第一篇：大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算(泰康人壽)

大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算(泰康人壽)

大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算

大體積混凝土水化熱計算和混凝土抗裂驗算

工程名稱：泰康人壽工程

施工單位：中建一局集團建設(shè)發(fā)展有限公司

砼供應(yīng)單位：北京鐵建永泰新型建材有限公司

混凝土水化熱計算

熱工計算

1.1混凝土入模溫度控制計算

（1）混凝土拌合溫度宜按下列公式計算：

T0=［0.92（mceTce＋msTs＋msaTsa＋mgTg）＋4.2Tw（mw－ωsamsa－ωgmg）＋Cw（ωsamsaTsa＋ωgmgTg）－Ci（ωsamsa＋ωgmg）］

÷［4.2mw＋0.92（mce＋msa＋ms＋mg）］

…………（1.1）式中

T0 —混凝土拌合物溫度(℃)；

mw---水用量(Kg)；

mce---水泥用量(Kg)；

ms---摻合料用量(Kg)；

msa---砂子用量(Kg)；

mg---石子用量(Kg)；

Tw---水的溫度(℃)；

Tce---水泥的溫度(℃)；

Ts---摻合料的溫度(℃)；

Tsa---砂子的溫度(℃)；

Tg---石子的溫度(℃)；

ωsa---砂子的含水率(%)；

ωg---石子的含水率(%)；

Cw---水的比熱容(Kj/Kg.K)；

Ci---冰的溶解熱(Kj/Kg)；

當(dāng)骨料溫度大于0℃時, Cw=4.2, Ci =0；

當(dāng)骨料溫度小于或等于0℃時，Cw=2.1, Ci=335。

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（2）

C40P6混凝土配比如下:

根據(jù)我攪拌站的設(shè)備及生產(chǎn)、材料情況，取Tw =16℃，Tce=40℃，Ts=35℃，ωsa=5.0%，ωg=0%，Tsa=10℃，Tg=10℃，C1=4.2，Ci =0

則T0=［0.92（280×40＋175×35＋723×10＋1041×10）＋4.2×16（165－

5.0%×723－0%×1041）＋4.2（5.0%×723×10＋0%×1041×0）－0（ωsamsa＋ωgmg）］÷［4.2×165＋0.92（280＋175＋723＋1041）］

=[0.92*(11200+6125+7230+10410)+67.2*(165-36.2-0)+4.2*(361.5+0)-0]/[693+ 0.92*2219]

=[0.92*34965+67.2*128.8+4.2*361.5]/2734

=[32167.8+8655.4+1518.3]/2730=42341.5/2734=15.5℃

（3）混凝土拌合物出機溫度宜按下列公式計算：

T1=T0－0.16（T0－Ti）

式中T1—混凝土拌合物出機溫度（℃）；

Ti—攪拌機棚內(nèi)溫度（℃）。

取Ti =16℃，代入式1.2得

T1=15.5-0.16（15.5-16）

=15.4℃

（4）混凝土拌合物經(jīng)運輸?shù)綕仓r溫度宜按下列公式計算：

T2=T1－（αt1＋0.032n）（T1-Ta）

（1.3）

式中T2—混凝土拌合物運輸?shù)綕仓r的溫度（℃）；

t1—混凝土拌合物自運輸?shù)綕仓r的時間（h）；

n—混凝土拌合物運轉(zhuǎn)次數(shù)；

Ta—混凝土拌合物運輸時環(huán)境溫度（℃）；

α—溫度損失系數(shù)（h-1）

當(dāng)用混凝土攪拌車輸送時，α=0.25；

取t1=0.3h，n=1，α=0.25，Ta =15℃，代入式1.3得：

T2=15.4－（0.25×0.3＋0.032×1）×(15.4-15)

=15.4-0.107*（-0.4）≈15.4℃

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1.2混凝土溫差控制計算（1）有關(guān)數(shù)據(jù)：

據(jù)該大體積混凝土要求選取計算模型為：砼入模溫度15.4℃，大氣平均溫度15℃，底板最大厚度1.0m，其它有關(guān)數(shù)據(jù)依據(jù)相應(yīng)的數(shù)通過查表。

（2）混凝土水化熱絕熱溫升

Th?

W?Q

(1?e?mt)c??

