大体积混凝土温度裂缝

第一篇：大体积混凝土温度裂缝

大体积混凝土温度裂缝（范文模版）

大体积混凝土温度裂缝

摘要：介绍了大体积混凝土概念的界定，从温度应力和内外约束两个方面浅析了大体积混凝土温度裂缝产生的机理，总结了混凝土开裂的三种方式。根据裂缝产生的机理，结合工程实践从设计和施工角度总结出大体积混凝土温度裂缝的控制措施。

关键词：大体积混凝土;温度裂缝;温差

在全球各地的土木工程中，混凝土是最重要的建筑材料，其强度高、耐久性好，广泛用于各类建筑物、构筑物。随着人类科技的不断进步，建筑技术的不断发展，各种新型结构相继涌现，使得大体积混凝土结构应用越来越广泛。但大体积混凝土自身导热性能较差，混凝土内部水化热量难以散发，而表面散热快，中心温度和表面温度的差异造成混凝土开裂。

混凝土的温度裂缝问题是一个相当普遍的质量问题，不仅影响建筑物的外观，更会危及建筑的正常使用及结构的耐久性。特别是随着建设规模的日趋增大，大体积混凝土结构日益增多，工程裂缝控制技术难度更高。很多研究学者对如何避免大体积混凝土开裂进行了研究，大部分学者提出采用埋设冷却水管的温控措施，或者使用微膨胀混凝土。但是这些方法不仅造价高，而且也不完全可靠。大体积混凝土温度裂缝的控制从设计、材料、施工等多方面入手，采用综合治理措施更为有效。

1 大体积混凝土概念的界定

对大体积混凝土概念的界定问题，在工程界有一个逐步认识的过程。在研究初期主要是定量判别法，根据混凝土的厚度和温差来区别，采用0.8-1m和25℃作为区分的界限。

《JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程》 采用定量和定性相结合的解释，其定义为：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土 。

美国混凝土协会(ACI 116R—00) 的解释是：“任意体量的混凝土，当其尺寸大到必须采取预防措施控制由于水泥水化热和体积变化以最大限度减少裂缝时，均可称为大体积混凝土”(concrete, mass-any volume of concrete with dimensions large enough to require that measures be taken to cope with generation of heat from hydration of the cement and attendant volume change , to minimize cracking)。

而日本建筑学会标准(JASS5) 的解释为：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土” 。

参考以上列出的解释，笔者认为大体积混凝土这个术语中的“大”在某种意义上属于约定俗成的说法;因为《JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程》和美国混凝土协会(ACI 116R—00) 的解释中提到的因水泥水化热和体积变化引起混凝土裂缝，并没有对体积做出定量要求，而包含了体积不大但因预计水泥水化热和收缩会引起混凝土裂缝时需要采取预防措施来控制裂缝的混凝土结构。 2 2.1 大体积混凝土温度裂缝产生机理浅析 温度应力

超大体积混凝土由于水泥水化时会放出大量的水化热，而混凝土自身体积较厚，混凝土表面和内部的散热条件不同，混凝土表面由于直接和空气接触，散热条件好，热量可向大气中散发，表面温度上升较少;而混凝土内部自身导热性能差，水化热积聚在混凝土内部不易散发，温度会上升较多，这样就形成外低内高的温差。由于外部约束和内部约束的存在，使混凝土不能自由变形，于是就会在混凝土内部产生温度应力，这种由于温度变化产生的变形受到约束而产生的应力称为温度应力。由此可见：产生温度应力必须具备两个必要条件是温差和约束。温差越大，产生的温度应力越大，混凝土越容易开裂。当超大体积混凝土被完全嵌固时，它受到的约束最大，此时温度应力会达到最大值，当约束减小时，所产生的温度应力也随之减小，开裂的概率也随之降低。

2.2 约束

超大体积混凝土受到的约束一般分为内约束和外约束两种。 2.2.1 内约束引起温度裂缝的机理

一个物体或一个构件本身各质点之间的相互约束作用称为“内约束”。大体积混凝土在水泥水化时，会形成外低内高的温差，这种温差会使大体积混凝土内部温度分布不均匀，会引起质点发生的变形不一致，从而产生内约束。大体积混凝土中心由于温度较高，所产生的热膨胀也较表面大，因而在混凝土中心产生压应力，而表面则产生拉应力。当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会在大体积混凝土的外表面产生裂缝，这种裂缝比较分散、裂缝宽度小、深度也很小，俗称“表面裂缝”。它一般发生在浇筑后的温度上升阶段，是由于混凝土体积发生膨胀所形成的。表面裂缝的形状见图1所示。

