第一篇：大體積混凝土裂縫產生的原因分析與防控措施

大體積混凝土裂縫產生的原因分析與防控措施

論文 關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；原因；防控措施

論文摘要：大體積混凝土結構物施工技術難度大，容易引發許多影響使用安全的質量隱患。本文從混凝土內部溫度分布情況及其變化 規律 著手，分析了大體積混凝土施工過程中裂縫產生的原因，并提出相應的防控措施。

混凝土內部溫度取決于混凝土本身所貯備的熱能。在絕熱條件下，混凝土內部最高溫度為澆筑溫度與水泥水化熱溫度總和。實際施工過程中，由于混凝土內部溫度與外界環境溫度之間存在溫差，并且混凝土四周并不能充分散熱，所以新澆筑的混凝土與周圍環境之間便會發生熱能交換。混凝土 模板、外界環境和養護條件等因素都會不斷改變混凝土內部所貯備的熱能，并促使混凝土內部溫度逐漸發生變化，表現為“由低到高，再由高到低”的變化過程，混凝土內部最高溫度實際上是入模澆筑溫度、水泥水化熱引起的絕熱升溫和混凝土澆筑后的散熱溫度三者的疊加。

1大體積混凝土裂縫的產生原因

混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格(如堿骨料反應)，模板變形，基礎不均勻沉降等，歸納起來主要有以下幾點。

外界氣溫變化。大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應力是由于溫差引起溫度變形而造成的，溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達60℃-65℃，并且有較長的延續時間。因此，應采取溫度控制措施，防止混凝土內外溫差 引起的溫度應力。

混凝土的收縮。混凝土中約20％的水分是水泥硬化所必需的，而約80％的水分要蒸發，多余水分的蒸發會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，在混凝土內部產生很大的收縮應力，導致混凝土的裂縫。影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝、養護條件等。

水泥水化熱。水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥產生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去，以至于越積越高，使內外溫差增大，產生溫度應力和收縮應力。水化熱產生的混凝土內部最高溫度，多發生在澆筑后的最初3天至5天，以后逐漸降低，這與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關。結構裂縫主要是由降溫和收縮引起的，前者引起外約束，是導致貫通裂縫的主要原因；后者引起自約束，主要引起表面裂縫。因此在降溫階段，如果溫差較大，則早期出現裂縫的可能性較大。

約束條件。大體積混凝土與地基澆在一起，早期混凝土溫度上升時，混凝土膨脹受到地基約束會產生壓應力；當后期溫度下降時，混凝土收縮受到地基約束便會產生拉應力。由于混凝土的抗壓性能優于抗拉性能，所以在受壓時一般不會出現裂縫，而在受拉時，當拉應力大于混凝土的抗拉強度時，就會在混凝土中出現垂直裂縫。

2大體積混凝土裂縫的防控措施

2.1 科學 用料、合理調配

控制含泥量。根據結構斷面最小尺寸和泵送管道內徑，選擇合理的最大粒徑。選用天然連續級配的粗集料，使混凝土具有較好的可泵性，減少用水量、水泥用量，進而減小水化熱，以采用級配良好的中砂為宜，通過試驗證明，采用細度模數2.8的中砂比采用細度模數2.3的中砂，可減少用水量20kg/m3-25kg／m3，可降低水泥用量28kg／m3-35kg／m3。因而降低了水泥水化熱，混凝土溫度升高和收縮，選用合理砂率對混凝土的可泵性是有所提高的。控制水灰比。混凝土 中摻入一定數量的優質粉煤灰。不但能代替部分水泥，而且粉煤灰顆粒呈球狀具有滾動效應，起到潤滑作用，可改善混凝土拌合物的流動性、粘聚性、保水性，并且能夠補充泵送混凝土中粒徑在0.315mm以下的細集料達到占15％的要求，從而改善了可泵性。摻優質粉煤灰的混凝土后期強度高，在一定范圍內60天比28天強度均可增長20％左右。

