大体积混凝土施工难点及对策研究

1、大体积混凝土施工难点及对策研究论文摘要：大体积混凝土的定义和大体积混凝土温度裂缝控制措施。大体积混凝土温度裂缝产生的机理和温度应力计算方法。掌握裂缝产生的原因和对应力的计算，更好的选择温度裂缝控制的措施和方法。关键词：大体积混凝；温度裂缝；水泥水化热；外界气温变化；约束条件；收缩变形；温度应力；控制措施；混凝土材料；外部环境；约束条件；预应力技术。 引言：随着建筑物体积不断变大，相应结构的构件尺寸也势必要伴随着增大，对于混凝土的结构来说，当构件体积或面积比较大时，在混凝土的结构和构件内产生较大的温度应力，如果不采取特殊措施来减小温度应力势必将导致混凝土的开裂。温度裂缝的产生不单单是施工方法的问

2、题，也涉及到结构的设计、构造的选择、材料的组成、约束条件以及施工坏境等诸多因素。1、 大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土施工中有着特殊的要求及防范重点温度裂缝。大体积混凝土因为截面大、水泥的用量大、水泥水化释放大量的水化热，将会产生较大的温度变化，因为混凝土导热性能差，其外部热量散失的较快，而内部的热量且不易散失，造成了混凝土各个部位之间较大的温度差与温度应力，从而产生了温度裂缝。按产生的原因一般分为荷载作用下的裂缝、约占百分之十，变性作用下的裂缝、约占百分之八十，耦合作用下的裂缝、约占百分之十。按裂缝的有害程度可分为有害裂缝与无害裂缝两种。有害裂缝是指裂缝的宽度对建筑物使用功能及耐久性有影响

3、的裂缝。一般情况下，裂缝宽度略微超过规定百分之二十的是轻度有害的裂缝，超过百分之五十的是中度有害的裂缝，超过规定百分之百的（贯穿裂缝与纵深裂缝）是重度的有害的裂缝。按裂缝出现时间可分为早期裂缝（3-28天）、中期裂缝（28-180天）、晚期裂缝（180-720天，最晚20年）。按深度可一般分成表面裂缝（浅层裂缝）、深层裂缝与贯穿裂缝三种。贯穿裂缝截断了结构断面，破坏了结构的整体性、耐久性、防水性，将会影响正常使用，为害甚是严重；而深层裂缝切断了部分结构断面，有一定的危害性；虽然表面裂缝不属于结构性裂缝，但是在混凝土收缩时，因为表面的裂缝处断面削弱而且易发生应力的集中，以至能够促使裂缝的进一步开

4、展。混凝土浇筑的初期，水泥水化产生大量水化热，导致混凝土温度极快上升，但是由于混凝土表面散热的条件较好，热量可向大气中较快的散发，所以温度上升较少；而混凝土的内部由于散热的条件较差，散发热量较少，所以温度上升较多，内外形成了温度梯度，从而形成了内约束。结果是混凝土内部产生压应力，面层产生拉应力，当该应力超过了混凝土抗拉强度时，混凝土的表面产生裂缝。混凝土浇筑后数日，水泥水化热已基本释放，混凝土从最高温度逐渐降温，降温的结果使混凝土收缩；加上由于混凝土中的多余水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到的基于结构边界条件约束而不能自由变形，导致了产生温度应力，当该应力超过龄期下混凝土抗拉强度时，则从约束面

5、开始向上开裂，形成收缩裂缝。如果该应力足够大，则可能产生贯穿裂缝。2、 裂缝产生的原因大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，使其内部矛盾发展的结果，一方面混凝土内外温差产生应力与应变，另一方面是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应变，一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产生裂缝。主要由以下几个因素：2.1 水泥水化热水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失。水泥水化热引起的绝热温升与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随着混凝土的龄期按指数关系增长，一般在10-12d达到最终绝热温升，但由于结构自然散热，实

