裂縫控制論文范文

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篇1

在混凝土樓板的澆筑過程中，由于施工人員的長時(shí)間振搗，結(jié)果使混凝土中的石子﹑骨料下沉，漿體上浮，造成作業(yè)面砂漿層。這就使它的干縮性能增大，等到水分蒸發(fā)后，混凝土失去水分而變得更加干燥，從而使毛細(xì)孔收縮或沉縮引起了混凝土樓板的龜裂。（1）由于在施工中各工種操作人員沒有相互配合，人為地將樓板鋼筋的成品（板面負(fù)筋）踏壞﹑壓彎，出現(xiàn)了支座的負(fù)彎矩，在澆筑混凝土后便出現(xiàn)了板面裂縫。（2）在施工中由于要提前預(yù)埋線管，而且加上預(yù)埋線管外表光滑，混凝土經(jīng)過振搗，石子滑落，水泥砂漿浮于預(yù)埋線管上層，這就會使混凝土樓板沿管線預(yù)埋方向產(chǎn)生干縮裂縫。（3）施工方為了趕超進(jìn)度，節(jié)約替換模板和支撐系統(tǒng)，當(dāng)混凝土沒有達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，操作人員就過早地將模板拆除；或者在混凝土還沒有完全終凝后，就在上面加壓重荷，甚至上人作業(yè)等。這都會使混凝土樓板的彈性發(fā)生變性，破壞混凝土樓板結(jié)構(gòu)，從而出現(xiàn)裂縫。（4）混凝土澆筑后，還有大量的水化熱量得不到散發(fā)，在內(nèi)部就產(chǎn)生了溫度應(yīng)力。由于混凝土抗拉強(qiáng)度低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫，這就給施工后的養(yǎng)護(hù)帶來了難度。如果在樓板養(yǎng)護(hù)時(shí)沒有采取覆蓋或覆蓋措施不到位，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠，也會使樓板產(chǎn)生裂縫。

因此，民居工程的施工中應(yīng)從以下幾方面來控制商品混凝土樓板裂縫的發(fā)生。施工方要選擇有資質(zhì)的商品混凝土生產(chǎn)廠家，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級﹑和易性及實(shí)驗(yàn)室配合比的要求，確定各種標(biāo)號混凝土配合比，嚴(yán)格按照配合比控制水灰比和水泥用量；選擇級配良好的石子，減少孔隙率以減少收縮量；嚴(yán)格控制砂子的含泥量﹑泥塊含量，采用中粗砂，避免使用過量粉砂。同時(shí)，要求嚴(yán)格審查出廠合格證及設(shè)計(jì)配合比報(bào)告，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度，以便提高它的抗裂性能。

先進(jìn)合理的施工技術(shù)和方法，不僅能降低建筑成本，提高工作效率，還能有效控制混凝土樓板的裂縫。（1）梁、柱澆筑完成后，制定混凝土樓板施工方案，并對樓板模板支撐系統(tǒng)編制專項(xiàng)施工方案。要求模板及支撐系統(tǒng)除滿足強(qiáng)度要求外，還必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性；而且根據(jù)工期要求要準(zhǔn)備充足的模板，以確保按標(biāo)準(zhǔn)﹑按要求拆除模板。梁、板、柱宜采用同一標(biāo)號混凝土。（2）混凝土澆筑前，應(yīng)將模板用水澆濕潤，避免模板干燥而吸收水分。同時(shí)，要嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，以防止混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮，使樓板出現(xiàn)裂縫。（3）現(xiàn)澆樓板中的預(yù)埋線管必須布置在底部鋼筋網(wǎng)片之上，交叉布線處可采用接線盒集中鋼筋網(wǎng)帶，嚴(yán)禁將水管水平埋設(shè)在現(xiàn)澆混凝土樓板中；而且在埋管集中的地方，切不可管與管緊密相列，要留有適當(dāng)?shù)拈g距。（4）現(xiàn)澆混凝土樓板澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)進(jìn)行覆蓋并作保濕養(yǎng)護(hù)，12h后應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于1個(gè)星期。對于摻用緩凝型外加劑的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于2個(gè)星期。同時(shí)，對于已澆筑完畢的混凝土樓板，嚴(yán)格禁止人或重物加荷其上，以防止?jié)仓炷翗前褰Y(jié)構(gòu)的人為破壞，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。綜上所述，混凝土樓板裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低居民樓層與層之間的抗?jié)B能力，影響居民的正常生活，還會降低樓板的耐久性，影響整個(gè)居民樓的使用壽命。因此，建筑施工單位必須嚴(yán)格加強(qiáng)混凝土原材料的質(zhì)量控制、混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制和現(xiàn)澆混凝土樓板施工質(zhì)量管理，民居工程中混凝土樓板的裂縫就能得到有效的控制。