图1 表面裂缝

2.2.2 外约束引起的温度裂缝的机理

一个物体的变形受到其它物体的阻碍，一个结构的变形受到另一个结构的阻碍，这种结构与结构之间，物体与物体之间，物体与构件之间，基础与地基之间的相互牵制作用称作“外约束”。大体积混凝土浇筑后数日(一般不少于5 d)，水泥水化热基本上释放完毕，由于环境温度较低，这时大体积混凝土就会从最高温度开始逐渐降温，降温的结果会引起混凝土的收缩，同时混凝土中多余水分也随之蒸发，这样就会引起混凝土体积出现不同程度的收缩。而地基、其它结构往往会对大体积混凝土进行约束，让其不能自由变形，在这种外部约束的作用下，混凝土的内外温差就会产生温度应力。这种温度应力一般是拉应力，当该温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会从约束面开始向上出现开裂，从而形成温度裂缝。若温度应力足够大，裂缝会连续产生，甚至会贯穿整个截面。贯穿裂缝会严重影响结构的性能，它会破坏结构的整体性、耐久性、防水性，给结构带来重大的损伤，直接影响到工程结构安全。贯穿裂缝一般发生在混凝土的温度下降阶段，且外部约束较大，裂缝一般与约束面成直角关系。如约束体为桩基、岩体、以及老混凝土结构面时，约束力会更大，产生的温度应力也会更大。但只有在温差(最高温度与最终稳定温度差)25℃以上，才会出现这种裂缝。此外，不同的约束体会导致不同的贯穿裂缝，且其发生部位和裂缝的多少也会不一样。若产生贯穿裂缝，后期养护不到位，还会加剧裂缝发展。外部约束应力形成裂缝的情况如图2所示。

图2 部约束应力所形成的裂缝

虽然引起大体积混凝土开裂的原因很多，但是按照裂缝深度的不同，一般可将裂缝分为：贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。在这三种裂缝中，贯穿裂缝的危害最大，它贯穿了结构面，破坏了结构的整体稳定性，大大降低结构的安全使用性能。深层裂缝的危害其次，并没完全切断结构面，除地基或受既有建筑混凝土影响外，不会发展成贯穿裂缝，则对结构的影响不太大。表面裂缝的危害性一般较小，除特种结构(如：有防辐射要求的探伤室、有防水要求的堤坝等)外，表面裂缝可以通过抹灰等方式处理。

图3 大体积混凝士结构裂缝类型示意图

3 大体积混凝土温度裂缝的控制

混凝土开裂不但会使结构承载能力相应的下降，改变结构的受力状态，而且会影响到结构外表的美观，影响结构的正常使用。例如：若大坝开裂则会使水渗漏，若探伤室开裂则会使射线泄露，严重影响到结构的使用功能。因此，我们一定要采取有效措施控制大体积混凝土的开裂。王铁梦教授从1955年起就开始研究分析多种结构裂缝，并在此基础上，提出了“抗”、“放”的原则。许多学者在“抗”、“放”原则的基础上又提出了多种抗裂措施。在实际工程中，应结合工程特点灵活运用“抗”、“放”、“抗放”结合的原则控制裂缝的开裂。在实际工程的设计和施工中，就可以通过分析混凝土开裂的不同原因来采取具体的防裂措施。例如：开裂原因与结构设计和受力荷载有关时，应当结合概念设计、平面布置、受力加固等原则和方法考虑控制混凝土开裂的措施。控制大体积混凝土开裂的措施与一般混凝土相比，除了上述措施之外，由于大体积混凝土的固有特性(主要是混凝土中的温度应力和温差)，还有一些其他的抗裂措施。下面重点分析在设计和施工中，控制大体积混凝土开裂的措施。

大体积混凝土裂缝控制措施可分为两类，一类是：设计措施：设计控制措施可以分为以下几点：①合理布置平面、立面;可以避免体型突变，保证各种系数达到规范要求(安全系数应当适当提高);②合理留设施工缝;施工缝位置应优先选在在受力较薄弱、剪力较小的结构上，例如：探伤室大体积施工时，其墙体的施工缝可以留在板底和墙体之间;③合理配置钢筋;一般大体积混凝土的配筋率较小，适当提高配筋率可以改善应力分布情况，增强混凝土的抗拉应力，抵抗温度应力的影响，降低裂缝产生的可能性。

控制大体积混凝土开裂的另一类措施是：施工措施，这是控制大体积混凝土裂缝的关键。其施工措施可分为以下几个方面：

(1)合理的混凝土配合比设计;配合比设计包括选材和比例控制，在选材时，水化热是造成大体积混凝土开裂的主要原因。配合比设计时，可以在保证混凝土结构强度的条件下，降低水泥的使用量，选用较低水化热的水泥(如粉煤灰硅酸盐水泥)，或者在混凝土中添加适当的粉煤灰、矿粉等，减少水化热的产生量。避免选用早强水泥、含氯化物、含铝酸钙等影响大体积混凝土结构使用的水泥。掺加适当的添加剂如：减水剂(在同等强度条件下，减水剂可以降低水灰比，在保证水泥用量不变时，节约用水;在保证用水量不变时，节省水泥。)、微膨胀剂(微膨胀剂可以减少混凝土的体积收缩，减小混凝土的收缩应力。)。为防止混凝土开裂，要严格控制骨料级配、含泥量，严禁使用海砂。在进行配合比设计时，一定要经过多次试验，经过试验合格后，方可用于施工;经检验配合比不合格或强度不够的混凝土，严禁用于工程施工。

