第一篇：大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算(泰康人壽)

大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算(泰康人壽)

大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算

大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算

工程名稱：泰康人壽工程

施工單位：中建一局集團建設發展有限公司

砼供應單位：北京鐵建永泰新型建材有限公司

混凝土水化熱計算

熱工計算

1.1混凝土入模溫度控制計算

（1）混凝土拌合溫度宜按下列公式計算：

T0=［0.92（mceTce＋msTs＋msaTsa＋mgTg）＋4.2Tw（mw－ωsamsa－ωgmg）＋Cw（ωsamsaTsa＋ωgmgTg）－Ci（ωsamsa＋ωgmg）］

÷［4.2mw＋0.92（mce＋msa＋ms＋mg）］

…………（1.1）式中

T0 —混凝土拌合物溫度(℃)；

mw---水用量(Kg)；

mce---水泥用量(Kg)；

ms---摻合料用量(Kg)；

msa---砂子用量(Kg)；

mg---石子用量(Kg)；

Tw---水的溫度(℃)；

Tce---水泥的溫度(℃)；

Ts---摻合料的溫度(℃)；

Tsa---砂子的溫度(℃)；

Tg---石子的溫度(℃)；

ωsa---砂子的含水率(%)；

ωg---石子的含水率(%)；

Cw---水的比熱容(Kj/Kg.K)；

Ci---冰的溶解熱(Kj/Kg)；

當骨料溫度大于0℃時, Cw=4.2, Ci =0；

當骨料溫度小于或等于0℃時，Cw=2.1, Ci=335。

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（2）

C40P6混凝土配比如下:

根據我攪拌站的設備及生產、材料情況，取Tw =16℃，Tce=40℃，Ts=35℃，ωsa=5.0%，ωg=0%，Tsa=10℃，Tg=10℃，C1=4.2，Ci =0

則T0=［0.92（280×40＋175×35＋723×10＋1041×10）＋4.2×16（165－

5.0%×723－0%×1041）＋4.2（5.0%×723×10＋0%×1041×0）－0（ωsamsa＋ωgmg）］÷［4.2×165＋0.92（280＋175＋723＋1041）］

=[0.92*(11200+6125+7230+10410)+67.2*(165-36.2-0)+4.2*(361.5+0)-0]/[693+ 0.92*2219]

=[0.92*34965+67.2*128.8+4.2*361.5]/2734

=[32167.8+8655.4+1518.3]/2730=42341.5/2734=15.5℃

（3）混凝土拌合物出機溫度宜按下列公式計算：

T1=T0－0.16（T0－Ti）

式中T1—混凝土拌合物出機溫度（℃）；

Ti—攪拌機棚內溫度（℃）。

取Ti =16℃，代入式1.2得

T1=15.5-0.16（15.5-16）

=15.4℃

（4）混凝土拌合物經運輸到澆筑時溫度宜按下列公式計算：

T2=T1－（αt1＋0.032n）（T1-Ta）

（1.3）

式中T2—混凝土拌合物運輸到澆筑時的溫度（℃）；

t1—混凝土拌合物自運輸到澆筑時的時間（h）；

n—混凝土拌合物運轉次數；

Ta—混凝土拌合物運輸時環境溫度（℃）；

α—溫度損失系數（h-1）

當用混凝土攪拌車輸送時，α=0.25；

取t1=0.3h，n=1，α=0.25，Ta =15℃，代入式1.3得：

T2=15.4－（0.25×0.3＋0.032×1）×(15.4-15)

=15.4-0.107*（-0.4）≈15.4℃

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1.2混凝土溫差控制計算（1）有關數據：

據該大體積混凝土要求選取計算模型為：砼入模溫度15.4℃，大氣平均溫度15℃，底板最大厚度1.0m，其它有關數據依據相應的數通過查表。

（2）混凝土水化熱絕熱溫升

Th?

W?Q

(1?e?mt)c??

