大体积混凝土裂缝控制探析
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摘要：大体积混凝土裂缝的发生是由多种因素引起的。对混凝土温度裂缝的预防首先在配料方面就应选用级配良好的骨料，严格控制砂、石的含泥量，降低水灰比以提高混凝土的密实性和抗拉性能；浇筑混凝土时可采用分层浇筑加快热量散发；浇筑混凝土后应加强养护并应注意构件升温、降温过快而引起过大的温度应力等等。合理配置构造钢筋对预防裂缝也能起到较好的效果，所以施工中应重视有关构造规定，还要注意在工程实践中积累和吸取经验。转贴于
关键字：混凝土裂缝原因分析控制措施
本文主要针对这一特点分析其裂缝产生机理,提出施工预防措施,进行合理的施工设计,防止大体积混凝土有害裂缝的产生。
一、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析
大体积混凝土结构裂缝主要包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝、碳化收缩裂缝等。
收缩裂缝
混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。
自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。水灰比对自身收缩影响较大，一般来说，当水灰比大于0.5时，其自干燥作用和自身收缩与干缩相比小得可以忽略不计；但是当水灰比小于0.35时，体内相对湿度会很快降低到80%以下，自身收缩与干缩则几乎各占一半。
自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。因此在模板拆除之前，混凝土的自身收缩大部分甚至全部已经完成。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。但是，许多断面尺寸虽不很大，且水灰比也不算小的混凝土，也必须考虑水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响，也需要考虑将温度收缩和自身收缩叠加的影响。
塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。
温差裂缝
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。
安定性裂缝
安定性裂缝表现为龟裂，主要是由于水泥安定性不合格而引起。
二、预防裂缝的控制措施
通过以上分析,大体积混凝土裂缝主要是由温度和收缩引起的，所以要采取措施最大限度地降低内外温差和减少混凝土收缩。在此由于篇幅原因只介绍选择合适的原材料方法。
(1)选用中热或低热水泥
温差主要是水化热产生的，为了减小温差，就要尽量降低水化热，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。试验证明，水泥中的铝酸三钙和硅酸三钙含量高的水泥水化热就高。所以，为减小水化热，,应采用熟料中含铝酸三钙和硅酸三钙较少的中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥！粉煤灰水泥等。
(2)掺加粉煤灰
为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把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(其中二氧化硅含量40%~60%，三氧化二铝含量17%~35%)，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，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低,孔结构进一步细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减小。但要注意，粉煤灰比重较小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土表面，使上部混凝土强度偏低,表面容易产生塑性裂缝。
(3)骨料选择要合适
尽量扩大粗骨料粒径,因为粗骨料越大，级配越好，孔隙充满越小，比表面积越小，每立方米的水泥砂浆量和水泥用量相应越省，水化热随之降低,对防止裂缝越有好处。细骨料宜采用级配良好的中粗砂。中粗砂其孔隙率小，比表面积小，混凝土的水泥和用水量应可以减小，水化热会降低，另一方面要控制砂石料中的含泥量。
(4)掺入外加剂
掺入减水剂、缓凝剂和引气剂等外加剂以改善混凝土性能防止开裂。减水剂的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，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是十分有利的。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，混凝土强度已增大了，从而减小裂缝出现的机率。二是改善和易性，减少运输过程中的坍落度损失。应用引气剂对改善混凝土的和易性、可泵性,提高混凝土耐久性能十分有利,在一定程度上增强混凝土的抗裂性能。
(5)掺入外掺料
掺入钢纤维或聚丙稀纤维材料可以提高混凝土的抗裂性能。粉煤灰和外加剂的掺量要经试验确定，混凝土可按60的设计强度进行配合比设计。
虽然大体积混凝土裂缝产生的原因很多，但只要严格按规范规定施工，认真积极的探索裂缝产生的原因，及早采取相应的预防措施，就能有效地控制大体积混凝土结构的裂缝。
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