式中：W——混凝土中膠凝材料用量（kg/m3）；，42.5#普通水泥取375kJ/kg； Q——膠凝材料水化熱總量（kJ/kg）

c——混凝土比熱，一般為0.92~1.00，取0.97 kJ/kg·K； ?——混凝土的質(zhì)量密度，取2400kg/m3；

m——隨水泥品種、澆筑溫度改變的系數(shù)，取0.35d-1；

t——齡期（d）。

Q=kQ0=（k1+k2-1）Q0，42.5#普通水泥取375kJ/kg； Q0——水泥水化熱（kJ/kg）

k1、k2——摻合料水化熱調(diào)整系數(shù)，查表分別取：0.95、0.93 計算得：

（3）混凝土不同齡期溫升：

Tt?Th??

式中:Tt——砼不同齡期的絕熱溫升；

ξ—不同齡期水化熱溫升與砼厚度有關(guān)值，如下表所示。

（3）混凝土內(nèi)部實際最高溫度計算：

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Tmax?Tj?Tt

式中:Tmax——不同齡期砼中心最高溫度（℃）；

計算得：

（4）混凝土表面溫度計算

Tb(t)?Tq?4//h(H?h)?T(t)2H

式中:Tb(t)——齡期t時,混凝土的表面溫度（℃）；

； Tq——大氣的平均溫度（℃）

H——混凝土的計算厚度(m)，H?h?2h/；

h——混凝土的實際厚度(m)；

h/——混凝土的虛厚度（m），h/?k??/?

λ——混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/m·K；

k——計算折減系數(shù)，可取2/3；

β——模板及保溫層的傳熱系數(shù)（W/m·K）；

??1

i1iq

；無需覆蓋養(yǎng)護，厚度為0m ?i——保溫材料的厚度（m）

?i——保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，阻燃草簾的導(dǎo)熱系數(shù)為0.14W/m·K；——空氣層傳熱系數(shù)，取23W/m·K。

無草簾被覆蓋養(yǎng)護，大氣平均溫度為15℃。

??1

i1iq?110?23?23（W/m·K。）

h/?k??/??22.33??0.067(m)323

?q 北京鐵建永泰新型建材有限公司

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H?h?2h/?1.0?2?0.067?1.134

?T(t)?Tmax?Tq

故混凝土表面溫度、里表溫差、表面與大氣溫差計算如下表：

結(jié)論：混凝土中心最高溫度與表面溫度之差為12.0℃，符合規(guī)定要求；混凝土表面溫度與大氣溫度之差為3.5℃，亦符合要求，故采無需覆蓋，可以保證混凝土底板的質(zhì)量。

根據(jù)計算可知，混凝土在3天時放熱速率最快，3天以后雖然水泥水化速率開始降低，但由于水化熱的不斷積累，混凝土內(nèi)部溫度從3d到7d仍在處于上升階段，以后內(nèi)部實際溫度才有所下降，所以適當(dāng)延長養(yǎng)護時間，暫定14d,以確?；炷恋装宓馁|(zhì)量。

混凝土的絕熱溫升和養(yǎng)護層厚度，以計算作參考，施工中以實測溫度為主，對保溫措施進行調(diào)整。

混凝土抗裂驗算

2.1各齡期混凝土收縮變形值

?y(t)??y?(1?e?0.01t)?M1?M2???M11

式中：?y(t)——齡期t時混凝土的收縮變形值；

?y——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下最終收縮值，取4.0×10-4；

e——常數(shù)，取2.718；

M1、M2、…、M11——各種不同條件下的修正系數(shù)；

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混凝土收縮變形不同條件影響修正系數(shù)：

各齡期混凝土收縮變形值如下表：

2.2各齡期混凝土收縮當(dāng)量溫差

Ty(t)?

?y(t)

?

式中：Ty(t)——齡期為t時，混凝土收縮當(dāng)量溫度；

?——混凝土線膨脹系數(shù)取1×10-5。

計算得，各齡期收縮當(dāng)量溫差如下：

2.3混凝土最大綜合溫差

?T?Tj?T?t??Ty?t??Tq

式中：Tj——取定15.4℃

Tq——取定15℃

T(t)——各齡期水化熱絕熱溫升。

計算得，混凝土最大綜合溫差：

2.4混凝土各齡期彈性模量

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E(t)??E0?(1?e?0.09t)

式中：C40取定E0=3.25×104N/mm2；

?——混凝土中摻合料對彈性模量的修正系數(shù)。

計算得：C40混凝土各齡期彈性模量（N/mm2）：

2.5外約束為二維時溫度應(yīng)力計算

??