(2)施工工艺的选择;施工工艺包含搅拌、输送、浇筑等几个过程，为保证混凝土有良好和易性和加工性能，一定要做好搅拌和输送工作。另外，需要注意：搅拌站或商品混凝土供应站应当建在实际工程附近。搅拌前可先用冷水冲刷骨料，降低建筑温度;搅拌时应该投料次序准确，不得一次性全加，按照配合比设计原则分清先后次序，一般情况下应先投水泥搅拌;搅拌时间合理，不得发产生分层、离析现象。运输时应当迅速，运输方式、运输路径应当便捷，保证运输车辆的运行，防止堵塞和交通拥挤，尽量减少周转次数和输送时间，避免离析(一旦发生，应进行二次搅拌)现象。浇筑前应进行技术交底，确定浇筑方案，做好准备工作;浇筑时供料及时，不能有离析，振捣密实，增强混凝土密实度，大体积混凝土还应当采用振捣棒振捣，并在混凝土初凝前进行二次振捣;妥善处理泌水;浇筑完成后，应及时采取合理措施，进行养护。

(3)采取合适的温控方案;温控方案包括两种：保温法和降温法。降温法指在混凝土内部埋设冷水管，这种方法多用于水利、交通结构。保温法一种是在混凝土表面采用保温材料覆盖，这种方法适用于我国南方气温在15℃以上的季节，寒冷地区不太适用;另一种是表面蓄水保温，表面蓄水保温可以控制表面龟裂，保证工程质量。在采用温控方案时一定要结合结构所在的地理环境和结构的组成形式。在混凝土结构设计时应当采取合理措施，避免结构形式和受力荷载所造成的混凝土开裂：施工时应当保证每个施工工序、施工措施都严格按照施工技术方案进行，并做好预警方案，一旦施工过程中出现问题即可立即实施备案，防止问题继续发展。

参考文献：

[1]

JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2001. [2] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[3] 张雄，张小伟，李旭峰.混凝土结构裂缝防治技术[M].化学工业出版社，2007. [4] 邹新辉.浅析大体积混凝土裂缝的常见问题及其预防措施[J].科技咨询，2010 [5] 宋锟等.大体积混凝土温度裂缝控制综合措施[J].山西建筑，2006 [6] 王润富，陈国荣.温度场和温度应力[M].北京：科学出版社，2005

第二篇：大体积混凝土的温度裂缝控制措施

河南省第五建筑安装(集团)有限公司450000龚凯辉[1] 毕超[3] 张笑康[2] 摘要：在现代建筑中如：高层建筑基础、大型设备基础、水利大坝等时常涉及到大体积混凝土施工。混凝土的温度裂缝问题日显突出，既是困扰建筑业多年的质量通病，也是一个很重要的研究课题。温度裂缝危及结构的整体性和稳定性，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，采取控制措施并保证施工时期的工程质量。

关键词：大体积混凝土 温度裂缝 控制措施 工程质量

1.温度裂缝产生机理

大体积混凝土是指混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m，或预计因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。混凝土量大、结构厚实、工程条件复杂，施工技术要求高是它的主要特征。大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内外矛盾发展的结果，首先是内外温差过大产生温度应力和温度变形;其次结构的自身约束阻止了变形，升温产生热胀，降温产生冷缩，一旦温度应力超过了混凝土所能承受的拉伸极限值时，裂缝就会出现。综合考虑，影响裂缝开展的温度由浇筑温度、水泥水化热温度和散热温度三部分组成。因此我们要控制大体积混凝土的温度变形裂缝，那么就要从材料、工法和管理等方面入手。

1.合理地选用材料 (1)水泥的选用

水泥水化热是大体积混凝土中的主要温度因素，水泥水化热在建筑工程中一般会引起20-30。C的温升。温度上升与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并在浇筑后3-5d时内部温度达到峰值。水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，不管是夏热还是冬寒，混凝土表面的温度总是低于内部温度，当混凝土内外温差较大时，倘若温度控制措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时则易产生裂缝。在结构施工过程中，结构设计的硬性规定极大地制约了材料的选择，混凝土强度不可能因为考虑到施工工作性能的优劣而有所增减，因此在足够的强度、满足设计要求的前提下，尽量减少混凝土中的水泥用量，尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用低热矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，混凝土的强度等级宜保持在C20-C35的范围。

例如，优先选用等级为32.5、42.5的矿渣硅酸盐水泥，与其同等级的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热可减少约28%。

(2)集料的选用

大体积混凝土砂石料一般称为粗细骨料，重量约占混凝土总重量的85%左右，正确选用砂石料对保证混凝土质量、节约水泥用量、降低水化热、降低工程成本是非常重要的。大体积混凝土宜优先采用粒径较大、以自然连续级配的粗骨料配制。这种用连续级配粗骨料配制的混凝土，具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量，以及较高的抗压强度。而细集料以采用级配良好的中砂为宜。