式中：W——混凝土中膠凝材料用量（kg/m3）；，42.5#普通水泥取375kJ/kg； Q——膠凝材料水化熱總量（kJ/kg）

c——混凝土比熱，一般為0.92~1.00，取0.97 kJ/kg·K； ?——混凝土的質量密度，取2400kg/m3；

m——隨水泥品種、澆筑溫度改變的系數，取0.35d-1；

t——齡期（d）。

Q=kQ0=（k1+k2-1）Q0，42.5#普通水泥取375kJ/kg； Q0——水泥水化熱（kJ/kg）

k1、k2——摻合料水化熱調整系數，查表分別取：0.95、0.93 計算得：

（3）混凝土不同齡期溫升：

Tt?Th??

式中:Tt——砼不同齡期的絕熱溫升；

ξ—不同齡期水化熱溫升與砼厚度有關值，如下表所示。

（3）混凝土內部實際最高溫度計算：

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Tmax?Tj?Tt

式中:Tmax——不同齡期砼中心最高溫度（℃）；

計算得：

（4）混凝土表面溫度計算

Tb(t)?Tq?4//h(H?h)?T(t)2H

式中:Tb(t)——齡期t時,混凝土的表面溫度（℃）；

； Tq——大氣的平均溫度（℃）

H——混凝土的計算厚度(m)，H?h?2h/；

h——混凝土的實際厚度(m)；

h/——混凝土的虛厚度（m），h/?k??/?

λ——混凝土的導熱系數，取2.33W/m·K；

k——計算折減系數，可取2/3；

β——模板及保溫層的傳熱系數（W/m·K）；

??1

i1iq

；無需覆蓋養護，厚度為0m ?i——保溫材料的厚度（m）

?i——保溫材料的導熱系數，阻燃草簾的導熱系數為0.14W/m·K；——空氣層傳熱系數，取23W/m·K。

無草簾被覆蓋養護，大氣平均溫度為15℃。

??1

i1iq?110?23?23（W/m·K。）

h/?k??/??22.33??0.067(m)323

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H?h?2h/?1.0?2?0.067?1.134

?T(t)?Tmax?Tq

故混凝土表面溫度、里表溫差、表面與大氣溫差計算如下表：

結論：混凝土中心最高溫度與表面溫度之差為12.0℃，符合規定要求；混凝土表面溫度與大氣溫度之差為3.5℃，亦符合要求，故采無需覆蓋，可以保證混凝土底板的質量。

根據計算可知，混凝土在3天時放熱速率最快，3天以后雖然水泥水化速率開始降低，但由于水化熱的不斷積累，混凝土內部溫度從3d到7d仍在處于上升階段，以后內部實際溫度才有所下降，所以適當延長養護時間，暫定14d,以確保混凝土底板的質量。

混凝土的絕熱溫升和養護層厚度，以計算作參考，施工中以實測溫度為主，對保溫措施進行調整。

混凝土抗裂驗算

2.1各齡期混凝土收縮變形值

?y(t)??y?(1?e?0.01t)?M1?M2???M11

式中：?y(t)——齡期t時混凝土的收縮變形值；

?y——標準狀態下最終收縮值，取4.0×10-4；

e——常數，取2.718；

M1、M2、…、M11——各種不同條件下的修正系數；

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混凝土收縮變形不同條件影響修正系數：

各齡期混凝土收縮變形值如下表：

2.2各齡期混凝土收縮當量溫差

Ty(t)?

?y(t)

?

式中：Ty(t)——齡期為t時，混凝土收縮當量溫度；

?——混凝土線膨脹系數取1×10-5。

計算得，各齡期收縮當量溫差如下：

2.3混凝土最大綜合溫差

?T?Tj?T?t??Ty?t??Tq

式中：Tj——取定15.4℃

Tq——取定15℃

T(t)——各齡期水化熱絕熱溫升。

計算得，混凝土最大綜合溫差：

2.4混凝土各齡期彈性模量

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E(t)??E0?(1?e?0.09t)

式中：C40取定E0=3.25×104N/mm2；

?——混凝土中摻合料對彈性模量的修正系數。

計算得：C40混凝土各齡期彈性模量（N/mm2）：

2.5外約束為二維時溫度應力計算

??