減少水泥用量。選用水化熱較低的32.5號礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比，3天的水化熱約低30％。大體積混凝土引起裂縫的主要原因是水泥水化熱的大量積聚，使混凝土早期升溫和后期降溫產生內部和表面溫差。合理地選用水泥是控制溫度裂縫的有效措施。

2.2優化澆搗方法

大體積混凝土施工段的劃分及澆筑順序應根據具體工程結構確定，通常按該工程項目劃分表的單元工程進行劃分。混凝土可采用混凝土運輸車運到現場，汽車泵或混凝土輸送泵運送入倉；如采用非泵送混凝土，可用吊機(車)直接布料或搭設腳手架采用機動車布料。大體積混凝土必須根據當地中長期天氣預報，選擇最佳天氣條件進行澆筑，應盡量安排在低溫時段澆筑，以最大限度降低混凝土的初凝溫度。在澆 筑過程中，應遵循“同時澆搗、分層推進，一次到頂，循序漸進”的成熟工藝。振搗時重點控制兩點，即混凝土流淌的最近點和最遠點，振動點振動時不能漏振，盡可能采用兩次振搗工藝，以提高混凝土的密實度。

2.3加強后期養護

養護是一項十分關鍵的工作，養護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內表溫差，促進混凝土強度的正常 發展 及防止混凝土裂縫的產生和發展。根據工程的具體情況，應盡可能多養護一段時間，拆模后立即回土或覆蓋保護，同時預防近期驟冷氣候影響，以控制內表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。養護用水的溫度應與現場測得的混凝土表面溫度接近，以免人為造成混凝土表面產生溫度梯度，進而出現裂縫。大體積混凝土的養護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。溫度控制就是對混凝土的澆筑溫度和混凝土內部的最高溫度進行控制。在混凝土養護階段的溫度控制應遵循以下幾點：①混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應小于20℃；當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25℃-30℃。②混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應包括表面溫度、中心溫 度和外界氣溫。③采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差。④保溫法是在結構外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料(如草袋、鋸木、濕砂等)，在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強度，以控制混凝土的內外溫差小于20℃。⑤混凝土表層布設抗裂鋼筋網片，增強混凝土的抗裂性，防止混凝土收縮時產生干裂。

結語

雖然學術界對于混凝土裂縫的成因和 計算 方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多 總結，結合多種預防處理措施，同時應做好充分的施工準備、加強現場協調與組織管理，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

參考 文獻 [1]葉琳昌，沈義．大體積混凝土施工[M]．北京： 中國 建筑 工業 出版社，1987．

[2]段崢．現澆大體積混凝土裂縫的成因與防治[J]．混凝土，2003(8)．

第二篇：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。

第三篇：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

第四篇：大體積混凝土溫度裂縫產生原因和防治措施

淺析大體積混凝土溫度裂縫產生原因和防治措施

目前目前高速公路的施工中常涉及到大體積混凝土施工。它主要的特點就是體積大，一般實體最小尺寸大于或等于1m。由于它的表面系數比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升比較快，使混凝土內外形成較大溫差，從而產生溫度裂縫，影響結構安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來保證施工的質量。大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫，一方面是混凝土內部因素：由于內外溫差而產生的；另一方面是混凝土的外部因素：結構的外部約束和混凝土各質點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強度較大，但抗拉強度卻很小，所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現裂縫，對結構的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制, 大體積混凝土產生溫度裂縫的機理

大體積混凝土產生溫度裂縫，是混凝土隨著溫度變化而發生膨脹或收縮的結果。一方面是混凝土由于內外溫差而產生應力和應變，另一方面是結構物的外部約束和混凝土各質點間的約束，應阻止這種應變。一旦溫度應力超過混凝土所能承受的抗拉強度時，即會出現裂縫。現將產生裂縫的主要原因分述如下：

產生裂縫的主要原因有以下幾方面：

1、水泥水化熱

水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構 1 斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去，以至于越積越高，使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱，實際上內部的最高溫度，多數發生在澆筑后的最初3-5天。

2、外界氣溫變化

大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不水泥水化熱。

溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達60-65℃，并且有較長的延續時間。因此，應采取溫度控制措施，防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。

