重庆大学本科学生毕业设计（论文） 2大体积混凝土裂缝产生与防治

但由于结构物有一个自然散热条件，实际上混凝土内部的最高温度，多数发生在混凝土浇筑后的最初3～5天。由于混凝土的导热性能差，浇筑初期混凝土的强度和弹性模量都很低，对水化热引起的急剧温升约束不大，相应的温度应力也较小。随着混凝土龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以至产生很大的拉应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温度裂缝。

2.1.2 外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的，因为外界气温愈高。混凝土的浇筑温度也愈高；而外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土是极为不利的。混凝土内部的温度是水化熟的绝热温度，浇注温度和结构物的散热降温等各种温度叠加，而温度应力则是由温差引起的温度变形造成的；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在60～65\，并且有较大的连续时间(与结构尺寸和浇筑块体厚度有关)。在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力，就显得更为重要。

2.1.3 混凝土的收缩变形

收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。

在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。因为这时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均匀的裂

缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。 混凝土中80％的水分要蒸发，约20％的水分是水泥硬化所必须的。混凝土水化作用产生的体积变形，称为“自身体积变形”，该变形主要取决于胶凝材料的性质，对于普通水泥混凝土来说，大多数为收缩变形，少数为膨胀变形，一般在-50~+50 x l0-6旷范围内。如果以混凝土温度线膨胀系数为10x0-6／℃计，当混凝土的自身体积变形从-0 x l0-6击变至50 x l0-6时，即相当于温度变化10℃引起的变形，这一数值是相当可观。

4

重庆大学本科学生毕业设计（论文） 2大体积混凝土裂缝产生与防治

目前，补偿收缩混凝土的研究和发展逐渐认识到，如果有意识地控制和利用混凝土的自身体积膨胀，有可能大大改善某些混凝土的抗裂性。但对于普通水泥混凝土，由于大部分属于收缩的自身体积变形，数量级较小，一般在计算中忽略不计.

如前指出，在混凝土中尚有80％的游离水分需要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩(干缩)，这种收缩变形不受约束条件的影响。若有约束，即可引起混凝土的开裂，并随龄期的增长而发展。混凝土的收缩机理比较复杂，其最大的原因，可能是内部孔隙水蒸发变化时引起的毛细管引力。收缩在很大程度上是有可逆现象的。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．干湿交替将引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。此外，影响混凝土收缩的因素很多，主要是水泥品种和混合材、混凝土的配合成分，化学外加剂以及施工工艺，特别是养护条件等。

2.2大体积混凝土裂缝防治的措施

（1）合理选择混凝土的配合比，尽量选用水化热低和安定性好的水泥，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热。从实践经验看，水泥用量控制在450kg/m3是可以防止裂缝出现的。

（2）控制石子、砂子的含泥量不超过1%和3%。

（3）根据施工季节的不同，可分别采用降温法和保温法施工。夏季主要用降温法施工，即在搅拌混凝土时掺入冰水，一般温度可控制在5~10oC，在浇筑混凝土后采用冰水养护降温，但要注意水温和混凝土温度之差不超过20oC，或采用覆盖材料养护。冬季可以采用保温法施工，利用保温模板和保温材料防止冷空气侵袭，以达到减小混凝土内外温差的目的。

（4）采用分层分段法浇筑混凝土。分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽快散失。还可采用二次振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结良好。也可采用在下层混凝土面上预留沟槽，以加强上下层混凝土的连接。

（5）作好测温工作，控制混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差不超过25oC。

（6）在混凝土中掺加少量磨细的粉煤灰和减水剂，以减少水泥用量。也可掺加缓凝剂，推迟水化热的峰值期。

（7）掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

5

重庆大学本科学生毕业设计（论文） 3大体积混凝土二次振捣

（8）改善约束条件。根据工程特点，可以采取某些措施，降低外约束力。例如在大体积混凝土下设置滑动的垫层，通常作法是在垫层混凝土上，先铺一层低强度水泥砂浆，以降低新旧混凝土之间的约束力。为了防止护坡桩对混凝土的约束力，还可在大体积混凝土四周与护坡桩之间砌筑隔离墙，既作为模板，又减小了大体积混凝土的外约束力。