本文作者：柴燕侖工作單位：大同煤礦集團(tuán)公司企劃部

篇2

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；干縮；收縮；骨料；水灰比；硬化；添加劑

1.引言

大體積混凝土由于水泥凝結(jié)硬化過程中釋放出大量的水化熱，形成較大的內(nèi)外溫差，當(dāng)溫差較大超過25℃時(shí)，混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力有可能超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度從而產(chǎn)生溫度裂縫，同時(shí)混凝土降溫階段如果降溫過快，由于厚板收縮，又受到強(qiáng)大的摩阻力，可能導(dǎo)致收縮貫穿裂縫。此外，混凝土本身的收縮也可能造成裂縫的產(chǎn)生。因此大體積混凝土存在的主要問題是裂縫的控制。

2.大體積混凝土的概念

目前國內(nèi)對于大體積混凝土尚無一個(gè)明確的定義。我國有的規(guī)范認(rèn)為，當(dāng)基礎(chǔ)邊長大于20m，厚度大于1m，體積大于400m3時(shí)稱大體積混凝土；有的則認(rèn)為混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸等于或大于1m，或預(yù)計(jì)會因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大，導(dǎo)致裂縫的混凝土為大體積混凝土。

3.大體積混凝土的主要類型

目前主要根據(jù)混凝土的種類和要求的性能進(jìn)行分類。按照混凝土種類主要分為不含鋼筋的素混凝土、含鋼筋的鋼筋混凝土或摻入鋼纖維的鋼纖維混凝土；按照要求的性能主要分為干硬性混凝土、低流態(tài)混凝土、高流態(tài)混凝土和常態(tài)混凝土等。

4.大體積混凝土的特點(diǎn)及施工技術(shù)要求

大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、一次澆注量大、施工時(shí)間長、施工工藝要求高、受環(huán)境影響大，澆注完畢后，由于體積過大，造成混凝土水化熱大，溫度場梯度大，混凝土“內(nèi)熱外冷”極易產(chǎn)生裂縫。工程實(shí)踐證明，大體積混凝土施工難度比較大，混凝土產(chǎn)生裂縫的機(jī)率較多。

5.大體積混凝土裂縫的主要類型

5.1干縮裂縫

混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。

5.2塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)，且長短不一，互不連貫狀態(tài)。常發(fā)生在混凝土板或比表面積較大的墻面上，較短的裂縫一般長20～30cm，較長的裂縫可達(dá)2～3m，寬1～5mm.從外觀分為無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀和稍有規(guī)則的斜紋狀或反映出混凝土布筋情況和混凝土構(gòu)件截面變化等規(guī)則的形狀，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的邊緣。

5.3沉陷裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致。或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔悖０逯伍g距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)沉陷裂縫。特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

5.4溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。混凝土澆注后，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升。而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差。較大的溫差造成混凝土內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。

6.大體積混凝土裂縫的材料控制技術(shù)

6.1水泥的合理選取

優(yōu)先選用收縮小的或具有微膨脹性的水泥。因?yàn)檫@種水泥在水化膨脹期（1～5d）可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，而在水化后期預(yù)壓應(yīng)力部分抵消溫度徐變應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力，提高混凝土的抗裂能力。

6.2骨料的合理選取

選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈性模量低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料，這樣可以獲得較小的空隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，減小了混凝土裂縫的開展。

6.3盡可能減少水的用量

水對混凝土具有雙重作用，水化反應(yīng)離不開水的存在，但多余水貯存于混凝土體內(nèi)，不僅會對混凝土的凝膠體結(jié)構(gòu)和骨料與凝膠體間的界面過度區(qū)相的結(jié)構(gòu)發(fā)展帶來影響，而且一旦這些水分損失后，凝膠體體積會收縮，如果收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過界面過度區(qū)相的抗力，就有可能在此界面區(qū)產(chǎn)生微裂縫，降低混凝土內(nèi)部抵抗拉應(yīng)力的能力。再者，大體積混凝土一般強(qiáng)度都不是很高。