E(t)T

?Sh(t)?Rk

1??

式中：E(t)——各齡期混凝土彈性模量；

?——混凝土線膨脹系數(shù)，取1×10-5；

?T——混凝土最大綜合溫差；

?——泊松比，取定0.15；

Rk取定0.5； Sh(t)取值見下表。

混凝土松弛系數(shù)如下表：

溫度應(yīng)力計算得(N/mm2)：

2.6混凝土抗拉強度計算

ftk(t)?ftk(1?e??t)

式中：ftk(t)——混凝土齡期為t時的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）；

ftk——混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2），取2.39N/mm2；

?——系數(shù)，取0.3；

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計算得：混凝土抗拉強度如下表：

2.7抗裂驗算

混凝土按下式進行抗裂驗算：

???ftk(t)/K

式中：K——防裂安全系數(shù)，取1.15；

?——摻合料對混凝土抗拉強度影響系數(shù)。計算得安全系數(shù)如下：

根據(jù)計算可知，防裂安全系數(shù)均大于K=1.15，滿足抗裂要求。

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2013年3月16日

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第二篇：水利施工大體積混凝土抗裂技術(shù)研究的論文

摘要：水利工程中大體積混凝土施工，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣，能夠?qū)φ麄€水利工程造成直接的影響。實際進行施工時很容易出現(xiàn)大體積混凝土裂縫現(xiàn)象，這方面問題出現(xiàn)的原因有很多，所以需要結(jié)合實際情況，找到裂縫產(chǎn)生的主要原因，制定有效的措施對其進行處理，進而從根本上加強混凝土的堅實度，降低裂縫出現(xiàn)的概率。

關(guān)鍵詞：水利施工；大體積混凝土；抗裂；技術(shù)

前言

現(xiàn)階段，我國水利工程的建設(shè)過程，混凝土屬于施工材料的基本構(gòu)成，其在整個水利工程中的地位不可撼動。同時，混凝土自身具有一定的特殊性能，容易受到很多方面的因素所影響，以及工程施工質(zhì)量方面的問題。所以，水利工程應(yīng)結(jié)合實際情況，制定有效的處理措施，并找到水利工程大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因加以探析，進而保證水利工程的施工質(zhì)量和效率，使其可安全、穩(wěn)定地發(fā)展。

一、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因

1.自身的影響

混凝土一般通過水和水泥、外加劑幾方面的土料所構(gòu)成，以固定的比例形成混合的結(jié)構(gòu)。水利施工過程，由于混凝土自身比較容易產(chǎn)生施工裂縫的問題，通常是因為搭配的比例并不完善。若配置的比例存在一定的問題，很容易造成混凝土不牢固的現(xiàn)象。值得注意的是，混凝土進行配置時，相關(guān)的工作人員應(yīng)對水量加以嚴格的控制，如果水分過多，很容易造成混凝土在澆搗的時候，會產(chǎn)生澆搗不均勻的現(xiàn)象，致使混凝土構(gòu)成時，加大收縮縫產(chǎn)生的概率。

2.溫差方面的影響

因為通常情況下，溫度是不能夠穩(wěn)定，所以在自然溫差的前提下，很容易出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，水利工程中常會出現(xiàn)這方面的問題。因為施工的過程，自然的問題和完工后的溫度存在一定的差距。所以，施工過程混凝土存在較多的水泥水熱化，如不能在第一時間將其完全排出，混凝土的內(nèi)部的溫度顯著優(yōu)于混凝土外部的溫度，而這方面的溫差情況，很容易出現(xiàn)熱脹冷縮的問題。

3.施工前準(zhǔn)備工作不完善的影響

施工企業(yè)施工之前，應(yīng)針對施工實際的環(huán)境進行認真的勘察。地質(zhì)情況較差的地質(zhì)應(yīng)合理的運用施工技術(shù)進行對其的處理，若只為了能夠如期完工，忽略了施工前的準(zhǔn)備工作，很容易產(chǎn)生沉降的問題，進而致使施工裂縫出現(xiàn)。與此同時，施工的自然環(huán)境進行施工，能夠正常實行澆筑的工作，然而實際澆筑的狀況為混凝土厚度或是密度存在一定的欠缺，如水分和空氣等短缺的時候，很容易造成混凝土的內(nèi)部鋼筋存在腐蝕的問題，進而對其堅實度造成直接的影響。