此外，骨料中超量的粘土、淤泥、粉屑、有机物及其他有害物质最大的危害是增加混凝土的收缩，引起混凝土的抗拉强度的降低，对混凝土的抗裂十分不利。因此，在大体积混凝土施工中，石子的含泥量控制在不大于1%，砂的含泥量控制在不大于3%。

2. 混凝土外加料的选用 (1)外加剂

大体积混凝土外加剂主要是指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。

掺加减水剂主要是降低水泥水化速度，延迟水化热峰值的来临时间。通常在混凝土中掺入约水泥重量0.25%的木质素磺酸钙，木质素磺酸钙对水泥颗粒有明显的分散效应，并能使水的表面张力降低而引起加气作用，这样既使混凝土工作性能有明显的改善，又减少10%拌和用水且节约了10%左右的水泥。

目前建筑市场，泵送混凝土技术应用极为广泛。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间要加适量的缓凝剂，这不仅保证混凝土的流动性，而且降低了水化热的释放速度，混凝土便于浇筑振捣，密实度更有所保障。

普通硅酸盐水泥配制的砂浆或混凝土在干燥时会产生收缩。实验证明，砂浆的收缩率为 0.1%～0.2%，混凝土的收缩率为 0.04%～0.06%，而一般混凝土的极限拉伸仅为 0.0l%～0.02%，差距如此大，混凝土硬化后易导致混凝土开裂。为了防止混凝土的初始裂缝，掺加膨胀剂，配置成补偿收缩型混凝土。

(2)外加掺合料

粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分，它含有大量的硅铝氧化物，这些氧化物能够与水泥的水化产生二次反应，减少水泥用量，降低混凝土的热胀，并且可以使混凝土密实度增加，有效地提高混凝土的抗渗性能。

3.科学的施工工艺

综上所述，在浇筑时的大体积混凝土内部热量聚集而导致体积膨胀是产生温度裂缝的根本原因。那么，在施工阶段，我们怎么去处理好因温度变形而引起的混凝土开裂问题呢?这需要注意以下几个方面。

(1)合理的浇筑与振捣

采取合理的分层连续浇筑或推移式连续浇筑，以加快混凝土散热速度。大体积混凝土结构的浇筑方案应根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、混凝土供应等具体情况，选用如下三种方式：

全面分层：在第一层全面浇筑完毕回来浇筑第二层时，第一层浇筑的混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑好。这种方案适用于结构和平面尺寸大的场合，施工时从短边开始、沿长边进行较适宜。必要时也可分两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行。

分段分层：此法适用于厚度不太大而面积或长度较大的结构。混凝土先浇筑底层，进行至一定距离后折回，再浇筑第二层，如此依次向前浇筑以上各分层。

斜面分层：此法适用于长度超过厚度3倍的结构。将混凝土从底连续浇筑到顶，使其自然流淌形成斜面。振捣工作应从浇筑层的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的施工质量。

振捣方式及要求：应尽量避免高温下施工，采用大功率插入式振捣器进行大面振捣，随浇随振，振捣时间以表面泛浆不再下沉为宜，间距要均匀，以振捣范围重叠二分之一为宜，深度一般为200-300mm。保证上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑完成，表面抹平，压实，防止表面裂缝。

(2)控制混凝土浇筑温度

混凝土从搅拌机出料后，经过运输、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温度。应适当地限制混凝土的浇筑温度，避免集料在烈日下暴晒，可采取对冲水、覆盖降温等方法予以控制。一般情况下，混凝土的最高浇筑温度应控制在40℃以下。

(3)加强混凝土养护

大体积浇筑混凝土养护常用的可分为两类。降温法，在浇筑成型后通过冷却水进行循环降温，来调整内外温差;保温法，则是通过保温材料对成型表面的覆盖进行蓄热，以提高混凝土表面和四周的温度。一般应在完成浇筑混凝土后的

12-18h内洒水，混凝土的养护时间主要根据水泥品种而定，一般规定养护时间为14-21d后方可拆模，内外温差控制在25℃以内。

(4)后浇带的设置

后浇带是人为地断开混凝土使其产生应力收缩的释放空间，一般正常情况下由计算确定，其间距为20～30m。

后浇带的构造有平接式、T 字式、企口式等三种，后浇带的宽度应考虑施工方便，避免应力集中，宽度可取800～1200mm。后浇带的保留时间一般不宜少于40d，在填筑混凝土之前，必须将整个混凝土表面的原浆凿清形成毛面，清除垃圾及杂物，并隔夜浇水浸润。填筑的混凝土可采用膨胀混凝土，要求混凝土强度比原结构提高5～l0N/mm2，并保持不少于14d的潮湿养护。

(5)做好温度检测

为有效掌握和控制混凝土的内部与外部温度的变化值，应在大体积混凝土内埋设若干个测温点。可采用埋设锡热传感器，用混凝土温度测定记录仪对不同时间和深度下的温度进行施工全过程的跟踪和监测，及时绘制出混凝土内部温度变化曲线，随时对照理论计算值，可有的放矢地采取相应的技术措施。