6、际上混凝土内部的最高温度大多发生在混凝土浇筑后25d。外界气温变化大体积混凝土结构施工期间，外界气温的变化情况对防止大体积混凝土开裂有重大影响。外界气温越高，混凝土的浇筑温度越高，如果外界温度下降，则会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界温度骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温差，这对大体积混凝土极为不利，易产生开裂裂缝。2.2 约束条件结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该抑制即称“约束”，大体积混凝土因为温度变化产生变形，这种变形受到约束才产生应力。无约束就不会产生应力，因此，改善约束条件对防止混凝土开裂有重要意义。2.3 混凝土收缩变形混凝土的拌合水中，只有约百分之二十的水分

7、是水泥水化所必需的，其余皆是要被蒸发的。混凝土在水泥水化过程中会产生体积变形，其中大多数是收缩变形，少数是膨胀变形，取决于所采用的胶凝材料的性质。混凝土中水分蒸发是引起混凝土体积变形的主要原因之一，这种变形不受约束条件的影响，若存在约束，即产生收缩应力。3、 大体积混凝土温度裂缝的控制措施对于大体积混凝土结构，为控制混凝土温度裂缝，应着重从以下几个方面进行控制：3.1 混凝土材料3.1.1 选择水泥品种混凝土温度上升的热源是水泥水化热，故选用种地热的水泥品种，可减少水化热，石混凝土减少升温。当然，应在保证混凝土强度的前提下。减少水泥用量根据结构实际承受荷载情况，对结构的强度和刚度进行复算，并取

8、得设计和质监部门的认可后，可采用高强度混凝土替代低强度混凝土，可使每立方米混凝土的水泥用量减少，混凝土的水化热相应减少。3.1.2 选择外加剂在裂缝控制中，决定混凝土抗力的抗拉强度的提高不足以弥补增大的水化热带来的复杂影响。为了解决这些问题，合理地选择外加剂就显得十分重要。减水剂在混凝土中掺入减水剂，不仅能使混凝土的和易性有明显改善，同时又减少了拌合水，节约了水泥，从而降低了水化热。3.1.3 粉煤灰粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分，能有效提高混凝土的抗渗性能，具有减水作用，特别是可以明显地延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，并能改善混凝土后期强度。3.1.4 膨胀剂膨胀剂可以在混凝土中产生膨

9、胀自应力，抵消由于干缩产生的拉应力，避免裂缝的发生和发展。3.2 选择粗、细骨料骨料中的杂质含量会影响混凝土的抗拉强度；增大粗骨料的粒径可减少用水量、减少水泥的用量从而减少水化热；混凝土中沙率过高会对抗裂不利。3.3 外部环境大体积混凝土的浇筑工艺、浇筑过程中的温度控制、成型后的护理与养护都会对混凝土的温度裂缝有较大影响，应采取科学的最佳处理方法，尽可能地防止混凝土裂缝的发生和发展。3.4 约束条件大体积混凝土的裂缝产生根本原因是应力的作用，因此在浇筑过程中可以采取一定的措施改变其主要应力的作用结果，以达到防止混凝土裂缝的目的。比如：留置后浇带，合理布置应力释放带、滑动层、缓冲层，改善构造配筋，跳仓施工等。3.5 预应力技术由于以上方法有其一定的局限性和弊端，所以主动采取措施控制裂缝是施工中对裂缝控制的有效途径之一。例如，采用预应力钢筋对超长地下室外墙弧线、环线型地下室外墙施工中的裂缝进行控制。 4、结束语通过对大体积混凝土形成的原因与预防、控制措施的初步探究，个人认为只要采取以预防为主，采用温度控制的施工技术，在大体积混凝土所用材料的选择、配合比优化、浇筑的过程控制、保温养护以及施工的过程中混凝土浇筑的内部温度及温度应力的监测等环节，采取一系列科学的技术措施，并在施工过程中多观察、多比较，出现问题后多做分析、多总结，结合多种预防处理的措施，混凝土的温度裂缝是可以完全控制和