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大体积混凝土温度裂缝的控制及防治措施

摘要：本文主要结合工程实例，就大体积混凝土容易出现的温度裂缝，从产

生原因上进行了分析，对大体积混凝土浇筑所采取的施工方案以及控制技术进行

了探讨，得出从原材料、设计、施工等方面加强控制,采取科学、合理和切实有

效的防治措施,能够达到防止混凝土产生温度裂缝。

前言：

大体积混凝土在施工过程中,由于水泥水化过程中产生的水化热,使混凝

土结构出现热胀现象,同时,混凝土在硬化过程中出收缩现象,热胀与收缩两种现

象相互作用将导致混凝土结构出现裂缝,从而破坏混凝土结构。因此,在混凝土硬

化过程中,必须采用相应的技术措施,使混凝土内部与外部之间的温差控制在合理

的范围内,温差产生的应力不超过规定值,避免混凝土出现结构性裂缝。

1、裂缝产生的原因

混凝土结构产生裂缝的原因很多,按受力情况分为受力裂缝和非受力裂

缝。受力裂缝主要是在外界荷载的作用下,混凝土产生的拉应变达到极限时出现

的裂缝,裂缝与混凝土的主拉应力相垂直;非受力裂缝是由于温度变化、不均匀沉

降、混凝土收缩徐变、钢筋锈蚀等引起的裂缝。但在实践中,大体积混凝土往往

是几种因素不同组合的结果,本文重点探讨大体积混凝土在施工过程中由于温度

因素引起混凝土裂缝的控制措施。

2、温度裂缝控制的重点

(1)混凝土施工时,内外温度应小于25℃;

(2)K=ft/σmax≥1.5;式中ft为混凝土的抗拉强度;σmax为混凝土内最大温度应

力;

满足上述两个条件,则混凝土具有足够抵抗温度裂缝的能力。下面结合工

程实例,分析两个条件的计算方法:某桥梁工程承台结构尺寸为6.6×6.4×2.5m,混凝

土设计强度等级为C40,水泥P.042.5,掺合料为粉煤灰和S95矿渣粉,混凝土配合比

设计如下:

该承台于2008年6月份,室外最高气温为25℃。由于承台最小的结构尺寸达

到2.5m,该承台为大体积混凝土结构,故需考虑混凝土在浇注过程中产生大量的

水化热问题,控制混凝土的内外温差,从而有效控制混凝土的温度应力。因此,防止

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混凝土出现裂缝的关键是控制混凝土的内外温差。混凝土温度数值计算具体如

下:

2.1混凝土水化热计算

(1)混凝土最大水化热绝对温升

计算3d龄期的绝热温升。其中根据混凝土配合比水泥水化热量

Q=375kj/kg,每方混凝土水泥用量(不含膨胀剂)w=mc=240kg,混凝土的比热取

C=0.97kj/kg·k,混凝土的密度ρ=2360kg/m3,环境温度(取最大值)Tq=25℃,浇注温

度Tj=24.5℃,3d龄期查表得知:1-e-mt=1-2.178-0·384×3=0·684

则据公式Th=mc×Q/c×ρ(1-e-mt)=(240×375/0.97×2360)×0.684=39.3℃

(2)混凝土内部最高温度Tmax

Tmax=Tj+Th·ξ=24.5+39.3×0.57=46.9℃

其中Tj为混凝土浇注温度,查表ξ=0.57

(3)混凝土的表面温度

混凝土采用两层(30mm)草袋覆盖结合洒水养护。

混凝土计算厚度为H=h+2h′,其中h为混凝土实际厚度,h′=k×λ/β,h′为混凝

土的虚铺厚度,k为计算折减系数,取0.