按时回填土，结果证明这些方法对温度影响系数的转变是非常有用的，现实说明掌握也是非常胜利的

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）施工中也是常常发生的主要原因是振捣不密实，沉实缺乏；或者骨料下沉,表层浮浆过多，混凝土浇筑后，没有按时抹光压实（特别是初凝前的二次拌压）；假如外表掩盖再不按时，受风吹日晒，外表水份散失快，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纳缓凝型泵送剂，延缓混凝土的凝聚硬化速度，充足利用外加剂（特别是缓凝剂）的特性，适时增加抹压次数，消退外表裂缝（特别是沉缩裂缝和初期温度裂缝），特别是初凝前的抹压，这对消退外表裂缝是有效的

三、削减大体积混凝土裂缝的措施

1、选择适宜水泥和严格掌握水泥用量为削减水泥用量，优先采纳

52.5R、

42.5R一般硅酸盐水泥等高标号水泥选用低热水泥，削减水化热，降低混凝土的温升值并尽量选用后期强度（90或120天）进行协作比设计，降低水泥用量，并延缓峰值在满意设计强度和混凝土可泵性的前提下，将

42.5R水泥用量掌握在450kg/m3,

52.5R水泥用量掌握在360kg/m3,以降低混凝土最高温升，降低混凝土所受的拉应力

2、严格掌握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〜〜度模数的中砂（通过

0.315n凹筛孔的砂不少于15%）,砂率掌握在40%-45%砂、石含泥量掌握在1%以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝运用海砂

3、选择恰当外加剂依据设计要求，混凝土中掺加肯定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等恰当掺加外加剂能提高混凝土的和易性，运用水量削减20%左右，水灰比可掌握在

0.55以下，初凝延长到5h左右

4、选择优化协作比优化混凝土协作比，选用良好级配的骨料，严格掌握砂石质量，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，削减水化热，以降低混凝土温升，从而可以降低混凝土所受的拉应力

5、采纳切实可行的施工工艺依据泵送大体积混凝土的特点，采纳“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推动，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，能较好地顺应泵送工艺，防止混凝土输送管道常常撤除、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依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，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实伴着浇筑的推动，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外表水泥浆较厚，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、严格掌握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假如确需在夏季施工，最好实行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、恰当增加预埋件在混凝土简单发生裂缝的部位埋设应力应变传感片，直接测试拉应力，以便更直接掌握混凝土养护（调整保温保湿养护条件，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，以提高混凝土外表抗裂性（中间温度筋可去掉）采纳“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的上外表在工期答应的情况下，这种施工方法可降低内部最高温升，削减人力、材料及机械装备的投入

8、改进施工技术施工时强化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，这是简单产生裂缝的一个主要部位强化初凝前的抹压，以消退初期裂缝，并强化早期养护，提高混凝土抗拉强度

9、强化混凝土浇筑后的养护混凝土浇筑后，应尽快回填土土是混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纳蓄水法保温养护，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纳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、强化技术管理强化原材料的检验、实验工作施工中严格根据施工方案及技术交底的要求指导施工，明确分工，责任到人强化计量监测工作，定时检查并做好具体记录认真对待混凝土浇筑过程中可能显现的冷缝，并实行措施加以杜绝在变截面施工前，肯定要强化预测，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、强化混凝土的测温工作为按时把握混凝土内部温升与外表温度的改变值，在大体积混凝土内埋设若干个测温点，采纳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外表XXXmm,测量混凝土的外表温度，测温管均露出混凝土外表XXXmm用XXX℃的红色水银温度计测温，以便利读数第15d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，混凝土内部温升的顶峰值一般在

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，掌握在标准规定范围内，未发现异样现象

12、其它看法假如大体积混凝土采纳泵送工艺，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非常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，并常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13,砂率宜在40%45%之间，水灰比宜在之间，坍落度宜在15-18cm之间〜大体积混凝土施工过程中，还应常常与气象台联系，把握天气情况预备好防晒及防雨设备，并在基坑周围，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掌握措施，肯定能将大体积混凝土的各种裂缝减到最少，到达比拟满意的混凝土外观质量。