7.混凝土凝結(jié)硬化過程的控制

宏觀上，硬化混凝土在約束條件下，收縮變形會產(chǎn)生彈性拉應(yīng)力，拉應(yīng)力的近似值最初可假定為楊氏模量和變形的乘積，當(dāng)誘導(dǎo)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土材料就會開裂。但事實(shí)上，由于混凝土是一種兼具粘性和延展性（徐變）的復(fù)雜相組成的非均質(zhì)材料，一些應(yīng)力被徐變松弛所釋放，混凝土是否產(chǎn)生裂縫是徐變應(yīng)力松弛后的殘余應(yīng)力所決定。

8.外加劑與摻合材料的控制

8.1粉煤灰

混凝土中摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，抑制堿集料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等。這些諸多好處均將有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同時(shí)會顯著降低混凝土的早期強(qiáng)度，對抗裂不利。試驗(yàn)表明，當(dāng)粉煤灰取代率超過20%時(shí)，對混凝土早期強(qiáng)度影響較大，對于抗裂尤其不利。

8.2硅粉

（1）抗凍性：微硅粉在經(jīng)過300～500次快速凍解循環(huán)，相對彈性模量隆低10～20%，而普通混凝土通過25～50次循環(huán)，相對彈性模量隆低為30～73%.（2）早強(qiáng)性：微硅粉混凝土使誘導(dǎo)期縮短，具有早強(qiáng)的特性。（3）抗沖磨、控空蝕性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗沖磨能力提高0.5～2.5倍，抗空蝕能力提高3～16倍。

8.3減水劑

緩凝高效減水劑能夠提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，并對減少混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、變形等性能起著極為重要的作用。

8.4引氣劑

引氣劑除了能顯著提高混凝土抗凍融循環(huán)和抗侵蝕環(huán)境的能力外，能顯著降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的彈性模量，優(yōu)化混凝土體內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗凍性能。

9.結(jié)語

大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產(chǎn)生的主要影響因素有幾種：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，由外荷載引起的。二是材料型裂縫，主要由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。目前控制和解決的重點(diǎn)是溫度應(yīng)力引起的混凝土裂縫。

參考文獻(xiàn)：

篇3

關(guān)鍵詞：大體積砼承臺裂縫控制溫度應(yīng)力施工技術(shù)措施

1引言

白果渡嘉陵江大橋是國道212線四川武勝至重慶合川高速公路橫跨嘉陵江的一座特大橋，全橋長1433米，主橋?yàn)椋?30+230+130）m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)，單箱單室，下部結(jié)構(gòu)為16根24米長Ф230cm的群樁基礎(chǔ)，上接大體積分離式承臺。單幅承臺結(jié)構(gòu)尺寸為18.7mx10.2mx5m，單幅承臺砼方量為953.7m3，一次澆注完成。

2簡述

2.1溫度應(yīng)力的主要成因：

2.1.1大體積砼在硬化期間，水泥水化后釋放大量的熱量，使砼中心區(qū)域溫度升高，而砼表面和邊界由于受氣溫影響溫度較低，從而在斷面上形成較大的溫差，使砼的內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力（稱為內(nèi)部約束應(yīng)力）。

2.1.2當(dāng)砼的水化熱發(fā)展到3～7d達(dá)到溫度最高點(diǎn)，由于散熱逐漸產(chǎn)生降溫產(chǎn)生收縮，且由于水分的散失，使收縮加劇，這種收縮在受到基巖等約束后產(chǎn)生拉應(yīng)力（稱為外部約束應(yīng)力）。

2.2溫度應(yīng)力在承臺砼內(nèi)的分布如下圖所示：

綜上所述，在承臺大體積砼施工前，必須進(jìn)行砼的溫度變化，應(yīng)力變化的估算，以確定養(yǎng)護(hù)措施、分層厚度、澆筑溫度等施工措施，并以此來指導(dǎo)施工。

