低热硅酸盐水泥改善大体积混凝土抗裂性能研究

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发布时间：2021-09-10

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低热硅酸盐水泥改善大体积混凝土抗裂性能研究
韩建国，吕鹏飞，阳运霞，吴勇
(1．四川嘉华企业(集团)股份有限公司，四川乐山614003； 2．国电大渡河深溪沟水电有限公司，四川汉源625300)
摘要：总结分析了大体积混凝土易产生裂缝的原因及应对措施，指出使用低热硅酸盐水泥可有效改善大体积
混凝土的抗裂性能。选取低热硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥开展试验对比分析，从水化热、抗压强度、混凝土
收缩膨胀等方面阐述了低热硅酸盐水泥有利于提高混凝土抗裂能力的原因。并通过瀑布沟水电站工程和深
溪沟水电站工程的实例，说明了将低热水泥应用于水工大体积混凝土是可行的，且具有很好效果。
关键词：低热硅酸盐水泥；大体积混凝土；抗裂性能；水化热
中图法分类号：TV43 文献标志码：A
大体积混凝土广泛应用于水电、核电、桥梁、隧洞、
国防建筑物等重要工程，这些工程由于工程量大、施工
复杂、投资大、一旦发生质量问题，后果严重。而目前
大体积混凝土由于施工中的各种原因易产生裂缝，严
重危害工程质量，是大体积混凝土施工的技术难点。
本文结合四川大渡河深溪沟水电站工程，就大体
积混凝土出现裂缝的主要原因及现有的抗裂措施进行
分析，并结合低热硅酸盐水泥的自身性能特点，对采用
低热硅酸盐水泥配制大体积混凝土减少裂缝危害的成
效作初步探讨。
1 大体积混凝土出现裂缝的原因及处理措施
1。1 出现裂缝的原因
(1)温度应力产生的裂缝。混凝土在硬化期间经
历从低温到高温再到低温的温度变化过程，水泥产生
大量水化热，内部温度不断上升，在混凝土表面引起拉
应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土
的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低
也会在混凝土表面引起很大的拉应力，当这些拉应力
超出混凝土的抗裂能力时，就会出现裂缝。
(2)混凝土塑性塌落引起的裂缝。
(3)混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与骨
料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱一硅胶从周
围介质中吸水膨涨，体积增大3倍，从而使混凝土涨裂
产生裂缝。
(4)许多混凝土虽然内部湿度变化很小或变化较
慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护
不当、时干时湿，表面干缩变形受到内部混凝土体的约
束，也往往产生裂缝。
(5)构件超载产生的裂缝，例如，构件在超出设计
的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂
直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜
裂缝，并向上、下延伸。
(6)当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能产
生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。
(7)当钢筋混凝土处于不利环境中，例如，侵蚀性
水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实
性不良时，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混
凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来
金属的体积大得多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土产生
挤压，使混凝土胀裂。
(8)有的混凝土虽然设计抗裂强度高，但由于原