E(t)T

?Sh(t)?Rk

1??

式中：E(t)——各齡期混凝土彈性模量；

?——混凝土線膨脹系數，取1×10-5；

?T——混凝土最大綜合溫差；

?——泊松比，取定0.15；

Rk取定0.5； Sh(t)取值見下表。

混凝土松弛系數如下表：

溫度應力計算得(N/mm2)：

2.6混凝土抗拉強度計算

ftk(t)?ftk(1?e??t)

式中：ftk(t)——混凝土齡期為t時的抗拉強度標準值（N/mm2）；

ftk——混凝土抗拉強度標準值（N/mm2），取2.39N/mm2；

?——系數，取0.3；

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大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算

計算得：混凝土抗拉強度如下表：

2.7抗裂驗算

混凝土按下式進行抗裂驗算：

???ftk(t)/K

式中：K——防裂安全系數，取1.15；

?——摻合料對混凝土抗拉強度影響系數。計算得安全系數如下：

根據計算可知，防裂安全系數均大于K=1.15，滿足抗裂要求。

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2013年3月16日

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第二篇：水利施工大體積混凝土抗裂技術研究的論文

摘要：水利工程中大體積混凝土施工，其施工質量的優劣，能夠對整個水利工程造成直接的影響。實際進行施工時很容易出現大體積混凝土裂縫現象，這方面問題出現的原因有很多，所以需要結合實際情況，找到裂縫產生的主要原因，制定有效的措施對其進行處理，進而從根本上加強混凝土的堅實度，降低裂縫出現的概率。

關鍵詞：水利施工；大體積混凝土；抗裂；技術

前言

現階段，我國水利工程的建設過程，混凝土屬于施工材料的基本構成，其在整個水利工程中的地位不可撼動。同時，混凝土自身具有一定的特殊性能，容易受到很多方面的因素所影響，以及工程施工質量方面的問題。所以，水利工程應結合實際情況，制定有效的處理措施，并找到水利工程大體積混凝土裂縫產生的主要原因加以探析，進而保證水利工程的施工質量和效率，使其可安全、穩定地發展。

一、大體積混凝土產生裂縫的主要原因

1.自身的影響

混凝土一般通過水和水泥、外加劑幾方面的土料所構成，以固定的比例形成混合的結構。水利施工過程，由于混凝土自身比較容易產生施工裂縫的問題，通常是因為搭配的比例并不完善。若配置的比例存在一定的問題，很容易造成混凝土不牢固的現象。值得注意的是，混凝土進行配置時，相關的工作人員應對水量加以嚴格的控制，如果水分過多，很容易造成混凝土在澆搗的時候，會產生澆搗不均勻的現象，致使混凝土構成時，加大收縮縫產生的概率。

2.溫差方面的影響

因為通常情況下，溫度是不能夠穩定，所以在自然溫差的前提下，很容易出現裂縫的現象，水利工程中常會出現這方面的問題。因為施工的過程，自然的問題和完工后的溫度存在一定的差距。所以，施工過程混凝土存在較多的水泥水熱化，如不能在第一時間將其完全排出，混凝土的內部的溫度顯著優于混凝土外部的溫度，而這方面的溫差情況，很容易出現熱脹冷縮的問題。

3.施工前準備工作不完善的影響

施工企業施工之前，應針對施工實際的環境進行認真的勘察。地質情況較差的地質應合理的運用施工技術進行對其的處理，若只為了能夠如期完工，忽略了施工前的準備工作，很容易產生沉降的問題，進而致使施工裂縫出現。與此同時，施工的自然環境進行施工，能夠正常實行澆筑的工作，然而實際澆筑的狀況為混凝土厚度或是密度存在一定的欠缺，如水分和空氣等短缺的時候，很容易造成混凝土的內部鋼筋存在腐蝕的問題，進而對其堅實度造成直接的影響。