4结论

在结构工程的设计与施工中，对于大体积混凝土结构，为防止其产生温度裂缝的技术措施均不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，施工中必须结合实际、并加强组织管理，建立健全质量保证体系，制定各项工作制度，合理采用、全面考虑，才能收到良好的效果。

参考文献

[1]刘津明.混凝土结构施工技术.北京:机械工业出版社,2009 [2]姚谨英.混凝土结构工程施工.北京:机械工业出版社,2005 [3]孙加保.高层建筑施工.北京:化学工业出版社，2005 [4]GB50496-2009 《大体积混凝土施工规范》.北京：中国计划出版社 作者简介：

[1] 龚凯辉.(1982.3.2——)河南郑州人.现任河南五建安装公司项目技术负责人.助工.研究方向：工程项目管理. [2] 毕超.(1985.1.15——)河南焦作人.现任商丘工学院专职教师.助教.研究方向：工程造价管理.

[3] 张笑康.(1984.2.11——)河南郑州人.现任商丘工学院专职教师.助教.研究方向：工程项目管理.

第三篇：大体积混凝土温度裂缝的成因及其控制措施

土木071 杨 棣 杨 娟 张 宏 余波

1.概述

近年来，随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平不断提高。国家对基础建设的投资逐年递增，国内建筑业形势一片大好。各种建筑物、构筑物的形体规模也不断扩大，大体积混凝土在建筑工程中的应用也越来越广。但是，由于大体积混凝土具有结构厚、体积大、数量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点，因而在施工过程中若控制不当极易产生纵横交错的温度裂缝。不仅影响了混凝土的观感质量，严重者会出现深入和贯穿性的裂缝，从而降低结构耐久性，削弱构件承载力，甚至影响建筑物的安全使用，造成人员伤亡和巨大的财产损失。所以，如何采取有效措施防止大体积混凝土由于温度应力引起的开裂，是工程界普遍关注的问题。 2.大体积混凝土的定义

结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。 3.大体积混凝土裂缝产生的原因

原因有两个：大体积混凝土浇筑初期，积聚在内部的水泥水化热不易散发，导致混凝土内部温度显著升高，内外温差变大，混凝土内部产生压应力，外部产生拉应力。此时由于混凝土强度低，便会产生裂纹;浇筑后期，混凝土内部逐渐散热冷却产生收缩，由于受到基底或已浇筑混凝土的约束，接触处将产生很大的剪应力，在混凝土正截面形成拉应力。当拉应力超过当时龄期混凝土的极限抗拉强度时，也会产生裂缝，甚至会贯穿整个混凝土截面，造成严重后果。 4.裂缝分类

大体积混凝土产生的裂缝基本分为两类：

(1)表面裂缝：混凝土浇筑后，水泥水化产生大量的水化热，使混凝土内部温度不断上升，从而形成中心温度高，表面温度低的状况，这种内外温差使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当这个拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。

(2)贯穿裂缝：大体积混凝土降温时，由降温产生降温差引起的变形，再加上混凝土多余水分蒸发时引起的体积收缩变形，受到地基或结构边界条件的约束时又引起拉应力，当此拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝。 5.大体积混凝土裂缝控制措施 5.1选用合适的原材料 5.1.1选择低水化热水泥

混凝土内外温差主要是水化热产生的，为减小内外温差，就要降低水化热，要用早期水化热低的水泥，选择适宜的矿物组成，调整水泥的细度模数。一般选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等。

5.1.2 为了减少水泥用量，降低水灰比，降低水化热，应采取部分水泥用粉煤灰代替。掺入粉煤灰有以下作用：粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，降低混凝土的热胀;粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增多，在混凝土中分散更加均匀;同时，粉煤灰反应进一步改善了混凝土内部的空结构，使混凝土中总的孔隙率降低，空结构进一步细化，分布更加合理。使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩率也减小。 5.1.3骨料选择要合理

尽量扩大粗骨料粒径，因为粗骨料越大，级配越好，空隙率越小，比表面积越小，每立方米混凝乳的水泥用量越少，水化热随之降低，对防止裂缝越有利。细骨料宜采用级配良好的中粗砂。其孔隙率小，比表面积小，混凝土的水泥和水用量相应减小，水化热降低。 5.1.4掺入外加剂

掺入减水剂、缓凝剂和引气剂等外加剂可以减小开裂。减水剂的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰化，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量。而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止开裂有利。缓凝剂的作用：一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度已经增大了，从而减小裂缝出现的机率。 5.2完善大体积混凝土的施工工艺 5.2.1浇注要点

大体积混凝土浇筑，应根据整体连续浇筑的要求及现场实际情况适当选用全面层、分段分层、斜面分层等浇筑方案。浇筑温度宜控制在25℃以下。因此，必须合理安排施工时间，尽量避免在高温时段进行混凝土浇筑。同时要尽量加快施工速度、缩短浇筑时间，降低混凝土的浇筑温度，减少结构物的内外温差，并延长混凝土的初凝时间。必要时需采用二次振捣。其能够减少混凝土的内部裂缝，增强混凝土的密实性，从而提高混凝土的抗裂性。 5.2.2采取温控措施