3、混凝土的收縮

混凝土中約20％的水分是水泥硬化所必須的，而約80％的水分要蒸發。多余水分的蒸發會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。

4、約束條件與溫度裂縫的關系

大體積混凝土由于受到溫度變化會產生變形，而這種變形又受到自身和外界的約束，便產生了應力，這就是溫度變化引起的應力狀態。而當應力超過某一數值時，便引起裂縫。

通過對大體積混凝土產生裂縫的機理分析，在施工過程中主要從降低水泥水化熱、通水散熱、混凝土養護、嚴格控制拆模時間等幾方面做好混凝土溫度控制工作，確保內外溫差控制在25℃以內，盡量降低混凝土內部溫度的升降速率。從而提高混凝土的抗滲、抗裂、抗侵蝕的性能。由于承臺承重較大，決不允許出現有害裂紋，施工時溫度裂縫的控制是保證承臺施工質量的關鍵。因此防止大體積混凝土產生溫度裂縫要采取以下的措施：

1、選用合適的原材料和合適的砼配合比

水泥選用水化熱低、凝結時間長，能有效地降低混凝土內絕熱溫升，達到低水化熱品種的水泥效果，摻加適量的粉煤灰和EC-4型緩凝高效減水劑，以改變混凝土流變特性及降低水泥水化熱； 混凝土的粗集料選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高，同時可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土絕熱溫升。細骨料采用選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時相應減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土絕熱溫升，并可減少混凝土收縮。含泥量小于2％，3 細度模數控制在2.5左右；水為飲用水。

2、澆注過程中的控制

a、控制混凝土的入模溫度和環境溫度，使用的水泥既要新鮮又必須經過一段時間的冷卻，不宜使用新出窯的水泥，向拌合用水內加破碎冰塊，從而降低混凝土的拌合溫度。

b、混凝土采用分層連續灌注，一次成型，分層厚度宜為30cm左右，分層間隔灌注時間不得超過試驗所確定的混凝土初凝時間，以防出現施工冷縫；

c、混凝土振搗深度對于大面積分層澆注混凝土，如果下層混凝土已進入初凝或即將初凝，則振搗棒振搗時不宜插入下層，以達下層表面為宜，如下層混凝土未達初凝可插入下層5cm，保證下層在初凝前再進行一次振搗，使混凝土具有良好的密實度，防止漏振，也不能過振，確保質量良好；

3、大體積混凝土養護時的溫度控制

大體積混凝土的養護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。人工的溫度控制有兩種方法：一種是采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差，可在混凝土內部埋設冷卻水管和測溫點，通過冷卻水循環，降低混凝土內部溫度，減小內表溫差，控制混凝土內外溫差小于25℃，通過測溫點測量，掌握內部各測點溫度變化，以便及時 4 調整冷卻水的流量，控制溫差；另外一種是保溫法：是在結構物外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料（如草袋、鋸木、濕砂、泡沫塑料等），在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強度，以控制混凝土的內外溫差小于20℃。由于在混凝土澆筑過程中，福州地區雨季來臨，氣溫較低，使混凝土內外溫差加大，因此采取了保溫法的措施：在構件表面覆蓋麻袋和土工布以保持混凝土內外溫差不大于20℃。

控制溫度裂縫應根據工程的具體情況選擇施工措施：可以控制大體積混凝土水泥用量，選用低水化熱水泥，摻加合適的外加劑，優化混凝土配合比，完善澆注工藝，以及加強養護工作和溫度檢測工作等。