3C30承臺大體積砼砼裂縫控制的施工計(jì)算

3.1相關(guān)資料：

3.1.1配合比

水泥：粉煤灰：砂子：碎石：水：NNO-Ⅱ減水劑

369：50：677：1148：176：3.66

1：0.136：1.835：3.111：0.48：1%

3.1.2材料：

水泥：騰輝F.032.5級水泥

碎石：草街連續(xù)級配碎石（5~31.5mm）

混合中砂：機(jī)制砂40%，渠河細(xì)砂60%

粉煤灰：硌黃華能電廠Ⅱ級粉煤灰

外加劑：達(dá)華NNO-Ⅱ型緩凝減水劑

3.1.3氣象資料

相對濕度80~82%；年平均氣溫17.5~17.6℃，最高氣溫40.5℃，夏熱期（5~9月份）平均氣溫20℃。

3.1.4采用自動配料機(jī)送料，裝載機(jī)加料，拌和站集中拌和，混凝土泵輸送砼至模內(nèi)。

3.2砼最高水化熱溫度及3d、7d的水化熱絕熱溫度

C=369kg/m3；粉煤灰32.5水泥：水化熱Q7d=257J/kg，Q28d=222J/kg（騰輝水泥廠提供的數(shù)據(jù)）；c=0.96J/kg.k；ρ=2400kg/m3。

3.2.1砼最高水化熱絕熱溫升

Tmax=CQ/cρ=(366*257)/(0.96*2400)=40.83℃

3.2.23d的絕熱溫升

T（3）=40.83*(1-e-0.3*3)=24.23℃

ΔT（3）=24.23-0=24.23℃

3.2.37d的絕熱溫升

T（7）=40.83*(1-e-0.3*7)=35.83℃

ΔT（7）=35.83-24.23=11.6℃

(4)15d的絕熱溫升

T（15）=40.83*(1-e-0.3*15)=40.38℃

T（15）=40.38-35.83=4.55℃

3.3砼各齡期收縮變形值計(jì)算

εy（t）=εy0（1-e-0.01t）*M1*M2*…*M10

查表得：M1=1.10，M2=1.0，M3=1.0，M4=1.21，M5=1.2，M6=1.11(1d)、1.09(3d)、1.0(7d)、0.93(15d)，M7=0.7，M8=1.4，M9=1.0，M10=0.895

則有：M1M2M3M4M5M7M8M9M10

=1.10*1.0*1.0*1.21*1.2*0.7*1.4*1.0*0.895=1.401

3.3.13d收縮變形值

εy（3）=εy0*（1-e-0..03）*1.401*M6

=3.24*10-4*（1-e-0..03）*1.401*1.09=0.146*10-4

3.3.27d收縮變形值

εy（7）=εy0*（1-e-0..07）*1.401*M6

=3.24*10-4*（1-e-0..07）*1.401*1.0=0.307*10-4

3.3.315d收縮變形值

εy（15）=εy0*（1-e-0.15）*1.401*M6

=3.24*10-4*（1-e-0..15）*1.401*0.93=0.588*10-4

3.4砼收縮變形換算成當(dāng)量溫差

3.4.13d

T（y）（3）=-εy（3）/α=(-0.146*10-4)/(1.0*10-5)=-1.46℃

3.4.27d

T（y）（7）=-εy（7）/α=(-0.307*10-4)/(1.0*10-5)=-3.07℃

3.4.315d

T（y）（15）=-εy（15）/α=(-0.588*10-4)/(1.0*10-5)=-5.88℃

3.5各齡期砼模量計(jì)算E（t）=Ec*（1-e-0..09t）

3.5.13d齡期

E（3）=3.0*104*（1-e-0..09*3）

=7.1*103N/mm2

3.5.27d齡期

E（7）=3.0*104*（1-e-0..09*7）

=1.40*104N/mm2

3.5.315d齡期

E（15）=3.0*104*（1-e-0..09*15）

=2.22*104N/mm2

3.6砼的溫度收縮應(yīng)力計(jì)算

砼強(qiáng)度換算f（n）=f（28）*lgn/lg28，砼抗拉強(qiáng)度ft=0.23*f2/3cu對于C30砼f（28）=15N/mm2

3d齡期:f（3）=f（28）*lg3/lg28=15*lg3/lg28=8.76N/mm2

ft=0.23f2/3(3)=0.23*4.952/3=0.668N/mm2

7d齡期:f（7）=f（28）*lg7/lg28=15*lg7/lg28=8.76N/mm2

ft=0.23f2/3(7)=0.23*8.762/3=0.98N/mm2

由于在七月份澆注承臺砼，氣溫較高，假設(shè)入模溫度To=30℃，Th=25℃

3.6.13d齡期H（t）=0.57,R=0.35,V=0.15

ΔT=To+2/3T(t)+Ty(t)-Th=30+2/3*24.23+1.46-25=22.61℃

σ=-(7.1*103*10*10-6*22.61*0.57*0.35)/(1-0.15)