（9）设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外约束力和温度应力，同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。

（10）当分层浇筑时，为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计者将温度筋作适当调整。温度筋宜细密，一般用?8钢筋，间距15㎝，双向布筋，这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应力争在浇筑下层混凝土后进行，这样便于混凝土的保温覆盖和保持钢筋的整洁。对于一次绑扎成形的钢筋网架，混凝土下料高度过大时，应采用溜槽或串筒下料，防止混凝土离析。

（11）混凝土中掺加一定数量的毛石。这样可以减少水泥用量，同时毛石还可吸收混凝土中一定的水化热，这是防止大体积混凝土产生裂缝的良好措施。

3.大体积混凝土二次振捣

3.1二次振捣的优点

现场试验证明，对浇筑后未初凝的混凝土进行二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减小混凝土内部微裂，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高10％ ～20％ ，从而可提高混凝土的抗裂性。

3.2二次振捣的时间及方法

高频振动棒要垂直插入，快插慢拔，插点交错均匀布置，在振动上一层混凝土时，要在下层混凝土初凝前进行，且应插入下一层50mm，以消除两层间的接缝，震动器在每一插点的振动延续时间，以混凝土上表面水平并出现水泥浆及不再出现气泡、不再明显沉落为度，混凝土不易振实，振捣时间过长，会引起离析。在混凝土浇筑45min后进行二次振捣。

6

重庆大学本科学生毕业设计（论文） 4大体积混凝土养护

4.大体积混凝土养护

4.1 大体积混凝土的养护要求

防止水泥水化热引起结构物开裂，在温控工艺上一般有两大类。第一类是降温法， 即在混凝土浇筑成型后，通过循环冷却水进行降温，以减少混凝土内外温差；第二类保温法(又称蓄热法)，即在混凝土浇筑成型后，通过保温材料、碘钨灯或定时喷浇水等方法，提高砼表面及四周散热面的温度。 降温法由于它的实用性和灵活性，以及能控制整个结构物内部的温度，所以在国内外水利工程中得到广泛应用。但其耗钢量大，造价高，在建筑工程中很少用。建筑工程中常采用保温法。这种方法施工方便，价格低廉。保温法所用的保温材料种类较多。养护过程中需注意以下几点:

1.在大体积混凝土保温养护过程中，应对混凝土浇筑块体的里外温差和降温速度进行监测，现场实测是控制大体积混凝土施工中是一重要环节：根据现场实测结果可随时掌握与温控施工控制数据有关的数据(里外温差、最高温升及降温速度等)，可根据这些实测结果调整保温养护措施以满足温控指标的要求。

2.保温养护的时间，应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制确定，如何时开始覆盖保温材料对保温最有利呢?目前施工单位大都在混凝土表层终凝后就开始覆盖保温层，这无疑偏早，合理的保温时间应从混凝土降温时开始，这是因为：1)混凝土在升温阶段基本上处于受压状态(表面拉应力非常小)，混凝土出现裂缝的机会非常小；2)如果在升温阶段开始保温，这实际上是进行混凝土蓄热，势必提高了混凝土的最高温升，根据多年经验，混凝土保温开始至少在混凝土浇筑3d以后进行；3)大体积混凝土的养护期不得少于28天，保温层覆盖层的拆除应分层逐步进行。

3.保温养护过程中，应保持混凝土表面湿润。保湿可以提高混凝土的表面抗裂能力。有资料表明，潮湿养护时，混凝土极限拉伸值比干燥养护时要大20％—50％。

4.具有保温性能良好的材料可以用于混凝土的保温养护中。在大体积混凝土施工中可因地制宜地采用保温性能好，又便宜的材料作为大体积混凝土的保温养护，如塑料薄膜、草袋等。

5.在大体积混凝土养护过程中，不得采用强制、不均匀的降温措施。否则，易使大体积混凝土产生裂缝。

7