4.安定因素的影響

水泥方面的材料，屬于混凝土主要構成的部分。水泥的安定性，主要是指其是都可以達到標準，其可以對混凝土的性能發揮關鍵的功效。因為水泥的安定性產生的原因，為致使施工裂縫出現的基本因素。

二、大體積混凝土裂縫技術的探析

1.收縮施工裂縫的處理

水泥方面的處理；水利工程中大壩混凝土在實際建設的過程，應針對實際的混凝土的特性，應選擇熱量較低的水泥，且塑性效果較好、初凝時間較長的水泥。同時，應該針對水泥的成分比例加以有效的說明，盡可能選取能夠供應的種類，防止因為水泥的類型過多使得施工工序繁雜。水泥進到施工現場的時候應做好質量方面的控制工作，同時應針對部分水泥加以檢測工作，進而使得資源能夠有效的進行配置，于施工的初級階段進行試驗。水泥的使用量；在進行配置的時候應盡可能確保水泥的流動的基礎上，滿足粘聚度的標準。此外，還應該控制水泥實際的使用量和水量，從而確保混凝土可以與澆筑的時候按照企業的要求進行施工。外加劑；外加劑主要以多余的功效對混凝土的質量進行完善，并且結合實際的工程情況，能夠看出其存在較多的種類，然后充分的發揮其最大的功效。

2.溫差施工裂縫的處理

（1）完善澆筑方案

水利工程實際進行施工的時候，應結合實際工程混凝土施工情況，制定澆筑的方案。一般可分為：斜面、分段和整體分層的方式。現階段，我國水利工程的施工多會運用斜面分層的方法進行施工。上述三種分層的方式進行對比，澆筑強度非常大的工程適用整體分層的方式進行施工，其余兩種分層的方式適用于強度非常小的工程。實際進行施工的過程，應結合實際情況，以及結構建筑的大小，制定適宜的澆筑方案。

（2）提高混凝土密實度

若想從根本上提高混凝土的強密度，需要以混凝土澆灌搗實工作出發，應確保混凝土與澆筑工作后加以搗實工作，確保混凝土可以完全平鋪模板然后再進行排水工作，以及排氣工作，進而確保混凝土的內部不會產生空氣及水分。情況特殊的前提下，應實行反復搗實工作。

（3）制定解決的策略

制定相關的解決措施，以保證施工的溫度不會出現過大的浮動。溫度非常高的時候，需通過人工的方式進行溫度的控制，如冰塊、冷水澆筑等。此外，可于水利工程大壩的內部，合理的安裝冷水管等相關的設施，針對一期和二期實行冷卻的工作。

（4）準確控制拆模的時間

混凝土確保穩定，于后期施工的過程進行拆模。執行拆模的過程中，盡量從根本上將拆模的時間延長。完成拆模的工作后，應通過適宜的策略確保其表面的溫度，控制為18℃左右。

3.安定性施工裂縫的處理

安定性裂縫出現的主要原因，因為配制方面的熟料存在一定的問題，如游離氧化鈣、游離氧化鎂等。所以，混凝土在配料的過程，需要對配料的成分加以檢測，避免其出現浪費的情況，進而達到安定性方面的要求。

4.澆筑速度和厚度的處理

水利工程在實際施工的過程，需針對大體積混凝土實行澆筑施工。由此可見，不同澆筑的方式，對于澆筑的強的標準也有一定的差異，制定可行的澆筑方案，以確保澆筑的速度和厚度可以按照方案的內容有效落實。