在大体积混凝土内部安设温度传感器，检测指导温控。内部混凝土的最高温度应<55℃.最大水化热温升<30℃。混凝土体内布置适量的温控管道，通过不问断地循环冷却水，吸收混凝土的热量。冷却水管应在每层混凝土中布设，深度位于厚层的l/2处，设定位架固定。冷却水在混凝土浇至水管高程后立即循环，冷却水与混凝土的温差限制在25℃以内，流量及水温2h监测一次，量测进、出水口温度，一般出水口温度较进水口高5～6℃。冷却水应持续到混凝土浇筑完后7d以上。冷却完毕后，冷却管中压入同强度的水泥浆，水泥浆中加入微膨胀剂。 5.2.3混凝土拌和、浇筑、拆模时注意事项

大体积混凝土宜采用强制搅拌，根据环境温度条件采用相应的措施，使新拌混凝土的温度控制在6-13℃。浇筑混凝土尽量避开太阳辐射较强的时间，若工程在夏季施工时，则避开正午，尽量安排在夜间浇筑。采用大功率插入式振捣器振捣，振捣以表面泛浆不再下沉为宜，间距要均匀，以振捣范围重叠二分之一为宜，保证振捣密实，上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑完，表面压实、抹平，防止表面裂缝。混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上、混凝土中心温度与最低温度之差在25~C以内、拆模时混凝土表面温度不超过9℃方可拆模。 5.2.4大体积混凝土养护

在每次混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。不同施工季节应选择不同的混凝土养护方法。夏季施工时，要采用草帘覆盖、浇水等降温方法进行养护保持混凝土表面湿润，从而促进混凝土强度的稳定增长;正常气温时，可喷刷养生液养护;冬季施工时，可使用保温材料来提高混凝土的表面温度。混凝土的养护时间根据水泥的品种确定，一般普通水泥的养护时间为14d，矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥及掺加掺和料后的混凝土的养护时间为21d。 5.2.5做好表面隔热保护

大体积混凝土的温度裂缝，主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇筑后，由于表面较内部散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过快就很容易导致裂缝的产生，所以在低温季节，混凝土拆模后立即采取表面保温措施，防止表面降温过快，引起裂缝。 6.结束语

综上所述，大体积混凝土内部的温度应力是由水化热和外界气温变化等各种因素引起的叠加应力。由于混凝土是一种脆性材料抗拉强度只相当于抗压强度的1/10左右，当混凝土内温度应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。实际工作中，只有从原材料、施工、设计等方面加强质量控制，才能最大限度的防止混凝土裂缝的产生，使混凝土结构工程能够满足适用性、安全性及耐久性要求。

第四篇：大体积混凝土温度裂缝成因及控制措施范文

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

大体积混凝土温度裂缝成因及控制措施

大体积混凝土温度裂缝成因及控制措施

摘要:裂缝是大体积混凝常见的质量通病之一，若不进行有效的控制，则会影响到大体积混凝土结构的稳定性及耐久性。本文结合笔者多年实践经验，重点就大体积混凝土温度裂缝原因进行分析，并提出一些切实可行的控制措施，旨在提高混凝土的质量，以供实践参考。

关键词:大体积混凝土;裂缝;控制措施;温度监测

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

随着我国社会经济建设的快速发展，城市建筑数量日益增加，对建筑的使用功能和质量安全提出了更高的要求。大体积混凝土是建筑施工中常见的一种施工材料，具有承载力高，适用范围广和耐久性强等优点。但在混凝土浇筑过程中，由于大体积混凝土单次浇筑方量大，加上混凝土自身放热量大，如果不能及时扩散，容易导致混凝土浇筑体产生了较大的内外温差，致使大体积混凝土产生温度裂缝。这些裂缝若没有得到有效的处理，不仅会影响到混凝土结构的稳定性及可靠性，而且对建筑物的质量安全构成极大的威胁。因此，施工管理人员有必要加强大体积混凝土裂缝控制工作的力度，采取合理有效的控制措施避免温度裂缝的产生，从而确保大体积混凝土的质量。

1 大体积混凝土温度裂缝原因分析

1.1 温度及温度效应

混凝土结构物的温度分布是指某一时刻混凝土结构内部及表面各点的温度状态。当混凝土结构浇筑后,由于混凝土内部的水化热、外界的太阳辐射以及气温变化等因素的影响,混凝土结构内部会处于不同的温度状态。影响混凝土结构温度分布的因素主要有内部和外部两大类。

1)外界温度的影响

自然环境中的混凝土结构物,受大气温度变化作用,而各种气象因素在一年四季、每天甚至每时每刻都在发生变化。混凝土结构的最大温差与不同季节的气候特征有密切关系。

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

2)水化热

水泥水化释放的水化热会引起混凝土浇筑块内部温度剧烈变化,是影响混凝土温度分布的主要内部因素。

混凝土结构温度分布的不均匀性和复杂性,导致混凝土结构中温度效应的产生。混凝土结构的温度效应,主要是指由于混凝土结构中温度分布不均导致的在结构物中产生温度应力和温度变形等不良现象。

