大体积混凝土结构裂缝机理及防治措施

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发布时间：2021-09-09

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大体积混凝土结构裂缝理渔措
Crocks in M oss Goncrete M echanism and Prevention M easures
金锡兰 (宣城市政工程管理局，安徽宣城242000)
摘要：大体积混凝土结构的裂缝影响结构的安全及外观。研究其成因并采取有效的防治措施，对预防大体积结构裂缝的产生、控制其发展是非常
重要的。
关键词：大体积混凝土；裂缝；防治措施
中图分类号：TU755．7 文献标识码：B 文章编号：1 007-7359(201 1)03—0076—02
1 概述
大体积混凝土施工在现代建筑中时常涉及到，如高层建筑
基础、大型设备基础、混凝土坝等。它们主要的特点就是体积
大，混凝土浇筑量在100m 以上，长、宽、高任意一边均大于
lm。
大体积混凝土水泥水化热释放集中，内部温升较快。在混
凝土内外温差较大时，温度应力大于混凝土的抗拉强度时，会
使混凝土产生温度裂缝。除温度应力外，其他因素也会导致大
体积混凝土出现裂缝，如地基的不均匀沉降、荷载分布不均等。
混凝土结构裂缝的出现会影响结构安全和正常使用，所以
必须从根本上分析它，提出有效的防治措施，以保证施工的质
量。
2 大体积混凝土施工原理
2．1大体积混凝土结构裂缝机理
影响工程裂缝的因素很多，并且它们之间是相互作用着
的。从对裂缝的调查分析，可看出其出现存在如下一些规律：
① 收缩及温差越大，越容易开裂；裂得越宽，裂缝越密，随
时间从中间向两边延伸；
②结构形式常采用现浇钢筋混凝土超静定结构，收缩和温
差变化的速度越快，开裂就越宽、越密；
③结构材料越薄(温度梯度越大，承受均匀温度收缩的层
厚越小)，越容易开裂；
④开裂后的薄层会出现翘曲，即分层剥落现象；
⑤基层或底层(即结构物的地基)对结构的约束作用越大，
越容易开裂；
⑥一般条件下，结构物的几何尺寸越大，越容易开裂。
2．2大体积混凝土裂缝的主要类型
2．2．1干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土浇筑完毕后的7d左右。混凝土
表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂
缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。且
这种收缩是不可逆的。
2．2．2沉陷裂缝
由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造
成不均匀沉降所致。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向
收稿日期：201卜03—15
作者简介：金锡兰(1973一)，安徽宣城人，工程师，从事市政工程管理工
作。
与沉陷情况有关。一般沿与地面垂直或呈30。~45。角方向发
展。较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降
量成正比关系。
2．2．3温度裂缝
在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土
的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导
致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成内
外的较大温差。较大的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裂缝，这种裂缝多发生
在混凝土施工中后期。
3 大体积混凝土施工方法的选择
预防大体积混凝土裂缝应从下述两个方面入手：一方面，
提高混凝土的抗拉强度；另一方面，控制各种温度应力和混凝
土的干缩变形，使其尽可能小于混凝土的允许抗拉强度。
3．1提高混凝土抗裂能力
3．1．1掺膨胀剂
在混凝土中掺膨胀剂，混凝土在硬化过程中产生体积膨
胀，这部分膨胀可以部分或全部补偿硬化过程中冷缩和干缩。
3．1．2掺增强材料
在混凝土中掺人增强材料，可以提高混凝土的抗拉强度。
如在混凝土中掺入有机纤维、无机纤维、金属纤维，可明显提高
混凝土的抗拉强度。
3．1．3配温度筋
合理配筋可以提高混凝土的抗拉强度，而且当钢筋的直径
较细、间距较密时，对提高混凝土的抗裂能力效果较好。如分布
钢筋(6～8)的间距在100ram以下时，混凝土的裂缝宽度可限制
在0．05ram以下。对大体积的基础工程，中间配筋少，增加一些
温度筋，可提高抗裂性。
3．1．4提高混凝土的强度
混凝土的强度等级提高，其抗拉强度也相应提高，增强了
抗裂度，可以通过优选水泥及配合比，减少水灰比，采用合理的
施工工艺，提高混凝土的强度。
3．2控制温度应力
3．2．1降低混凝土的绝热温升
①减少水泥用量。
②使用低热水泥。
③降低浇筑温度。
④ 降低当量温度。