5.混凝土密度的控制

為確保水利工程的施工，大體積混凝土施工質量得以保證，并控制施工裂縫出現的幾率。混凝土實行澆筑時，需要對混凝土實際的密實度加以嚴格的控制。因此，實際的進行澆筑工作時，需針對混凝土加以搗實方面的施工。施工現場應將混凝土有效的灌注于模板中，同時做好對其的振搗工作，確保混凝土可均衡的分布在模板的所有位置。此外，相關的工作人員需將混凝土，在振搗時應將氣體完全排放，從而能從根本上加強混凝土施工的密實度，強化抗裂的能力。

參考文獻：

[1]戴新明.大體積混凝土裂縫成因與防治措施[J].山西建筑.2014年07期

[2]周文.施工中混凝土裂縫的控制措施[J].水運工程.2014年02期

[3]劉立新.簡析水利施工中大體積混凝土抗裂技術[J].科技展望.2015年04期

第三篇：大體積混凝土裂縫產生原因及防裂措施

大體積混凝土裂縫產生原因及防裂措施

2010-07-22 12:12:41來源：土木工程網收集整理

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1大體積混凝土裂縫形成的原因

裂縫產生的原因可分為兩類：一是結構型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規結構計算中的主要應力以及其他的結構次應力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的。本文主要探討材料型裂縫。其中具體原因如下。

1.1溫度應力引起裂縫（溫度裂縫）目前溫度裂縫產生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：混凝土澆注初期，產生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導體，水化熱積聚在混凝土內部不易散發，常使混凝土內部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環境溫度，這就形成了內外溫差，這種內外溫差在混凝土凝結初期產生的拉應力當超過混凝土抗壓強度時，就會導致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導致裂縫的產生；當混凝土內部達到最高溫度后，熱量逐漸散發而達到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內部溫差；這三種溫差都會產生溫度裂縫。在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內外溫差。

1.2收縮引起裂縫收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。

1.2.1燥收縮混凝土硬化后，在干燥的環境下，混凝土內部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內的干縮變形裂縫。

1.2.2塑性收縮在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發的水分不能及時得到補充，這時混凝土尚處于塑性狀態，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現分布不均勻的裂縫，出現裂縫以后，混凝土體內的水分蒸發進一步加大，于是裂縫進一步擴展。

2防止裂縫的措施

由以上分析，材料型裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產生，就要最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮，具體措施如下。

2.1優選原材料

2.1.1水泥由于溫差主要是由水化熱產生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采取早期水化熱低的水泥，由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調整水泥的細度模數，硅酸鹽水泥的礦物組成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，試驗表明：水泥中鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）含量高的，水化熱較高，所以，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱速率，試驗表明比表面積每增加100c㎡/g，1d的水化熱增加17J/g～21J/g，7d和20d均增加4J/g～12J/g。

2.1.2骨料

①粗骨料盡量擴大粗骨料的粒徑，因為粗骨料粒徑越大，級配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對防止裂縫的產生有利。

②細骨料，宜采用級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因為其孔隙率小，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴重，因此細骨料盡量用干凈的中粗沙。

2.1.3加入外加劑加入外加劑后能減小混凝土收縮開裂的機會，外加劑對混凝土收縮開裂性能有以下影響：

①減水劑對混凝土開裂的影響減水劑的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對防止開裂是十分有利的。

②引氣劑對混凝土開裂的影響引氣劑在混凝土的應用對改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在這里值得注意的是：外加劑不能摻量過大，否則會產生負面影響，在GB8076～1977中規定，摻有外加劑的混凝土，28d的收縮比不得大于135%，即摻有外加劑的混凝土收縮比基準混凝土的收縮不得大于35%。

2.2采用合理的施工方法

2.2.1混凝土的拌制：

①在混凝土拌制過程中，要嚴格控制原材料計量準確，同時嚴格控制混凝土出機塌落度。

②要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度，拌合物可采取以下兩種降溫措施：一是送冷風對拌和物進行冷卻，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。

2.2.2混凝土澆注、拆模：

①混凝土澆注過程質量控制澆注過程中要進行振搗方可密實，振搗時間應均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密。避免縱向施工縫、提高結構整體性和抗剪性能。

