摘要：本文首先介紹了大體積混凝土概念，然后分析了大體積混凝土裂縫成因，最后探討了大體積混凝土裂縫的控制措施。 

　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土，裂縫，控制措施。 

　　中圖分類號： TV544+.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 

　　一、大體積混凝土概念 

　　1. 1 原有國家標(biāo)準(zhǔn)的概念 

　　《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496—2009，將大體積混凝土定義為“混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m 的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。”這一定義對大體積混凝土體量大小進(jìn)行了量化，但從幾何尺寸不小于1m的體量量化指標(biāo)來看不是很合理。 

　　1. 2 施工規(guī)范大體積混凝土的概念 

　　根據(jù)大體積混凝土的本質(zhì)涵義，施工規(guī)范只在條文說明中對大體積混凝土進(jìn)行解釋性說明，即“體量較大或預(yù)計會因膠凝材料水化引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土”。 

　　從內(nèi)在涵義來看，大體積混凝土不僅包括厚大的基礎(chǔ)底板，還包括厚墻、大柱、寬梁、厚板等，已基本形成共識。但在具體實(shí)施時，不同的人會采取不同的方法，施工規(guī)范希望通過相應(yīng)條款的引導(dǎo)，來基本達(dá)到不同的大體積混凝土采取不同的溫度控制方法的目的。 

　　二、大體積混凝土裂縫成因分析 

　　一般而言，大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因可分為內(nèi)在與外在兩類：內(nèi)在原因是混凝土澆筑時水泥釋放大量水化熱且混凝土是熱的不良導(dǎo)體，混凝土的力學(xué)特性如收縮、徐變；外在原因是混凝土處在冷熱交替的環(huán)境中，一般會受到較強(qiáng)的外界約束。 

　　2.1 水泥水化熱的影響 

　　混凝土澆筑過程中的熱源來自于水泥的水化生熱，水泥水化熱可以表示成絕熱溫升的函數(shù)，而絕熱溫升函數(shù)一般有指數(shù)式、復(fù)合指數(shù)式和雙曲線式。水泥水化熱一般是在澆筑后短期內(nèi)集中放熱。放熱速度一般和混凝土的配合比，水泥種類有直接關(guān)系。由于大量的水化熱集聚在混凝土內(nèi)部緩慢釋放出來，故一般地，混凝土中心溫度高，而外表面溫度較低，因而在混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫度梯度，使其內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。而當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。 

　　2.2 外界氣溫濕度變化的影響 

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生有較大影響。混凝土內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。 

　　三、大體積混凝土裂縫的控制措施 

　　根據(jù)工程實(shí)踐，基于“抗放結(jié)合”的裂縫控制原則，為了防止大體積混凝土裂縫產(chǎn)生，可以從設(shè)計和施工手段兩個方面考慮，最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮達(dá)到裂縫控制的目的。 

　　3.1 設(shè)計措施 

　　設(shè)計時宜采用中低強(qiáng)度混凝土，避免采用高強(qiáng)度混凝土。為了控制大體積混凝土的表面收縮裂縫，可以適當(dāng)采取在承臺表面合理增加分布鋼筋用量的措施，雖然單靠增加分布鋼筋用量不能明顯的防止裂縫出現(xiàn)，但適當(dāng)增加分布鋼筋的用量可以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和減小溫度裂縫的寬度。大體積混凝土工程施工中如果允許設(shè)置水平施工縫，應(yīng)根據(jù)溫度裂縫的要求進(jìn)行分塊，且設(shè)置必要的連接方式。 

　　3.2 材料選擇與制備 

　　混凝土內(nèi)本身產(chǎn)生熱量的只有水泥，選用低熱水泥成為降低混凝土內(nèi)部溫升和防裂的重要手段。選擇合理的混凝土的配合比設(shè)計，可以有效的降低水泥產(chǎn)生的水化熱。對選用的低熱水泥還希望早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度仍增長、彈模低、徐變大、自生體變?yōu)榕蛎浶�。同時，適當(dāng)?shù)臏p少水泥用量，并嚴(yán)格控制骨料的質(zhì)量。 