=0.377N/mm2＜(0.668/1.15)=0.581N/mm2可

3.6.27d齡期H（t）=0.502,R=0.35,V=0.15

ΔT=30+2/3*35.83+3.07-25=31.96℃

σ=-(1.4*104*10*10-6*31.96*0.502*0.35)/(1-0.15)

=0.93N/mm2＜0.98N/mm2

抗裂安全系數(shù)：K=0.98/0.93=1.05<1.15

4裂縫控制的施工技術(shù)措施

通過以上分析可知，承臺基礎(chǔ)在露天養(yǎng)護(hù)期間，7d齡期時(shí)，抗裂安全系數(shù)K值稍小于1.15，此時(shí)砼有可能出現(xiàn)裂縫，因此，在設(shè)計(jì)配合比、砼施工過程及養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)采取一定措施，以減小砼表面與內(nèi)部溫差值，使得砼表面與砼內(nèi)部溫差小于25℃，σ/（1.15）＜ft，則可控制裂縫的不出現(xiàn)。采取如下措施：

4.1采用雙摻技術(shù)，摻入粉煤灰和NNO-II型緩凝減水劑，粉煤灰摻入采用超量代換法，減水劑的緩凝時(shí)間15個(gè)小時(shí)（通過實(shí)驗(yàn)室測定結(jié)果表明），延緩砼的初凝時(shí)間，延緩砼水化熱峰值的出現(xiàn)。

4.2通過技術(shù)性能比較，石灰?guī)r碎石的線膨脹系數(shù)較小，彈模低，極限拉伸值大，據(jù)相關(guān)資料表明，在相同溫差下，溫度應(yīng)力可減小50%，能提高砼的抗拉強(qiáng)度，因此，選用石灰?guī)r碎石作為粗骨料；控制骨料（砂、石）的含泥量，以減小砼的收縮，提高極限拉伸。

4.3嚴(yán)格控制砼的入模溫度在30℃左右。選擇在傍晚開始澆注承臺砼，對粗骨料進(jìn)行噴水和護(hù)蓋；施工現(xiàn)場設(shè)置遮陽設(shè)施，搭設(shè)彩條布棚，避免陽光直曬；在水箱中加入冰塊，降低拌和水的溫度；在基坑內(nèi)設(shè)一大功率的鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)散熱。

4.4埋設(shè)6層冷卻管，每層冷卻管配一潛水泵，在第一批開始砼初凝時(shí)由專人負(fù)責(zé)往冷卻管內(nèi)注入涼水降溫，冷卻水流速應(yīng)大于15L/min，冷卻水采用嘉陵江水，持續(xù)養(yǎng)生7天。通過冷卻排水，帶走砼體內(nèi)的熱量，許多工程實(shí)踐表明，此方法可使大體積砼體內(nèi)的溫度降低3~4攝氏度。

4.5澆注砼時(shí)，采用薄層澆注，控制砼在澆注過程中均勻上升，避免砼拌和物堆積過大高差，砼的分層厚度控制在20~30cm。

4.6設(shè)10臺插入式振搗器，加強(qiáng)振搗，以期獲得密實(shí)的砼，提高密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，澆注后，及時(shí)排除表面積水，進(jìn)行二次抹面，防止早期收縮裂縫的出現(xiàn)。

4.7砼澆注后，搭設(shè)遮陽布棚，避免陽光曝曬承臺表面。

4.8砼澆注后，砼表面用土工布覆蓋保溫，并灑水養(yǎng)生，使砼緩慢降溫、緩慢干燥，減少砼內(nèi)外溫差。

4.9砼澆筑后，每2小時(shí)量測冷卻管出口的水溫和砼表面溫度，若溫差大于20℃時(shí)，及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施，如加快冷卻水的流通速度等措施，以控制溫差小于25℃。

5溫度監(jiān)測

承臺砼入模溫度為30℃～34℃，1.5d后中心溫度最高達(dá)50℃，溫升達(dá)20℃，3d后中心溫度達(dá)57℃～60℃，溫升27℃～30℃，經(jīng)過10～12d降溫階段后，中心溫度基本穩(wěn)定。

