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关于大体积混凝土裂缝的分析【摘要】随着我国经济的迅速发展，基础设施建设中大体积砼越来越多。工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，施工技术要求高，混凝土产生裂缝的机率较多。混凝土出现裂缝，就会直接影响工程质量，如果得不到重视，可能会造成无法估量的损失。为了保证程质量，降低经济损失，我们要减少和控制裂缝的的出现。本文根据参考文献，调查研究，通过对大体积混凝土裂缝的特点和形成条件的分析，总结出影响大体积混凝土裂缝的因素。最后提出一系列预防和解决问题的可行性方案和措施，能够从根本上使大体积混凝土裂缝现象得到有效控制。关键词：大体积混凝土混凝土裂缝配合比设计混凝土养护目录前言...................................................................................................................................11绪论1.1大体积混凝土和大体积混凝土裂缝.....................................................................21.2大体积混凝土裂缝的危害.....................................................................................22对大体积混凝土裂缝成因的分析.................................32.1温度因素.................................................................................................................32.2混凝土收缩的因素.................................................................................................52.3不均匀沉降和其他因素.........................................................................................63大体积混凝土的预防控制措施...................................73.1优选混凝土各种原材料........................................................................................73.2设计优化措施........................................................................................................73.3施工控制措施........................................................................................................83.4加强技术管理........................................................................................................93.5不均匀沉降引起裂缝的预防措施........................................................................9结束语.............................................................................................................................10参考文献.........................................................................................................................10前言随着我国现代化建设进程的加快和大型建设事业的不断发展，大体积混凝土在建设中的使用更加广泛，其起到的作用也越来越重要。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水里大坝等。在大体积混凝土的施工过程中，要解决的首要问题就是控制混凝土的裂缝，以提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性等耐久性。大体积混凝土的裂缝控制是一项比较复杂的施工技术，如果处理不好，会直接影响结构的安全和正常使用。本文通过参考文献、分析研究等方法，对大体积混凝土裂缝问题进行探讨。通过对大体积混凝土裂缝的类型、形成原因的分析，提出一系列预防和解决问题的可行性方案和措施，能够从根本上使大体积混凝土裂缝现象得到有效控制。对提高工程质量，减少工程事故，保证工程进度和控制成本有重大意义。近几年来，随着我国建设事业的发展和科学技术水平的提高，我国对大体积混凝土裂缝问题的研究和探索也不断深入，保证了我国现代化建设进程。第一章概述1.1大体积混凝土和大体积混凝土裂缝1、大体积混凝土目前大体积混凝土在国际上没有一个统一的定义。美国混凝土学会的定义是：任河现浇混凝土，其尺寸到达必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，即最大限度减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。日本建筑学会的标准定义是：结构断面最小尺寸在80cm以上；水热化引起混凝土内的最高温度和外界气温之差，雨季超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。我国《混凝土结构工程施工及验收规范》认为，建筑物的基础最小边尺寸在1～3m范围内就属于大体积混凝土。目前新观点指出：所谓大体积混凝土，是指其结构尺寸已经达到必须采取相应的技术措施，妥善处理内外温差，合理解决温度应力，并按裂缝开展控制的混凝土。其主要特点就是混凝土量大、体积大、结构厚实，一般实体最小尺寸大于等于1m。它的表面系数、水泥水化热释放比较集中，内部温度上升较快。2、大体积混凝土裂缝混凝土结构在建设和使用过程中由于各种因素的作用，出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。大体积混凝土结构出现裂缝的现象更加普遍。按成因可分为温差裂缝、温变裂缝和干缩裂缝；按其裂缝宽度大小可分为“宏观裂缝”和“微观裂缝”。1.2大体积混凝土裂缝的危害混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害。混凝土早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发张成具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。而大体积混凝土往往运用在一些重要的结构上，如建筑基础、大坝等，一旦出现裂缝，可能造成的损失会更加严重。在全国调查的高层建筑地下结构中，出现裂缝的现象占调查总数的20%左右，地下室的外墙混凝土出现裂缝的现象占调查总数的80%左右。所以混凝土结构的裂缝的建筑工程长期困扰的一个技术难题，一直未能得到很好的解决。2对大体积混凝土裂缝成因的分析结构物在实际使用过程中承受两大类荷载。静荷载、动荷载和其他荷载称为第一荷载；温度、收缩和不均匀沉降称为第二荷载。由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，裂缝一般在混凝土浇注短期内形成，此时设计荷载尚未作用于结构上，因此由外荷载引起裂缝的可能性很小。从大体积混凝土结构物的裂缝有关资料表明，裂缝产生的原因，由第一荷载引起的裂缝占15%-20%，而由第二荷载引起的裂缝占80%-85%。由此可见，温度、收缩和不均匀沉降是引起大体积混凝土裂缝的主要原因。2.1温度因素由于水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的温度应力，是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。此外，外界气温的变化和混凝土的导热性能对混凝土温度也有重要重要。温度是引起大体积混凝土裂缝最主要的因素。2.1.1水泥水化热的影响水泥水化过程中放出大量的热量，是混凝土内部热量的主要来源。其主要集中在浇筑后的7d左右，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量350Kg/m3～550Kg/m3来计算，每m3混凝土将放出17500KJ～27500KJ的热量，从而使混凝土内部升高（可达70℃左右，甚至更高）。尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，混凝土中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。2.1.2外界气温变化的影响大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。2.1.3大体积混凝土的导热性能的影响热量在大体积混凝土内传递的能力反映在其导热性能上。大体积混凝土的导热系数越大，热量传递率就越大，则其与外界热交换的效率也越高，从而使大体积混凝土内最高温升降低。同时也减小了大体积混凝土的内外温差。可以预计，导热性能越好，热峰值出现的时间也相应提前。中部最高温度的热峰值及热峰值出现的时间与板厚密切有关。显见，板越厚，中部点散热较少，热峰值也越高，中部受外界温降影响所需时间就越长，峰值出现的时间也要晚一些。大体积混凝土的导热性能较差，浇筑初期，混凝土的弹性模量和强度都很低，对水化热急剧温升引起的变形约束不大，温度应力较小。随着混凝土龄期的增长，弹性模量和强度相应提高，对混凝土降温收缩变形的约束愈来愈强，即产生很大的温度应力，当大体积混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝。温度裂缝2.2混凝土收缩的因素混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。混凝土中约有20%的水分是水泥硬化所必须得，而约80%的水分要蒸发。多余水分的增发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交换变化，这对混凝土是很不利的。另外，外界气温湿度的变化也会造成混凝土收缩，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。某工程在施工过程中混凝土局部核心主体墙体出现连续对称竖向裂缝，后经专家论证，属于混凝土配合比的原因，骨粒径偏小，用灰量及用水量偏多，收缩量增大。后调整施工用料，混凝土采取补偿收缩添加合成纤维等抗裂措施，浇筑后12小时内进行保湿养护，养护时间不少于7天，设计采取水平布置钢筋网片，裂缝得到了有效控制。这一工程告诉我们配合比的配料影响混凝土的收缩，施工单位要在不影响混凝土强度的原则下及时调整施工配合比和采取一些有效的抗裂措施。表面收缩裂缝2.3不