4.安定因素的影響

水泥方面的材料，屬于混凝土主要構(gòu)成的部分。水泥的安定性，主要是指其是都可以達到標(biāo)準(zhǔn)，其可以對混凝土的性能發(fā)揮關(guān)鍵的功效。因為水泥的安定性產(chǎn)生的原因，為致使施工裂縫出現(xiàn)的基本因素。

二、大體積混凝土裂縫技術(shù)的探析

1.收縮施工裂縫的處理

水泥方面的處理；水利工程中大壩混凝土在實際建設(shè)的過程，應(yīng)針對實際的混凝土的特性，應(yīng)選擇熱量較低的水泥，且塑性效果較好、初凝時間較長的水泥。同時，應(yīng)該針對水泥的成分比例加以有效的說明，盡可能選取能夠供應(yīng)的種類，防止因為水泥的類型過多使得施工工序繁雜。水泥進到施工現(xiàn)場的時候應(yīng)做好質(zhì)量方面的控制工作，同時應(yīng)針對部分水泥加以檢測工作，進而使得資源能夠有效的進行配置，于施工的初級階段進行試驗。水泥的使用量；在進行配置的時候應(yīng)盡可能確保水泥的流動的基礎(chǔ)上，滿足粘聚度的標(biāo)準(zhǔn)。此外，還應(yīng)該控制水泥實際的使用量和水量，從而確?；炷量梢耘c澆筑的時候按照企業(yè)的要求進行施工。外加劑；外加劑主要以多余的功效對混凝土的質(zhì)量進行完善，并且結(jié)合實際的工程情況，能夠看出其存在較多的種類，然后充分的發(fā)揮其最大的功效。

2.溫差施工裂縫的處理

（1）完善澆筑方案

水利工程實際進行施工的時候，應(yīng)結(jié)合實際工程混凝土施工情況，制定澆筑的方案。一般可分為：斜面、分段和整體分層的方式?，F(xiàn)階段，我國水利工程的施工多會運用斜面分層的方法進行施工。上述三種分層的方式進行對比，澆筑強度非常大的工程適用整體分層的方式進行施工，其余兩種分層的方式適用于強度非常小的工程。實際進行施工的過程，應(yīng)結(jié)合實際情況，以及結(jié)構(gòu)建筑的大小，制定適宜的澆筑方案。

（2）提高混凝土密實度

若想從根本上提高混凝土的強密度，需要以混凝土澆灌搗實工作出發(fā)，應(yīng)確?；炷僚c澆筑工作后加以搗實工作，確?；炷量梢酝耆戒伳０迦缓笤龠M行排水工作，以及排氣工作，進而確?；炷恋膬?nèi)部不會產(chǎn)生空氣及水分。情況特殊的前提下，應(yīng)實行反復(fù)搗實工作。

（3）制定解決的策略

制定相關(guān)的解決措施，以保證施工的溫度不會出現(xiàn)過大的浮動。溫度非常高的時候，需通過人工的方式進行溫度的控制，如冰塊、冷水澆筑等。此外，可于水利工程大壩的內(nèi)部，合理的安裝冷水管等相關(guān)的設(shè)施，針對一期和二期實行冷卻的工作。

（4）準(zhǔn)確控制拆模的時間

混凝土確保穩(wěn)定，于后期施工的過程進行拆模。執(zhí)行拆模的過程中，盡量從根本上將拆模的時間延長。完成拆模的工作后，應(yīng)通過適宜的策略確保其表面的溫度，控制為18℃左右。

3.安定性施工裂縫的處理

安定性裂縫出現(xiàn)的主要原因，因為配制方面的熟料存在一定的問題，如游離氧化鈣、游離氧化鎂等。所以，混凝土在配料的過程，需要對配料的成分加以檢測，避免其出現(xiàn)浪費的情況，進而達到安定性方面的要求。

4.澆筑速度和厚度的處理

水利工程在實際施工的過程，需針對大體積混凝土實行澆筑施工。由此可見，不同澆筑的方式，對于澆筑的強的標(biāo)準(zhǔn)也有一定的差異，制定可行的澆筑方案，以確保澆筑的速度和厚度可以按照方案的內(nèi)容有效落實。