承臺中心與側(cè)面中心溫度的最大溫差為10℃，與承臺表面的最大溫差為17℃左右，因此，在養(yǎng)護(hù)階段必須做好承臺表面的保溫措施，延緩承臺表面的降溫速度，減小溫差。

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[關(guān)鍵詞]水工混凝土 溫度裂縫 成因 控制措施

中圖分類號：TV544 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）45-0210-01

前言

近代科學(xué)研究和大量實(shí)踐證明，水工混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫問題是難以完全避免的，但在一定的范圍內(nèi)是可以接受的。鋼筋混凝土規(guī)范也明確規(guī)定：有些結(jié)構(gòu)在所處的不同條件下，允許存在一定寬度的裂縫。但在施工中應(yīng)盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，尤其要盡量避免有害裂縫的出現(xiàn)，從而確保工程質(zhì)量。

一、水工混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的成因分析

1、水泥水化熱的影響

水泥在水化過程中要釋放出大量的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，混凝土導(dǎo)熱性能較差，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失，易產(chǎn)生混凝土內(nèi)外溫差。澆筑初期混凝土的彈性模量和強(qiáng)度都較低，對水泥水化熱急劇溫升引起的變形約束不大，溫度應(yīng)力自然也小，不會產(chǎn)生溫度裂縫。隨著混凝土期齡的增長，其彈性模量和強(qiáng)度不斷相應(yīng)不斷提高，對混凝土降溫收縮變形的約束也越來越強(qiáng)，即產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，當(dāng)該溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。

2、外界氣溫濕度變化的影響

水工混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起著很大的影響.混凝土內(nèi)部的溫度的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。混凝土的澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；水工大體積混凝土結(jié)構(gòu)不易散熱，其內(nèi)部溫度有時(shí)可高達(dá)90℃以上，而且持續(xù)時(shí)間較長，如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度，如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

3、混凝土收縮變形的影響

混凝土拌合用水80%要蒸發(fā)，只有20%的水分是水泥水化所必需的，在混凝土硬化過程中其體積會發(fā)生變化，這是因?yàn)榛炷羶?nèi)部多余的水分被蒸發(fā)，造成混凝土收縮.混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時(shí)（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開裂，引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、于燥收縮和溫度收縮等三種.在硬化初期主要是水泥石在水化凝固過程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。

二、溫度的控制和防止裂縫的措施

1、控制溫度措施

為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。控制溫度的措施如下：

（1）采用改善骨料級配，用干硬性水工混凝土，摻混合料，采用外加劑等措施以減少水工混凝土中的水泥用量。

（2）拌合水工混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低水工混凝土的澆筑溫度。

（3）熱天澆筑水工混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。

（4）在水工混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫。

（5）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免水工混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

（6）施工中長期暴露的水工混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。改善約束條件的措施是：

a合理地分縫分塊；如塔里木河流域近期綜合治理項(xiàng)目中對混凝土渠道襯砌過程中吸取東岸輸水總干渠板塊尺寸大引起裂縫的問題，在設(shè)計(jì)過程中將板塊尺寸確定為3 m×4 m左右。在澤普縣波斯喀木干渠施工過程中就采用3 ×2 m，施工完成后沒有發(fā)現(xiàn)裂縫。

b避免基礎(chǔ)過大起伏；

c合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露；如在喀群引水樞紐水毀工程修復(fù)工作過程中，將底部擋土墻基礎(chǔ)在達(dá)到初凝后及時(shí)進(jìn)行回填，使擋土墻內(nèi)外溫度差別不大，工程竣工已經(jīng)3年，沒有發(fā)現(xiàn)較大的溫度裂縫。

d如果是大體積水工混凝土，如擋土墻，大型水閘閘基礎(chǔ)和閘墩等，可以適當(dāng)加一些毛石，以便降低水化熱。

在水工混凝土的施工中，為了增加經(jīng)濟(jì)效益，縮短施工期，提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的水工混凝土盡早拆模。當(dāng)水工混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起水工混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在水工混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力迭加，再加上水工混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋保溫材料，對于防止水工混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，效果將會顯著提高。

加筋對大體積水工混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因?yàn)榇篌w積水工混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與水工混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。在水工混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對提高水工混凝土抗裂性的效果較好。

2、混凝土外加劑的作用

為保證水工混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高水工混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。其主要作用為：

（1）水工混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使水工混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力，但會使水工混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在60年代就已被國際上所確認(rèn)。

