大体积混凝土裂缝控制.docx

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大体积混凝土裂缝控制

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摘要：我们应充分认识到裂缝的出现对结构物的危害性，采取各种有效的措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展。优化配合比，适当的养护，能降低裂缝出现的频率，在工程施工中获得广泛应用。

关键词：大体积混凝土；裂缝；控制；温度裂缝；影响因素；水化热；速率；优化配合比

：TF065.7：A：1673-0992（2010）05A-0177-01

随着减水剂、矿物掺合料等为主要特征的高强高性能的海工混凝土的广泛应用，在取得显著成效的同时也出现了裂缝频频发生的问题。

一、裂缝的产生机理及特征

裂缝的形成原因有很多种，本文主要阐述温度裂缝的产生原理及防治。

混凝土硬化过程中，在较短的时间内水泥水化产生大量的水化热，而混凝土又是热的不良导体，导致混凝土内部水化热不断积累，温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，使得混凝土结构内外出现较大的温差，这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生温度裂缝。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

二、裂缝形成的影响因素

混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥类型、用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。

三、裂缝的控制

1.优化配合比，提高混凝土性能

混凝土的水化热是由于水泥水化产生的，造成内外温差过高，所以，在提高混凝土性能的同时，调整配合比中水泥的用量，增加矿物掺合料用量，能降低混凝土的水化热，降低裂缝出现的频率。

在浇注杭州湾跨海大桥I合同段右27#墩墩身时，采用的是水泥40％，矿粉40％，粉煤灰20％的胶凝材料组成。拆除模板时，发现出现了许多裂缝。针对出现的裂缝，我们进行了原因分析和试验研究，结果表明：在大体积混凝土中，由于内部温升较高，反应速度较快，产生很大的拉应力而产生裂缝。在后来的施工中，我们对墩身配合比进行不断优化及使用，调整了混凝土中粉煤灰、矿粉的用量，我们采用水泥40%，矿粉10%，粉煤灰50%的胶凝材料组成，减少了裂缝的出现。通过试验研究[1]和工程实践证明，在混凝土配合比中增加矿物掺合料的用量，充分利用了粉煤灰和矿粉的填充效应、火山灰效应和微集料效应，充分发挥两者之间的综合功能，从而降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。

2.设置内部冷却管，降低混凝土内部温峰值

在大体积混凝土构件施工中，为了降低混凝土表面和内部温差，在构件内部设置冷却管，降低温峰值。以杭州湾跨海大桥I合同段右27#墩墩身为例，底部约3m高位置加密冷却管，水平距为50cm，上下层间距控制在70cm，3m以上部分水平70cm，上下层间距控制在100cm。通过试验研究测得，在混凝土浇筑完40h后达到温峰值。所以在混凝土浇筑完毕后40h内冷却水不得间断循环，加大水流速，尽量降低混凝土内水化热温峰，使墩身3m范围内混凝土温度最高不超过70℃；混凝土内部开始降温时，延缓混凝土的降温速率，特别是当混凝土内外温差在25℃以下时，要缓慢降温，越慢越好，充分发挥混凝土徐变特性，为混凝土创造充分应力松弛的条件。

3.控制混凝土入模温度

混凝土入模温度根据现场实际施工情况确定，一般控制在5℃-30℃以内。降低混凝土表面与内部的温差，防止出现温度梯度，减少裂缝的出现。高温期间，混凝土拌和水加入冰块降温、混凝土原材料覆盖及喷雾降温、加强协调缩短混凝土运输时间、调整施工时间。

4.养护对早龄期收缩的抑制

研究发现早期相对湿度降低越多，水化反应加剧，升温快，使混凝土产生应力，易产生温度裂缝。在混凝土浇筑的早期，控制好一定的相对湿度对混凝土裂缝的控制是很关键的。混凝土表面的水分蒸发速率主要和相对湿度、空气温度、风速和太阳辐射等环境因素有关，因此，养护对水分的蒸发有很大的意义。养护比较好的方法是洒水养护，可以起到保温保湿效果，同时延长养护时间和拆模时间，降低了裂缝出现的可能性。

4.结语

裂缝的存在是混凝土施工中很难避免的普遍现象，我们应该