5.混凝土密度的控制

為確保水利工程的施工，大體積混凝土施工質(zhì)量得以保證，并控制施工裂縫出現(xiàn)的幾率?；炷翆嵭袧仓r，需要對混凝土實際的密實度加以嚴格的控制。因此，實際的進行澆筑工作時，需針對混凝土加以搗實方面的施工。施工現(xiàn)場應(yīng)將混凝土有效的灌注于模板中，同時做好對其的振搗工作，確保混凝土可均衡的分布在模板的所有位置。此外，相關(guān)的工作人員需將混凝土，在振搗時應(yīng)將氣體完全排放，從而能從根本上加強混凝土施工的密實度，強化抗裂的能力。

參考文獻：

[1]戴新明.大體積混凝土裂縫成因與防治措施[J].山西建筑.2014年07期

[2]周文.施工中混凝土裂縫的控制措施[J].水運工程.2014年02期

[3]劉立新.簡析水利施工中大體積混凝土抗裂技術(shù)[J].科技展望.2015年04期

第三篇：大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防裂措施

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防裂措施

2010-07-22 12:12:41來源：土木工程網(wǎng)收集整理

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1大體積混凝土裂縫形成的原因

裂縫產(chǎn)生的原因可分為兩類：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。本文主要探討材料型裂縫。其中具體原因如下。

1.1溫度應(yīng)力引起裂縫（溫度裂縫）目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：混凝土澆注初期，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，常使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過混凝土抗壓強度時，就會導(dǎo)致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土內(nèi)部達到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)而達到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差；這三種溫差都會產(chǎn)生溫度裂縫。在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。

1.2收縮引起裂縫收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。

1.2.1燥收縮混凝土硬化后，在干燥的環(huán)境下，混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫。

1.2.2塑性收縮在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時得到補充，這時混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現(xiàn)分布不均勻的裂縫，出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進一步加大，于是裂縫進一步擴展。

2防止裂縫的措施

由以上分析，材料型裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產(chǎn)生，就要最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮，具體措施如下。

2.1優(yōu)選原材料

2.1.1水泥由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采取早期水化熱低的水泥，由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數(shù)，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調(diào)整水泥的細度模數(shù)，硅酸鹽水泥的礦物組成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，試驗表明：水泥中鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）含量高的，水化熱較高，所以，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當(dāng)減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱速率，試驗表明比表面積每增加100c㎡/g，1d的水化熱增加17J/g～21J/g，7d和20d均增加4J/g～12J/g。

2.1.2骨料

①粗骨料盡量擴大粗骨料的粒徑，因為粗骨料粒徑越大，級配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對防止裂縫的產(chǎn)生有利。

②細骨料，宜采用級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因為其孔隙率小，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴重，因此細骨料盡量用干凈的中粗沙。

2.1.3加入外加劑加入外加劑后能減小混凝土收縮開裂的機會，外加劑對混凝土收縮開裂性能有以下影響：

①減水劑對混凝土開裂的影響減水劑的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對防止開裂是十分有利的。

②引氣劑對混凝土開裂的影響引氣劑在混凝土的應(yīng)用對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。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在這里值得注意的是：外加劑不能摻量過大，否則會產(chǎn)生負面影響，在GB8076～1977中規(guī)定，摻有外加劑的混凝土，28d的收縮比不得大于135%，即摻有外加劑的混凝土收縮比基準(zhǔn)混凝土的收縮不得大于35%。

2.2采用合理的施工方法

2.2.1混凝土的拌制：

①在混凝土拌制過程中，要嚴格控制原材料計量準(zhǔn)確，同時嚴格控制混凝土出機塌落度。

②要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度，拌合物可采取以下兩種降溫措施：一是送冷風(fēng)對拌和物進行冷卻，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。

2.2.2混凝土澆注、拆模：

①混凝土澆注過程質(zhì)量控制澆注過程中要進行振搗方可密實，振搗時間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。

②澆注時間控制盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆注盡量安排在夜間進行。

③混凝土拆模時間控制混凝土在實際溫度養(yǎng)護的條件下，強度達到設(shè)計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內(nèi)，預(yù)計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。

2.2.3做好表面隔熱保護大體積混凝土的溫度裂縫，主要是由內(nèi)外溫差過大引起的。混凝土澆注后，由于內(nèi)部較表面散熱快，會形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，但是這種拉應(yīng)力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強度而產(chǎn)生裂縫。但是如果此時受到冷空氣的襲擊，或者過分通風(fēng)散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，所以在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當(dāng)日平均氣溫在2～3d內(nèi)連續(xù)下降不小于6～8℃時，28d齡期內(nèi)混凝土表面必須進行表面保護。