②澆注時間控制盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆注盡量安排在夜間進行。

③混凝土拆模時間控制混凝土在實際溫度養護的條件下，強度達到設計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內，預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。

2.2.3做好表面隔熱保護大體積混凝土的溫度裂縫，主要是由內外溫差過大引起的。混凝土澆注后，由于內部較表面散熱快，會形成內外溫差，表面收縮受內部約束產生拉應力，但是這種拉應力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強度而產生裂縫。但是如果此時受到冷空氣的襲擊，或者過分通風散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導致裂縫的產生，所以在混凝土在拆模后，特別是低溫季節，在拆模后立即采取表面保護。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當日平均氣溫在2～3d內連續下降不小于6～8℃時，28d齡期內混凝土表面必須進行表面保護。

2.2.4養護混凝土澆注完畢后，應及時灑水養護以保持混凝土表面經常濕潤，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發生，促進混凝土強度的穩定增長。一般在澆注完畢后12～18h內立即開始養護，連續養護時間不少于28d或設計齡期。

2.2.5通水冷卻若是在高溫季節施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但注意，通水時間不能過長，因為時間過長會造成降溫幅度過大而引起較大的溫度應力。為了削減內外溫差，還應在夏末秋初進行中期通水冷卻，中期通水一般采用河水，通水歷時兩個月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結合的方案。

3結束語

大體積混凝土的開裂是目前學者和工程界關注的一個重要問題，通過以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的，筆者認為精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效的防止裂縫的發生。

第四篇：大體積混凝土裂縫產生原因及防裂措施綜述

大體積混凝土裂縫產生原因及防裂措施綜述

論文上傳：tracy116 留言 論文作者：龔愛民 您是本文第 1232 位讀者

摘要：本文分析了大體積混凝土產生裂縫的原因；概括介紹了防止裂縫發生的措施，可在工程實踐中參考應用。

關鍵詞：大體積混凝土 裂縫 防裂措施 前言

近年來，隨著國民經濟和建筑技術的發展，建筑規模不斷擴大，大型現代化技術設施或構筑物不斷增多，而混凝土結構以其材料廉價物美、施工方便、承載力大、可裝飾強的特點，日益受到人們的歡迎，于是大體積混凝土逐漸成為構成大型設施或構筑物主體的重要組成部分。所謂大體積混凝土，一般理解為尺寸較大的混凝土，美國混凝土學會給出了大體積混凝土的定義：任何現澆混凝土，其尺寸達到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度的減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。這就提出了大體積混凝土開裂的問題，開裂問題是在工程建設中帶有一定普遍性的技術問題，裂縫一旦形成，特別是基礎貫穿裂縫出現在重要的結構部位，危害極大，它會降低結構的耐久性，削弱構件的承載力，同時會可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個值得關注的問題。大體積混凝土裂縫形成的原因

裂縫產生的原因可分為兩類：一是結構型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規結構計算中的主要應力以及其他的結構次應力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的。本文主要探討材料型裂縫。其中具體原因如下。

2.1 溫度應力引起裂縫（溫度裂縫）

目前溫度裂縫產生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：混凝土澆注初期，產生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導體，水化熱積聚在混凝土內部不易散發，常使混凝土內部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環境溫度，這就形成了內外溫差，這種內外溫差在混凝土凝結初期產生的拉應力當超過混凝土抗壓強度時，就會導致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導致裂縫的產生；當混凝土內部達到最高溫度后，熱量逐漸散發而達到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內部溫差；這三種溫差都會產生溫度裂縫。在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內外溫差。

2.2 收縮引起裂縫

收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。2.2.1 干燥收縮

混凝土硬化后，在干燥的環境下，混凝土內部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內的干縮變形裂縫。2.2.2 塑性收縮