1.2 结构约束

大体积混凝土结构受到的约束,一般分为内约束和外约束两种。

1)内约束

一个物体或一个构件本身各质点之间的相互约束作用,称为“内约束”。

大体积混凝土在水泥水化时,会形成外低内高的温差,这种温差会使大体积混凝土内部温度分布不均匀,会引起质点发生的变形不一致,从而产生内约束。

2)外约束

一个物体的变形受到其他物体的阻碍,一个结构的变形受到另一个结构的阻碍,这种结构与结构之间、物体与物体之间、物体与构件之间、基础与地基之间的相互牵制作用,称作“外约束”。

2 大体积混凝土温度裂缝控制措施

大量工程实践经验都证明,结构物不可能不出现裂缝,裂缝是材料的一种固有缺陷、固有特征。如果对大体积混凝土的裂缝作过于严格的限制,则施工难度大,会带来成本的急剧上升。但可以采取措施,对裂缝进行控制。

2.1 设计

(1)改变约束条件,设置滑动层。基础垫层和基础之间采用三毡四油防水层作为滑动层减小地基对基础的约束,降低约束应力。

(2)设置构造钢筋。在大体积混凝土内设置必要的温度配筋,配筋宜选用小直径、小间距;在截面突变和转角处,孔洞转角及周边,增加斜向构造配筋,以改善应力集中,防止裂缝出现。

(3)在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率。

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

(4)合理设置后浇带,保留时间大于60d;后浇带内梁中钢筋连续通过,板中钢筋可断开,在二次浇筑混凝土前,根据规范要求连接板中普通钢筋。

2.2 材料

1)水泥

针对大体积混凝土结构的特点,选择低水化热水泥。因为其在假定外部温度没有变化的情况下,可减少混凝土的内外温差T值,起到减少温度应力的作用。选择水泥时,还应合理控制好水泥的细度,这样,才能在减少温度应力的同时,确保水泥混凝土的早期强度,从而更有效地控制温度裂缝。

2)矿物掺合料

在施工中,掺入20%～40%的粉煤灰,可取代一部分水泥,从而消减水化热产生的高温峰值。另外,粉煤灰还可以优化水泥石内部结构,提高混凝土早期强度。

3)集料

集料在混凝土中的体积超过50%,在成型阶段是一种导热介质,因此,选择导热系数高、热传导能力强的集料,可有效降低混凝土的内外温差T值。另外,集料自身的温度对水化热的产生也有一定的影响,集料自身温度越高,水化热也就越大。因此,在制备混凝土时,应根据当日气候和集料温度,对集料进行必要的降温处理。

4)外加剂

在控制大体积混凝土温度裂缝时,外加剂应选择能调节混凝土凝结时间和硬化性能的缓凝剂、减水剂。

缓凝剂能在对混凝土的后期物理力学性能无不利影响的情况下,延缓混凝土的凝结时间,从而增加混凝土的降温散热时间,使混凝土内外温差T值减小。如缓凝剂JM-PCA,可使混凝土初凝时间加长3～8h左右。减水剂对混凝土强度的影响一般体现在降低水灰比上,低水灰比可使混凝土迅速硬化,提高混凝土早期强度;另外,在减少拌和水用量的同时,相应地减少了水泥的用量,从而达到降低水化热的目的。

2.3 施工

1)用分层连续浇筑或推移式连续浇筑混凝土采用分层连续浇筑

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

或推移式连续浇筑,混凝土层间的间隔时间应尽量缩短,必须在前层混凝土初凝之前,将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝上的初凝时间,层面应按施工缝处理:

(1)消除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子,并均匀露出粗骨料;

(2)在上层混凝土浇筑前,应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得有水;

(3)对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时,应采取接浆措施。

2)二次投料及二次振捣

大量的工程实践证明,采用二次投料水泥裹砂法和二次振捣法,可提高混凝土的极限抗拉强度。

所谓二次投料水泥裹砂法,即先将水和水泥拌成水泥浆,搅拌时间大约1min,然后加入砂子和石子,搅拌成混凝土。该法可改善混凝土内部结构,减少混凝土浇筑入模时的离析现象,节约水泥达20%,或提高强度15%。

所谓二次振捣,即对未初凝的混凝土在振动界限之前进行二次振捣。通过二次振捣可排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高水平钢筋的握裹力、竖向钢筋的抗拔力,增大水密性,提高混凝土抗压强度,减少混凝土内部裂缝,防止因混凝土下沉而出现的裂缝。有关资料证明,采用二次振捣可使水平钢筋的握裹力增加1/3,竖向钢筋初始抗拔能力提高100%,28d混凝土的抗压强度提高10%～15%。二次振捣关键要掌握好二次振捣的时间,该时间为混凝土经振捣后尚能恢复到塑性状态的时间,一般又称为振捣界限。振动界限的判断方法一般有两种:一种是将运转着的振动棒逐渐插入混凝土中时,混凝土仍能恢复到塑性状态,当振动棒拔出时,混凝土能自动填满形成的孔洞,而不会在混凝土中留下孔穴,此时施加二次振捣,时间最为合适;第二种是采用测定贯入阻力值的方法来判断,国外一般均采用这种方法,即当标准贯入阻力值达到3.5N/mm2以前进行二次振捣,此时不会损伤已成型的混凝土。