（2）水灰比是影響水工混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使水工混凝土用水量減少25%。

（3）水泥用量也是水工混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的水工混凝土在保持水工混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補(bǔ)充。

（4）減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少水工混凝土泌水，減少沉縮變形。

（5）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高水工混凝土抗裂性能。

（6）水工混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于水工混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的水工混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高水工混凝土的抗裂性能。

（7）摻加外加劑可使水工混凝土密實(shí)性好，可有效地提高水工混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。

（8）摻減水防裂劑后水工混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

結(jié)束語

總之，雖然水工大體積混凝土很容易產(chǎn)生裂縫，但是大量的科學(xué)研究以及成功的工程實(shí)例都表明，只要我們在設(shè)計(jì)、施工工藝、材料選擇以及后期的養(yǎng)護(hù)過程中能夠充分考慮各種因素的影響，還是完全可以避免危害結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵字：溫度裂縫；混凝土；導(dǎo)熱性能

一 影響大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 水泥水化熱

大體積混凝土內(nèi)部熱量主要是從水泥水化過程中產(chǎn)生的，由于大體積混凝土截面厚度較大，因此水化熱聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)不易釋放出來，將會引起急驟升溫。混凝土單位體積內(nèi)的水泥的用量和水泥的品種是引起水泥水化熱的絕熱溫升的重要因素，隨著混凝土的齡期按指數(shù)關(guān)系增長，最終絕熱溫升的時(shí)間一般在10d左右，但是由于結(jié)構(gòu)自然散熱的原因，實(shí)際上混凝土內(nèi)部的最高溫度大多發(fā)生在混凝土澆筑后的3～5d左右。

1.2 混凝土的導(dǎo)熱性能

熱量在混凝土內(nèi)傳遞的能力反映在其導(dǎo)熱性能上。熱量傳遞率越大，說明混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)越大，并與外界交換的效率也會越高，使得混凝土內(nèi)最高溫升降低，同時(shí)也降低了混凝土的內(nèi)外溫差。如果混凝土的導(dǎo)熱性能較差時(shí)，在澆筑初期，混凝土的彈性量和強(qiáng)度都不高，對水化熱急驟溫升而引起的變形約束較小，溫度應(yīng)力不大。隨著混凝土齡期的慢慢增長，彈性模量和強(qiáng)度都相應(yīng)的提高，對混凝土降溫收縮變形的約束也越來越強(qiáng)，此時(shí)就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，一旦混凝土的抗拉強(qiáng)度不能抵抗該溫度應(yīng)力時(shí)，就會產(chǎn)生溫度裂縫。

1.3 外界氣溫變化

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中，大體積混凝土開裂與外界氣溫的變化有著密切的聯(lián)系。澆筑溫度是從混凝土內(nèi)部溫度而來的（即混凝土的入模溫度，它是混凝土水化熱溫升的基礎(chǔ)，可以預(yù)見，混凝土的入模溫度越高，它的熱峰值也必然越高。工程實(shí)踐中在高溫季節(jié)澆筑大體積常采用骨料預(yù)冷，加冰拌和等措施來降低澆筑溫度，控制混凝土最高溫升，原因在此）、水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)散熱降溫等各種溫度的疊加之和。當(dāng)外界溫度升高時(shí)，混凝土的澆筑溫度也會升高；如果外界溫度降低，將會增加混凝土的降溫幅度，尤其是在外界氣溫急降時(shí)，將會增加外層混凝土和內(nèi)部混凝土的梯度，這將會對大體積混凝土造成非常大的影響。

1.4 混凝土的收縮變形

混凝土中的水分一般包括：化學(xué)結(jié)合水、物理-化學(xué)結(jié)合水以及物理力學(xué)結(jié)合水。其中大部分的的水分需要蒸發(fā)掉，水泥硬化只需一小部分水分。大體積混凝土在水泥水化的過程中，多余的水分蒸發(fā)將會引起混凝土體積變形，大部分屬于收縮變形，一小部分為膨脹變形，這跟所采用的膠凝材料的性質(zhì)有關(guān)。引起混凝土體積收縮的一個(gè)重要原因就是多余水分的蒸發(fā)。這種干燥收縮變形不受約束條件的影響，如果存在約束，那么產(chǎn)生收縮應(yīng)力即可引起硅的開裂，而且還會隨齡期的增加而發(fā)展。