在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發的水分不能及時得到補充，這時混凝土尚處于塑性狀態，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現分布不均勻的裂縫，出現裂縫以后，混凝土體內的水分蒸發進一步加大，于是裂縫進一步擴展。3 防止裂縫的措施

由以上分析，材料型裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產生，就要最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮，具體措施如下。3.1 優選原材料 3.1.1 水泥

由于溫差主要是由水化熱產生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采取早期水化熱低的水泥，由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調整水泥的細度模數，硅酸鹽水泥的礦物組成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，試驗表明：水泥中鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）含量高的，水化熱較高，所以，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和 C3S的含量。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱速率，試驗表明比表面積每增加100cm2/g，1d的水化熱增加17J/g～21 J/g，7d和20d均增加4 J/g～12 J/g。3.1.2 摻加粉煤灰

為了減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們可以把部分水泥用粉煤灰代替，摻入粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二鋁含量17%～35%，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產物進行二次反應，是其活性的來源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹；②由于粉煤灰顆粒較細，能夠參加二次反應的界面相應增加，在混凝土中分散更加均勻；③同時，粉煤灰的火山灰反應進一步改善了混凝土內部的孔結構，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結構進一步的細化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應收縮值也減少。

值得一提的是：由于粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的摻合料較多，強度較低，表面容易產生塑性收縮裂縫。因此，粉煤灰的摻量不宜過多，在工程中我們應根據具體情況確定粉煤灰的摻量。

3.1.3 骨料

（1）（1）粗骨料

盡量擴大粗骨料的粒徑，因為粗骨料粒徑越大，級配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對防止裂縫的產生有利。（2）（2）細骨料

宜采用級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因為其孔隙率小，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴重，因此細骨料盡量用干凈的中粗沙。3.1.4 加入外加劑

加入外加劑后能減小混凝土收縮開裂的機會，外加劑對混凝土收縮開裂性能有以下影響：

（1）（1）減水劑對混凝土開裂的影響 減水劑的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對防止開裂是十分有利的。（2）（2）緩凝劑對混凝土開裂的影響

緩凝劑的作用一是延緩混凝土放熱峰值出現的時間，由于混凝土的強度會隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值出現時，混凝土強度也增大了，從而減小裂縫出現的機率，二是改善和易性，減少運輸過程中的塌落度損失。

（3）（3）引氣劑對混凝土開裂的影響

引氣劑在混凝土的應用對改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在這里值得注意的是：外加劑不能摻量過大，否則會產生負面影響，在GB8076～1977中規定，摻有外加劑的混凝土，28d的收縮比不得大于135%，即摻有外加劑的混凝土收縮比基準混凝土的收縮不得大于35%。3.2 采用合理的施工方法 3.2.1 混凝土的拌制

（1）（1）在混凝土拌制過程中，要嚴格控制原材料計量準確，同時嚴格控制混凝土出機塌落度。

（2）（2）要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度，拌合物可采取以下兩種降溫措施：一是送冷風對拌和物進行冷卻，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。

3.2.2 混凝土澆注、拆模

（1）（1）混凝土澆注過程質量控制 澆注過程中要進行振搗方可密實，振搗時間應均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密。避免縱向施工縫、提高結構整體性和抗剪性能。

（2）（2）澆注時間控制

盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆注盡量安排在夜間進行。（3）（3）混凝土拆模時間控制 混凝土在實際溫度養護的條件下，強度達到設計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內，預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。3.2.3 做好表面隔熱保護

大體積混凝土的溫度裂縫，主要是由內外溫差過大引起的。混凝土澆注后，由于內部較表面散熱快，會形成內外溫差，表面收縮受內部約束產生拉應力，但是這種拉應力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強度而產生裂縫。但是如果此時受到冷空氣的襲擊，或者過分通風散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導致裂縫的產生，所以在混凝土在拆模后，特別是低溫季節，在拆模后立即采取表面保護。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當日平均氣溫在2～3d內連續下降不小于6～8℃時，28d齡期內混凝土表面必須進行表面保護。3.2.4 養護

