大体积混凝土的裂缝成因及防治措施

大体积混凝土裂缝处理篇

一、裂缝形成原因

大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属有害裂缝。

高强度的混凝土早期收缩较大，这是由于高强混凝土中以30%~60%矿物细掺合料替代水泥，高效减水剂掺量为胶凝材料总量的1%~2%，水胶比为0.25~0.40，改善了混凝土的微观结构，给高强混凝土带来许多优良特性，但其负面效应最突出的是混凝土收缩裂缝几率增多。高强混凝土的收缩，主要是干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、化学收缩和自收缩。混凝土初现裂纹的时间可以作为判断裂纹原因的参考：塑性收缩裂纹大约在浇筑后几小时到十几小时出现；温度收缩裂纹大约在浇筑后2到10d出现；自收缩主要发生在混凝土凝结硬化后的几天到几十天；干燥收缩裂纹出现在接近1年龄期内。 干燥收缩：当混凝土在不饱和空气中失去内部毛细孔和凝胶孔的吸附水时，就会产生干缩，高性能混凝土的孔隙率比普通混凝土低，故干缩率也低。

塑性收缩：塑性收缩发生在混凝土硬化前的塑性阶段。高强混凝土的水胶比低，自由水分少，矿物细掺合料对水有更高的敏感性，高强混凝土基本不泌水，表面失水更快，所以高强混凝土塑性收缩比普通混凝土更容易产生。

自收缩：密闭的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起混凝土的自收缩。高强混凝土由于水胶比低，早期强度较快的发展，会使自由水消耗快，致使孔体系中相对湿度低于80%，而高强混凝土结构较密实，外界水很难渗入补充，导致混凝土产生自收缩。高强混凝土的总收缩中，干缩和自收缩几乎相等，水胶比越低，自收缩所占比例越大。与普通混凝土完全不同，普通混凝土以干缩为主，而高强混凝土以自收缩为主。

探讨大体积混凝土施工中裂缝的成因和处理措施

作者：张志强

内蒙古路桥有限责任公司

【摘要】根据多年的施工经验,并查阅有关混凝土内部应力方面的书籍，对混凝土施工因温度影响产生裂缝原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施等进行了阐述。

【关键词】混凝土；温度应力；裂缝；控制

混凝土施工在现代工程建设中占有重要地位。大到三峡大坝、桥梁建设，小到普通住宅施工，尤其在现代化高速公路施工中，都离不开混凝土。面在混凝土施工中，表面裂缝较为普遍。究其原因，我们发现：温度的影响是混凝土产生裂缝的主要原因之一。

在大体积混凝土中，混凝土会产生很大的热量，由于温度的变化产生的混凝土的内部应力作用是产生裂缝的主要原因；其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。所以，混凝土施工中的温度控制及温度应力控制是避免产生混凝土裂缝的关键，实际中，我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施进行探讨。

一、裂缝产生的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要有：温度和湿度变化的影响，混凝土本身的脆性和不均匀性、建造结构的不合理性、原材料不合格（如碱骨料反应），模板的变形、基础产生的不均匀沉降等影响，这里我们只谈温度湿度的影响。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力；后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力；气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会在表面出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。

二、温度应力的分析

（一）根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段： 1、早期：自浇注混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弱性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

大体积混凝土裂缝产生

原因与防治措施

大体积混凝土是指断面最小尺寸大于1m以上的,表面系数不大于5m-1的混凝土结构。大体积混凝土结构的截面尺寸较大,裂缝一般在混凝土浇筑短期内形成,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。但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的内外约束应力(包括混凝土的抗拉强度) 时,混凝土就会出现裂缝。

一、裂缝产生的原因

1、外界温差变化的影响

混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。

2、混凝土收缩的影响 混凝土在空气中凝结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力情况下的这种自然变形,受到外部约束时(钢筋、支承条件等) ,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。在凝结初期主要是水泥石在水化凝固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，影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。

浅谈大体积混凝土裂缝的可能原因及防治措施

摘要：文章针对大体积混凝土裂缝类型及成因，分别从设计、施

工、温控等方面进行阐述，同时提出相应的政策建议，进而提高混凝土的施工质量，避免发生质量事故，为大体积混凝土施工提供参考依据。

关键词：大体积混凝土 裂缝 政策建议

1 大体积混凝土产生裂缝的原因

在对大体积混凝土进行施工的过程中，多种因素都会造成墩台身或基础等结构发生裂缝，其中裂缝类型不同，裂缝产生的原因也存在一定的差异性：

1.1 收缩裂缝 通常情况下收缩裂缝是混凝土因收缩并行而产生的裂缝。混凝土中的用水量和水泥用量是造成混凝土收缩的主要因素。混凝土的收缩随着用水量和水泥用量的增加而增大。在施工时，由于选用不同的水泥类型，其干缩量和收缩的量也存在一定的差异性。通常情况下，对于中低热水泥和粉煤灰水泥来说，其收缩量比较小。混凝土浇筑完成后，在散热和硬化过程中，会出现不同程度的收缩，进而产生收缩应力，当混凝土的收缩应力超过其极限抗拉强度时，就会在混凝土的表面产生收缩裂缝。在施工过程中，收缩受到人们的普遍关注，特别是由收缩造成的开裂。其中干燥收缩和温度收缩，是在混凝土收缩中比较常见的两种类型，这里自身收缩是重点介绍的对象，另外，提及一些关于塑性收缩的问题。在混凝土的收缩类型中，自身收缩与干缩一样都是由水的迁移造成的。与干缩相比，自身收缩是混凝土在水化过程中，受水分消耗的影响，导致凝胶孔的液面出现下降，进而造成弯月面，同时出现自干燥，同时降低了混凝土体的湿度，进一步使得混凝土的体积减小。水灰比对干燥收缩和自身收缩的影响正好相反，也就是，干燥收缩会随着混凝土水灰比的降低而出现减小，同时自身收缩却增大。

在混凝土拌合后的初龄期容易发生自身收缩。在初龄期之后，在自干燥的影响下，降低了混凝土的相对湿度，水化作用也处于终止状态。对于大部分混凝土来说，在拆除模板之前，其自身收缩已经产生，甚至已经完成；对于干燥收缩来说，主要发生在没有覆盖，并且暴露面很大位置，甚至混凝土构件在拆模以后也会出现干缩现象。因此，在混凝土浇筑完成之后，凡是对混凝土的表面进行了覆盖，基本上认为混凝土不发生干缩。