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

二次振捣的具体适宜时间,需根据水泥品种、用量、混凝土的坍落度和气温等因素决定,一般应控制在混凝土浇筑后1～3h时间内。

3)埋设冷却水管,降低混凝土内部温度对施工要求比较高的工程,可以在混凝土内埋设水管,通过低温水循环,排出混凝土内部大量热量,以降低混凝土温度。

4)加强施工管理

提高混凝土的质量,以保证混凝上强度的均匀性;薄层、短间歇、均匀上升,以避免相邻浇筑块之间过大的高差及侧面的长期暴露;加强混凝土养护。

2.4 温度监测

温度监测技术是现代大体积混凝土施工的先进技术。通过对混凝土温度的监测,实时监控混凝土内部温度变化的情况,采取相应控制措施,可有效控制裂缝的产生。大体积混凝土温度控制的测试内容如下。

1)混凝土绝热温升的测试

混凝土绝热温升的测试有两种方法:间接法和直接法。间接法是用水泥的水化热、水泥用量、混凝土比热、混凝土密度来计算混凝土绝热温升;直接法是用混凝土绝热温升实验仪直接测定混凝土绝热温升。直接法测定结果准确,但是,实验设备和实验过程比较复杂,一般用于大型工程中。中小型工程常不具备这种条件,一般用间接法即可满足要求。

2)混凝土浇筑温度的监测

监测混凝土浇筑时的温度,保证浇筑温度不要超过控制标准,以便控制混凝土浇筑后的温度升高峰值。同时,也包括对混凝土搅拌、运输过程中温度的监测和混凝土原材料温度的监测。

3)养护过程中的温度监测一般监测浇筑后混凝土内部、表面、底部的温度和环境气温的变化情况,用来控制混凝土的降温速度和内外部温差(一般要求温差ΔT≯25℃),也可用来进一步计算混凝土中的温度应力,确定混凝土的抗拉强度是否大于此时混凝土中产生的拉应力,保证对裂缝的控制。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况,以及所采用的施工技术措施的效果,

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。

混凝土的浇筑温度,系指混凝土振捣后位于混凝土上表面以下50～100mm深处的温度。混凝土浇筑温度的测试每工作班(8h)不应少于2次。

大体积混凝土浇筑块体内外温差、降温速度及环境温度的测试,一般在前期每2～4h测一次,后期每4～8h测一次。

大体积混凝土浇筑块体温度监测点的布置,以能真实反映出混凝土块体的内外温差、降温速度及环境温度为原则。

2.5 养护

混凝土浇筑完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护,并应符合下列规定:

(1)保温养护措施,应使混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度满足温控指标的要求;

(2)保温养护的持续时间应根据温度应力包括混凝土收缩产生的应力加以控制、确定,但不得少于15d,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行;

(3)在保温养护过程中,应保持混凝土表面的湿润。

同时,在养护过程中,保持良好的湿度和抗风条件,使混凝土在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求,来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。

3 结语

温度裂缝是影响大体积混凝土结构质量安全的重要因素。因此，施工管理人员应结合工程的特点，通过分析混凝土温度裂缝产生的原因，围绕设计、施工、材料和养护等方面制定出合理有效的控制措施，同时加强混凝土温度的监控力度，一旦发现问题应及时做出处理，以避免混凝土温度裂缝的产生。

参考文献

[1] 高冬.大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施[J].中国科技信息.2012年第03期

[2] 陈永涛.大体积混凝土裂缝控制措施研究[J].城市建设理论研究.2012年第23期

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

------------最新【精品】范文

第五篇：大体积混凝土控制温度和收缩裂缝的技术措施

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制混凝土的水化升温、延缓降温速率、减小混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。 A.降低水泥水化热和变形

1)、选用低水化热或中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、复合水泥等。

2)、充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1 。

3)、使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料;控制砂石含泥量;掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。

4)、在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。

5)、在厚大无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20 的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。

6)、在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度压力。

7)、改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用 8钢筋，双向配筋，间距15cm。这样可以增加抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应在浇筑完下层混凝土之后进行。 8)、设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外应力和温度应力;同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。 B、降低混凝土温度差

1)、选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水雾或冷气进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。

2)、掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等。

3)、在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。

C、加强施工中的温度控制

1)、在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免暴晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。

2)、采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。

3)、加强测温和温度监察与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25 以内，基面温差和基底面温差均控制在20 以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。

4)、合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。

D、改善约束条件，削减温度应力

1)、采取分曾或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚，减少温度应力。

2)、对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，如采用平面浇沥青胶铺砂、或刷热沥青或铺卷材。在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如铺设30-50mm沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料，释放约束力。