混凝土澆注完畢后，應及時灑水養護以保持混凝土表面經常濕潤，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發生，促進混凝土強度的穩定增長。一般在澆注完畢后12～18h內立即開始養護，連續養護時間不少于28d或設計齡期。3.2.5 通水冷卻

若是在高溫季節施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但注意，通水時間不能過長，因為時間過長會造成降溫幅度過大而引起較大的溫度應力。為了削減內外溫差，還應在夏末秋初進行中期通水冷卻，中期通水一般采用河水，通水歷時兩個月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結合的方案。4 結語

大體積混凝土的開裂是目前學者和工程界關注的一個重要問題，通過以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的，筆者認為精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效的防止裂縫的發生。[參考文獻] [1] 龔召熊：水工混凝土的溫控與防裂.北京：中國水利水電出版社，1999 [2] 戴鎮潮：大體積混凝土的防裂.混凝土，2001，（9）：10 [3] 覃維祖：混凝土的收縮、開裂及其評價與防治.混凝土，2001，（7）：3 [4] 遲陪云：大體積混凝土開裂的起因及防裂措施.混凝土，2001，（12）：31 [5] 康方中：淺談現澆商品混凝土樓板變形裂縫的成因和防治.混凝土，2003，（5）：18 [6] 段 崢：現澆大體積混凝土裂縫的成因與防治.混凝土，2003，（5）：48 [7] 尤啟俊：外加劑對混凝土收縮抗裂性能的影響.混凝土,2004，（9）：

32、33

第五篇：新規范混凝土梁裂縫控制驗算計算書

結構構件計算書

裂縫控制驗算計算書

項目名稱_____________日 期_____________ 設 計 者_____________校 對 者_____________

一、構件編號: L-1

二、示意圖

三、依據規范: 《混凝土結構設計規范》(GB 50010-2010)

四、計算信息 1.幾何參數

截面類型 T形

截面寬

b=400mm 截面高

h=1200mm 受壓翼緣寬 bf'=1000mm 受壓翼緣高 hf'=120mm 2.材料信息

混凝土等級 C30 f2tk=2.01N/mm

鋼筋種類 HRB400 E

2s=200000.00N/mm

鋼筋類型 帶肋鋼筋

縱筋相對粘結特性系數 νi=1.000 縱筋根數、直徑: 第1種縱向鋼筋:8f25 縱筋實配面積 A2s=3927mm 3.計算信息

受彎 αcr=1.90 受拉鋼筋合力點至近邊距離 as=60mm 混凝土保護層厚度 c=30mm 最大裂縫寬度限值 ωlim=0.300mm 4.荷載信息

荷載效應準永久組合計算的彎矩值 Mq=900.000kN*m

五、計算過程

1.計算有效受拉混凝土截面面積Ate

Ate=0.5*b*h =0.5*400*1200

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結構構件計算書

=240000mm2

2.計算縱向鋼筋配筋率ρte

ρte=As/Ate

=3927/240000 =0.016 3.計算受拉區縱向鋼筋的等效直徑deq

d2eq=Σnidi/Σniνidi

=(8*252)/(8*25*1.000)=25.000mm 4.計算構件受拉區縱向鋼筋的應力σs

h0=h-as =1200-60 =1140mm σs=1000000*Mq/(0.87*As*h0)=1000000*900.000/(0.87*3927*1140)=231.078N/mm2

5.計算裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數ψ

ψ=1.1-(0.65*ftk/(ρte*σs))=1.1-(0.65*2.010/(0.016*231.078))=0.754 6.計算最大裂縫寬度ωmax

ωmax=αcr*ψ*σs/Es(1.9*c+(0.08*deq/ρte))=1.900*0.754*231.078/200000.000*(1.9*30.000+(0.08*25.000/0.016))=0.297mm ωmax=0.297mm<=ωlim=0.300mm,滿足要求!

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