浅述大体积混凝土裂缝产生原因及预防措施-

论文导读：使用微膨胀水泥。2、双掺技术——掺加外掺料和减水剂（1）掺加矿物掺合剂——粉煤灰由于粉煤灰的火山灰活性效应及滚球效应，在优性粉煤灰一定掺量下，可生成硅酸盐凝胶，其强度和密实度有所增加，收缩变形有所减少。在单位用水量不变的条件下，可以起到显著改善混凝土和易性的效能。用粉煤灰替代部分水泥，可降低水泥的
摘要：本文阐述了大体积混凝土裂缝产生的主要原因，以及介绍了控制混凝土裂缝的预防措施，作者根据多年的工作经验并结合上海某深基坑大体积砼水化热升温曲线，对控制措施在实际工程中应用的案例进行了分析，对预防及控制大体积砼裂缝有一定的指导意义。
关键词：建筑工程；大混凝土；裂缝；措施；水化热
一、引言
每个国家对混凝土的定义都是有所不同，先进国家的定义为：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。在我国的定义：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因为水泥水化热引起混凝土内外温差过大，而引起裂缝的混凝土称大体积混凝土。而现今研究指出：所谓大体积混凝土源于：论文格式要求www.7ctime.com
，是指其结构尺寸已经大到必须采取相应的技术措施，妥善处理温度差值、合理解决温度应力、并按裂缝开展进行处理及控制的混凝土。
对于混凝土早龄期开裂问题，“早龄期”的概念一直比较模糊，没有明确统一的定义。按照水泥水化进程把混凝土成型发展过程分为四个时段：塑性阶段、早前期阶段、早期阶段、成熟阶段。

二、裂缝成因及主要机理

(一)微观裂缝和宏观裂缝

微观裂缝也称肉眼不可见裂缝，宽度一般在0.05mm以下，尚未承受荷载的混凝土中一般都存在着微观裂缝，但有微观裂缝的混凝土并不影响其使用，同样可以承受拉力，可它极易引起应力集中，造成混凝土抗拉强度很低。宏观裂缝是指宽度大于0.05mm肉眼可见裂缝，从结构耐久性、承载力及正常使用等要求，我国规范规定，最严格的允许裂缝宽度0.1mm。

(二)大体积混凝土裂缝形成机理

1、内约束裂缝

大体积混凝土结构，浇筑后水泥的水化热很大，由于混凝土体积大，聚积在内部的水泥水化热不易散发，混凝土的内部温度将显著升高。而混凝土表面则散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。如果在混凝土表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种因表面与内部温差引起的裂缝，称内约束裂缝。这种裂缝一般产生很早，多呈不规则状态，深度较浅，属便面性质。表面裂缝易产生应力集中，能使裂缝进一步开展。

2、外约束裂缝

混凝土降温阶段，热量逐渐散发，因温度逐渐下降使混凝土产生收缩，同时，在硬化过程中因多余水份蒸发及碳化等原因混凝土产生收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束（外约束），不能自由变形，从而产生温度应力（拉应力），当两种应力叠加超过混凝土的抗拉极限强度时，则在混凝土的底面交界处附近以至混凝土产生收缩裂缝，称为外约束裂缝。这种裂缝特征是由交接面向上延伸，靠近基底最大而在上部较小，严重的会产生贯穿性裂缝，破坏了结构的整体性、耐久性、防水性和稳定性等，影响正常使用，危害严重。

(三)混凝土裂缝成因

1、水泥水化热是大体积混凝土产生裂缝的主要因素

水泥在水化过程中产生大量的热量，这是大体积混凝土内部温升的主要热量来源。而大体积混凝土结构一般断面较厚，水化热聚集在结构内部不易散失，引起混凝土内部急骤升温，水泥水化热引起绝热温升，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期按指数关系增长，实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3d～5d。浇筑初期混凝土强度很低，对水化热急剧温升引起的变形约束不大，温度应力也较小。随着混凝土龄期的增长，其强度相应提高，对混凝土内部降温收缩变形的约束越来越强，以致产生很大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不抵温度应力时，即产生温度裂缝。

2、外界温度变化的影响

混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和，而混凝土浇筑温度与外界气温有着直接关系，浇筑温度又影响着混凝土的内部温度，外界气温愈高，结构温度也愈高，如外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界气温骤降时，会增加外层混凝土的温度梯度，易使大体积混凝土出现裂缝。

3、混凝土内外温差引起的裂缝

内部温度的不均匀性和本身的抗裂能力差及非均匀性是混凝土出现温度裂缝的两个原因。当实际温差超过理论给出的“允许温差”时，混凝土就可能开裂。因此控制温差是解决温度裂缝的前提。我国提出的大体积混凝土的允许温差标准一般不超过25℃。

4、混凝土收缩变形的影响

混凝土收缩裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温差收缩3种。在混凝土硬化之前，处于塑性状态，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，其水平方向的减缩比垂直方向更难时，就容易形成一些不规律的塑性收缩裂缝。掺入混凝土中的拌合水，约有20％的水分是水泥水化反应所必需的，硬化后期混凝土内自由水分蒸发，吸附水的逸出就会引起混凝土的干燥收缩，还会产生碳化收缩。

5、引起温度应力及裂缝的其它因素

水化热是引起温度应力、导致开裂的根本原因。且骨料级配、密实度、骨料弹性模量、粒径大小等都对混凝土的收缩有影响。构件的养护条件，构件的体表比等都对温差有影响。
三控制裂缝产生的措施

(一)降低水泥水化热，减小温度变形

1、尽量选用中低水化热的水泥品种

选用中低水化热的水泥品种，是控制混凝土内部升温的最基本方法。一般要选用中低水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等，以降低水泥产生的水化热，控制收缩。为在混凝土降温收缩时产生膨胀，补偿收缩，防止裂缝，可使用微膨胀水泥。

2、双掺技术——掺加外掺料和减水剂

（1）掺加矿物掺合剂——粉煤灰
由于粉煤灰的火山灰活性效应及滚球效应，在优性粉煤灰一定掺量下，可生成硅酸盐凝胶，其强度和密实度有所增加，收缩变形有所减少。在单位用水量不变的条件下，可以起到显著改善混凝土和易性的效能。用粉煤灰替代部分水泥，可降低水泥的用量，从而降低水化热。若保持混凝土拌合物原有的流动性，优质粉煤灰的需水性小，可降低混凝土的单位用水量，从而可提高强度。掺粉煤灰还能抑制碱－骨料反应并防止因此产生的裂缝。源于：毕业论文致谢范文www.7ctime.com