　　3.3 合理組織施工 

　　實(shí)踐證明，合理組織施工是經(jīng)濟(jì)而有效的措施。在安排混凝土的施工季節(jié)時，可注意以下幾點(diǎn)：第一，盡量避免酷暑、嚴(yán)寒的氣候下施工；第二，不同的混凝土塊對混凝土澆筑溫度及內(nèi)部水化熱溫升不相同；合理組織大體積混凝土施工包括：①降低混凝土澆筑溫度應(yīng)從降低混凝土的出機(jī)口的溫度和減少運(yùn)輸途中倉面的溫度回升兩方面著手；②合理控制間歇期�；炷�土層間間歇期從散熱、防裂及施工作業(yè)方面綜合分析后，提出合理間歇期。 

　　3.4 采取有效的施工技術(shù)措施 

　　3.4.1 分塊澆搗、化整為零 

　　在施工過程中，通過設(shè)置合理的變形縫、后澆帶、施工縫等將大體積混凝土分成多塊，分塊、分層澆搗從而減小混凝土的收縮變形。 

　　3.4.2 通水冷卻 

　　通水冷卻是混凝土溫度控制的有效措施之一。通過冷卻水循環(huán)，降低混凝土內(nèi)部溫度，減小內(nèi)表溫差，控制混凝土內(nèi)外溫差。通過測溫點(diǎn)測量，掌握內(nèi)部各測點(diǎn)溫度變化，以便及時調(diào)整冷卻水的流量，做到及時控制溫差。當(dāng)內(nèi)外溫差過高，而流量的控制效果不明顯時，可將冷卻水管的出口處的熱水澆灌于混凝土的表層，提高表層混凝土的溫度，從而更好的控制內(nèi)外溫差。上海的經(jīng)貿(mào)大廈底板以及閔浦大橋承臺大體積混凝土便采用了冷卻水管，對降低混凝土內(nèi)部溫度控制內(nèi)外溫差起到一定的作用。 

　　3.5 表面保溫 

　　保溫的目的是減小混凝土表面與內(nèi)部溫差及表面混凝土的溫度梯度，防止表面裂縫的發(fā)生。保溫層兼有保濕的作用，如果用濕砂層、潮濕鋸末層，積水保濕效果尤為突出。保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)保持混凝土表面濕潤，保濕可以提高混凝土的表面抗裂能力。在大體積混凝土施工中可因地制宜地采用保溫性能好的保溫養(yǎng)護(hù)材料。在施工工期要求內(nèi)，盡量采用自然散熱的方式。 

　　3.6 有限元模擬分析 

　　早期混凝土內(nèi)部溫度場分布隨齡期的變化，可以把混凝土認(rèn)為是均勻、正交各向同性材料，根據(jù)采用的混凝土各項(xiàng)準(zhǔn)確參數(shù)、邊界條件、環(huán)境溫度等對實(shí)際工程進(jìn)行有限元模擬分析，得出其內(nèi)部最高溫度、澆注后各個時間段的溫度場以及內(nèi)部應(yīng)力變化規(guī)律。根據(jù)結(jié)果考慮是否采用冷卻水管降溫，并對布置冷卻水管后進(jìn)行有限元模擬分析，用以指導(dǎo)實(shí)際的施工。 

　　3.7 信息化施工 

　　大體積混凝土裂縫控制采用測溫是最主要的裂縫控制手段，是進(jìn)行溫控信息化施工的關(guān)鍵。在《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50204—92中，關(guān)于大體積混凝土測溫點(diǎn)的布置沒有明確規(guī)定，在實(shí)際工程中存在許多問題。施工規(guī)范通過對大量的工程實(shí)踐進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)，形成了關(guān)于測溫點(diǎn)設(shè)置的相關(guān)條文。大體積混凝土裂縫控制主要是對相應(yīng)點(diǎn)位的溫差進(jìn)行控制，相應(yīng)點(diǎn)位的溫度通過測溫方法獲得。 

　　四、結(jié)語 

　　混凝土作為目前用量最大的一種建筑材料，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、水利、城市建設(shè)、農(nóng)林、交通及海港等工程。但由于溫度的影響大體積混凝土易中產(chǎn)生溫度裂縫，如何控制并在設(shè)計中如何考慮裂縫的問題是施工和設(shè)計最關(guān)心的事情�，F(xiàn)階段，隨著仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，大體積混凝土仿真分析已經(jīng)大范圍的應(yīng)用于大體積混凝土裂縫控制的研究，取得了很好的效果，但我們也應(yīng)該認(rèn)識到具體施工過程中裂縫控制措施的具體實(shí)施所碰到的困難，這就要求我們建設(shè)者們發(fā)揮實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)較行之有效的施工措施。 

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