二 對大體積混凝土溫度裂縫控制的一些措施

2.1 控制混凝土的溫升

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)降溫階段，由于降溫和水分蒸發(fā)等種因素的影響而產(chǎn)生收縮，另外由于存在約束不能自由變形而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。因此，控制水泥水化熱引起的溫升，也就降低了降溫溫差，這將對減小溫度應(yīng)力、防止產(chǎn)生溫度裂縫能起到非常重要的作用。為了可以控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)因水泥水化熱而產(chǎn)生的溫升，需采取以下的施工措施：

（l）選用中低熱的水泥品種；（2）摻加外加劑；（3）粗骨料應(yīng)達(dá)到最佳的最大粒徑；（4）控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度。

2.2 加強(qiáng)混凝土的保溫和養(yǎng)護(hù)

剛澆筑的混凝土由于強(qiáng)度較低，抵抗變形的能力小等，一旦遇到較差的溫濕條件，其表面較易發(fā)生有害的冷縮和干縮裂縫。而保濕的主要目的是降低混凝土表面與內(nèi)部溫度差及表面混凝土溫度的梯度，防止表面裂縫的產(chǎn)生。不論在常溫還是負(fù)溫下進(jìn)行施工，混凝土的表面都需覆蓋保溫層。常溫保濕層可以對混凝土表面因受大氣溫度變化或雨水襲擊的溫度影響起到緩沖作用；而負(fù)溫保溫層則根據(jù)工程項(xiàng)目地點(diǎn)、氣溫以及控制混凝土內(nèi)外溫差等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。但負(fù)溫保溫層一定要設(shè)置不透風(fēng)材料覆蓋層，要不然效果將不理想。保溫層還具有保濕的作用，如果換成濕砂層，濕鋸末層或積水保濕效果尤為突出，保濕可以提高混凝土的表面抗裂能力。

2.3 減少混凝土的收縮、提高混凝土的極限拉伸值

混凝土的收縮值和極限拉伸值，不僅跟水泥用量、骨料品種和級配、水灰比、骨料含泥量等有關(guān)，而且與施工質(zhì)量和施工工藝有著密切聯(lián)系。在澆筑后的混凝土進(jìn)行二次振搗，還可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，為使混凝土與鋼筋的握裹力提高，防止因混凝土沉落而產(chǎn)生裂縫，需減小內(nèi)部微裂，增加混凝土密實(shí)度，將混凝土的抗壓強(qiáng)度提高10%-20%左右，從而提高抗裂性。

為了使混凝土質(zhì)量進(jìn)一步提高，可采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石攪拌新工藝。這樣能可以防止水分向石子與水泥砂漿界面的集中，使硬化后的界面粘結(jié)加強(qiáng)以及過渡層結(jié)構(gòu)致密，這將使混凝土的強(qiáng)度提高10%左右，還可以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度以及極限拉伸值。

2.4 加強(qiáng)混凝土的施工監(jiān)測工作

大體積混凝土施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是溫度控制，它可以有效地控制溫度裂縫的產(chǎn)生。在大體積混凝土的凝結(jié)硬化過程中，加強(qiáng)施工監(jiān)測，可及時(shí)掌握大體積混凝土不同深度溫度場升降的變化規(guī)律，隨時(shí)監(jiān)測混凝土內(nèi)部的溫度情況，以便更好地采取相應(yīng)的施工技術(shù)措施，保證混凝土不產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，避免溫度裂縫的產(chǎn)生。

為了監(jiān)測混凝土內(nèi)部的溫度，可在混凝土內(nèi)部不同部位埋設(shè)銅熱傳感器，并用混凝土溫度測定記錄儀進(jìn)行施工全過程的跟蹤監(jiān)測，確保做到全面、及時(shí)、均勻地控制大體積混凝土的溫度情況。

三 總結(jié)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫控制是一個(gè)系統(tǒng)的工程，要根據(jù)工程中的實(shí)際情況進(jìn)行控制，切不可盲目地嚴(yán)格要求而帶來大量的浪費(fèi)，必須結(jié)合實(shí)際選擇相應(yīng)的控制方法，才能達(dá)到良好的效果。對于大體積混凝土工程，我們還需要不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采用新的施工工藝，讓目的和手段能有機(jī)的結(jié)合，來解決實(shí)際工程中應(yīng)有的問題。

參考文獻(xiàn)