浅析水工水工混凝土裂缝原因及制约措施

论文导读：产生大量的水化热，其温度不断上升，体积膨胀，接近底部的混凝土受到基础地板的约束，因而产生压应力。早期混凝土弹性模量不大，所以产生的压应力不大，但随着时间的推移，由于混凝土表面的散热作用，混凝土很快由温升变为温降，由膨胀变为收缩。虽然温升总值和温降总值相差不大，但温降时混凝土的弹性模量比温升时大得多，因而混凝土收
摘 要：本文针对水工混凝土施工中常见的裂缝问题，较全面地分析了裂缝产生的原因，进而提出了在施工中控制混凝土裂缝的一些具体措施。
关键词：混凝土裂缝；成因分析；控制措施
水工混凝土施工中，裂缝的产生是多因素造成的，同时裂缝产生的多寡及程度，直接决定着混凝土工程的质量，因此，水工混凝土施工的一个重要控制目标，便是对裂缝的控制。裂缝的控制是一个系统问题，首先要有一个充分的前期施工准备工作，在具体施工浇筑时要层层把关，还要在温控变化情况的指导下，进行及时充分、合理的养护。必须充分对混凝土裂缝的成因进行综合分析，提出有针对性的施工控制措施，以减少或消除水工混凝土裂缝现象，实现水工混凝土“内实外美”的质量目标。

一、水工混凝土裂缝成因分析

1、温度产生的应力作用

温度应力是混凝土温度升高体积膨胀或温度降低体积收缩时，混凝土受基础的约束或内部温度的非线性约束产生的应力，在混凝土浇筑的早期，产生大量的水化热，其温度不断上升，体积膨胀，接近底部的混凝土受到基础地板的约束，因而产生压应力。早期混凝土弹性模量不大，所以产生的压应力不大，但随着时间的推移，由于混凝土表面的散热作用，混凝土很快由温升变为温降，由膨胀变为收缩。虽然温升总值和温降总值相差不大，但温降时混凝土的弹性模量比温升时大得多，因而混凝土收缩时产生的拉应力很快抵消温升时产生的压应力，出现净拉应力；当最大拉应力值超出混凝土抗拉强度时，便导致混凝土开裂。有关部门就混凝土绝热温升对水工混凝土温度应力进行的研究表明：混凝土的最高温度主要依赖于绝热温升的变化，因此，减少水泥用量、控制混凝土的温升，对减少温度应力起到关键性作用。

2、混凝土自身体积变形和干缩变形产生的应力作用

有关对水工混凝土由于自身变形产生的影响进行试验研究表明：混凝土自身体积变形和干缩变形越大，产生的拉应力也越大，因此，设法减少水泥用量、降低水灰比是控制水工混凝土裂缝的有效措施。

3、基础底板混凝土的约束作用

混凝土体温度和自身体积及干缩变形受到已浇底板的强约束而导致开裂，有关部门就现浇混凝土体与底板浇筑间隔时变化对应力场影响研究表明：缩短现浇混凝土体与底板浇筑的时间间隔，使底板和现浇混凝土体刚度相差不大、变形趋于同步，是极为有效的防裂措施。

二、水工混凝土裂缝主要控制措施

1、减少混凝土的发热量

1.1减少每立方米混凝土的水泥用量，主要措施有：

1.1.1根据所浇筑混凝土结构体的应力场及设计要求对混凝土结构体进行分区，对不同区采用不同等级的混凝土；

1.12采用低流态或塌落度小的干贫混凝土；

1.13改善骨料级配，增大骨料粒径；西骨料以采用级配良好的中细砂（细度模数2.5～2.8，含泥量小于2%），粗骨料宜采用连续级配的料（针片状颗粒含量不大于9%，含泥量小于1%）；

1.14适量掺加粉煤灰，掺合料的用量最大可达水泥用量的50%；

1.15采用高效外加减水剂不仅能节约水泥用量约20%，使28天龄期混凝土的发热量减少25%～30%，且能提高混凝土早期强度和极限拉伸值。常用减水剂有木质素、糖蜜、MF复合剂、JG3等。
1.2采用低发热量的水泥，如采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥、粉煤类硅酸盐水泥及火山灰质硅酸盐水泥。

2、降低混凝土的入仓温度

2.1合理安排浇筑时间。在施工组织上应进行合理安排，如：春、秋季多浇，夏季早晚浇，重要部位安排在低温季节、低温时段浇，以降低混凝土入仓温度，避免出现温度裂缝；

2.2采用加冰或加冰水拌和

2.3对骨料进行预冷。骨料预冷方法有：水冷、风冷、真空汽化冷却。

3、加速混凝土的散热

3.1采用自然冷却降温

3.

1.1采用薄层浇筑以增加散热面，并适当延长间歇时间；

3.1.2在高温季节，已采用预冷措施时，则可采用厚层浇筑，防止因气温过高而热量倒流，以保持预冷效果。
3.2在混凝土内预埋水管通水冷却。主要是在混凝土内预埋蛇形冷却水管，通循环冷水进行降温冷却。

4、改善约束条件

混凝土浇筑前，在基础底板面上先铺一层低强度水泥砂浆，以降低底板混凝土与后浇混凝土间的约束力。

5、加强温度控制与养护

加强混凝土内部的温度测量，为全面掌握混凝土内外温度变化全过程进而提出裂缝预防措施，（下转第86页）（上接第84页）提供可靠的基础依据。在混凝土施工前，根据施工论文导读：上一页12
现场混凝土试配条件，对施工阶段混凝土浇筑块的温度、温度应力及收缩应力进行校核，确定施工阶段水工混凝土的升温峰值、内外温差及峰温速度的控制措施，制定温度控制技术措施。混凝土浇筑过程中要进行混凝土温度的监测，监测点的布置要具有代表性，能真实反映处内外温差、降温速度及环境温度；养护过程中，进行水工混凝土升降温、内外温差、降温速度及环境温度的监测，及时获得反映出混凝土内外温度变化的实际情况、所采取的施工技术措施的效果。特别应注重混凝土的早期养护，刚浇筑完的混凝土要及时喷洒养护液、及时覆盖，防止混凝土表面过早脱水产生收缩裂缝，同时，延长拆模时间，使混凝土表面达到一定强度，也对裂缝的产生起到一定的抑制作用。
参考文献：
全国一级建造是执业资格考试用书编写委员会编，水利水电工程管理与实务。北京：中国建筑工业出版社，200

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