大体积混凝土结构开裂分析与评价

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发布时间：2021-09-09

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大体积混凝土结构开裂分析与评价
李凤木
(哈尔滨工程大学．哈尔滨150001】
【摘要】分析了大体积混凝土结构施工中产生裂缝的危害，及控制裂缝的相应措施，通过某实验水池的工
程案例对其施工方案和初始裂缝形成进行了分析和评价。
【关键词】大体积混凝土结构；施工技术；裂缝控制
【中图分类号】TU528．07 【文献标识码】B 【文章编号】1001—6864{2010)08—0122—02
CRACKING DⅡT TIoN AND CoNTRoL TECHNIQUES OF
LARGE VoLUM CoNCRETE STRUCTURE
LI Feng-mu
(Department of Construction Management，Harbin Engineering University，Harbin 150001，China)
Abstract：This paper analyzed the mechanism and disastrous of cracking in large volume concrete
structure in building construction including the cracking control principles and methods．According to the
analysis of one test pool engineering，the construction proposal and initiation of cracking were analyzed
and evaluated．
Key words：large volume concrete structure；construction technique；crackine control
现代建筑中常涉及到大体积混凝土施工，如水利大坝、
高层楼房基础、大型设备基础、大型钢筋混凝土水池等。它
主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1 m。
它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升
比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂
缝，形成结构的初始损伤。
文中分析了大体积混凝土结构初始裂缝形成的原因，
结合低温条件下大体积水工混凝土结构施工质量控制的工
作实践，给出具体质量控制措施。
1 大体积混凝土开裂的主要原因分析
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿
裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表
面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结
构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较
严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害
性；表面裂缝一般危害性较小。但出现裂缝并不是绝对地
影响结构安全，它都有一个最大允许值。大体积混凝土施
工阶段所产生的温度裂缝，一方面是由于内外温差而产生
的；另一方面是混凝土结构的外部约束和混凝土各质点间
的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但抗
拉能力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗
拉强度，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一
般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响。
(1) 水泥水化热。水泥在水化过程中要释放出一定
的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较
小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样
混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，
使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，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
的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然放热，实际
上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3—5d。
(2) 外界气温变化。大体积混凝土在施工阶段，它的
浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会
大大增加内外层混凝土温差，温度应力是由于温差引起温
度变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温
条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一
般可达60～65℃ ，并且有较长的延续时间。因此，应采取温
度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。
(3) 混凝土的收缩。混凝土中约20％的水分是水泥
硬化所必须的，而约80％的水分要蒸发。多余水分的蒸发
会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部
水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱
和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交
替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。
影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂
和掺合料的品种以及施工工艺、养护条件等。
2 大体积混凝土防裂浇筑技术
(1) 全面分层。在第一层全部浇筑完毕后，再回头浇
筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续
浇筑，直至完工为止。此方案，适用于结构平面尺寸不太