面對應用日益廣泛的大體積混凝土工程，我們必須不斷總結經驗，完善技術措施，從而使大體積混凝土施工走上成熟和規范化的道路。

第五篇：淺談大體積混凝土裂縫原因及預防措施

淺談大體積混凝土裂縫原因及預防措施

通過近幾年來的現場實踐，及查閱相關的技術資料，對混凝土裂縫產生的原因、現場混凝土溫度的控制和預防裂縫的措施進行簡要的闡述。

一、裂縫產生的原因分析

混凝土中產生的裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，原材料不合格（如堿骨料反映），模板變形，基礎不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水熱化熱，內部溫度不段上升，在表面引起拉應力，后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內部出現拉應力，當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。混凝土是一中脆性材料，拉抗強度是抗壓強度的1/10左右，短期加荷時的極限拉伸變形也只有（0.6~1.0）×104，長期加荷時的極限拉伸變形也只有（1.2~2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆注過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力只要是由鋼筋來承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力，但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力，因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

二、溫度應力的分析

溫度應力的形成過程可分為以下三個階段：

（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段有兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土上彈性模量的急劇變化，由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中。溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土上的彈性模量變化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。

根據溫度應力引起的原因可分為兩類：

（1）自生能力：沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如，橋梁墩身，結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面的溫度低，內部溫度高，在表面出現拉應力，在中間出現壓應力。

（2）約束能力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而一起的應力，如箱梁頂板混凝土和護攔混凝土；這兩種溫度應力往往和混凝土上的干縮所引起的應力共同作用；想要根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下，需要依靠模型試驗或數值計算，混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松弛，計算溫度應力時，必須考慮徐變的影響，具有計算這里就不在細述。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

為了防止裂縫，可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手，現場常用的措施如下：

（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。

（2）攪拌混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

（3）熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，最好控制在500mm以內，以便于表面散熱；第二層澆筑必須在第一段砼初凝前澆筑完畢。

（4）根據混凝土澆注面積，在混凝土上中下部設置一定數量測溫管，定時測定內外溫度，前4天每2h測一次，5－7天每4h測一次，8－15天每天一次，并及時記錄，確保混凝土內外溫差控制在25.以內，做到及時觀察，出現溫度超偏，可通過調整養護方式來降低溫差。

（5）規定合理的拆模時間，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度，加強保溫養護措施，現場通常采取措施為混凝土澆注后先覆蓋一層塑料薄膜，用麻袋裝鋸末，厚度80～100㎜進行中層覆蓋，最后覆蓋1-2層100mm厚巖棉被。

（6）夏季施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面及側邊，設置專人撒水養護時間不少于14d，有條件的應對基礎側邊進行覆土掩蓋，避免內部水分蒸發過快，產生裂縫。

改善約束條件的措施是：

（1）合理地分區分塊。

（2）避免基礎過大起伏。

（3）合理的安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露。

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要，應特別主注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。

在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水化熱應力疊加，再加上混凝土干縮，表面拉應力達到很大的數值，就有導致裂縫的危險。但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一些輕型保溫材料，如泡沫海綿等，對于防止混凝土表面產生過大的拉應力，具有顯著的效果。加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小，因為大體積混凝土的含筋率極低，只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下，鋼的各項性能是穩定，而與應力狀態、時間及溫度無關。鋼的線脹系數與混凝土的線脹系數相差很小，在溫度變化時兩者間只發生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍，當內混凝土應力達到抗拉強度而開裂時，鋼筋的應力將不超過 100~200kg/cm2，因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難，但加筋后結構內的裂縫一般就變的數目多、間距小、寬度與深度較小了。為了保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一，例如使用減水防裂劑，筆者在實踐中總結出其主要作用為：

（1）混凝土中存在大量的毛細孔道，水蒸發后毛細管中產生毛細管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使混凝土強度降低。

（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%.（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。

（4）摻加減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。

（5）外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發，減 少干燥收縮。

許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性功能，我們在工程實踐中應多進性這方面的研究，比單純改善外部條件，可能會更加簡潔、經濟。

四、混凝土的早期養護

實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，寒冷地區的溫度驟降也是容易形成裂縫的。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要；從溫度應力觀點出發，現場保溫應達到下述要求：

（1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。

（2）防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土的使用期的穩定溫度。

（3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期，在施工中應該切實重視起來。

五、結束語

以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關系進行了理論和實踐的初步探討，雖然現在對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

（河南六建建筑集團有限公司 周峰、凱瑞房地產置業有限公司 左高偉）