2.2.4養(yǎng)護混凝土澆注完畢后，應(yīng)及時灑水養(yǎng)護以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發(fā)生，促進混凝土強度的穩(wěn)定增長。一般在澆注完畢后12～18h內(nèi)立即開始養(yǎng)護，連續(xù)養(yǎng)護時間不少于28d或設(shè)計齡期。

2.2.5通水冷卻若是在高溫季節(jié)施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但注意，通水時間不能過長，因為時間過長會造成降溫幅度過大而引起較大的溫度應(yīng)力。為了削減內(nèi)外溫差，還應(yīng)在夏末秋初進行中期通水冷卻，中期通水一般采用河水，通水歷時兩個月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結(jié)合的方案。

3結(jié)束語

大體積混凝土的開裂是目前學(xué)者和工程界關(guān)注的一個重要問題，通過以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，筆者認為精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效的防止裂縫的發(fā)生。

第四篇：大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防裂措施綜述

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防裂措施綜述

論文上傳：tracy116 留言 論文作者：龔愛民 您是本文第 1232 位讀者

摘要：本文分析了大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因；概括介紹了防止裂縫發(fā)生的措施，可在工程實踐中參考應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土 裂縫 防裂措施 前言

近年來，隨著國民經(jīng)濟和建筑技術(shù)的發(fā)展，建筑規(guī)模不斷擴大，大型現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)施或構(gòu)筑物不斷增多，而混凝土結(jié)構(gòu)以其材料廉價物美、施工方便、承載力大、可裝飾強的特點，日益受到人們的歡迎，于是大體積混凝土逐漸成為構(gòu)成大型設(shè)施或構(gòu)筑物主體的重要組成部分。所謂大體積混凝土，一般理解為尺寸較大的混凝土，美國混凝土學(xué)會給出了大體積混凝土的定義：任何現(xiàn)澆混凝土，其尺寸達到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度的減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。這就提出了大體積混凝土開裂的問題，開裂問題是在工程建設(shè)中帶有一定普遍性的技術(shù)問題，裂縫一旦形成，特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時會可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個值得關(guān)注的問題。大體積混凝土裂縫形成的原因

裂縫產(chǎn)生的原因可分為兩類：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。本文主要探討材料型裂縫。其中具體原因如下。

2.1 溫度應(yīng)力引起裂縫（溫度裂縫）

目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：混凝土澆注初期，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，常使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過混凝土抗壓強度時，就會導(dǎo)致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土內(nèi)部達到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)而達到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差；這三種溫差都會產(chǎn)生溫度裂縫。在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。

2.2 收縮引起裂縫

收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。2.2.1 干燥收縮

混凝土硬化后，在干燥的環(huán)境下，混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫。2.2.2 塑性收縮

在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時得到補充，這時混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現(xiàn)分布不均勻的裂縫，出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進一步加大，于是裂縫進一步擴展。3 防止裂縫的措施

由以上分析，材料型裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產(chǎn)生，就要最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮，具體措施如下。3.1 優(yōu)選原材料 3.1.1 水泥

由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采取早期水化熱低的水泥，由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數(shù)，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調(diào)整水泥的細度模數(shù)，硅酸鹽水泥的礦物組成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，試驗表明：水泥中鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）含量高的，水化熱較高，所以，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和 C3S的含量。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當(dāng)減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱速率，試驗表明比表面積每增加100cm2/g，1d的水化熱增加17J/g～21 J/g，7d和20d均增加4 J/g～12 J/g。3.1.2 摻加粉煤灰

為了減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們可以把部分水泥用粉煤灰代替，摻入粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二鋁含量17%～35%，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進行二次反應(yīng)，是其活性的來源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹；②由于粉煤灰顆粒較細，能夠參加二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增加，在混凝土中分散更加均勻；③同時，粉煤灰的火山灰反應(yīng)進一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結(jié)構(gòu)進一步的細化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應(yīng)收縮值也減少。

值得一提的是：由于粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的摻合料較多，強度較低，表面容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。因此，粉煤灰的摻量不宜過多，在工程中我們應(yīng)根據(jù)具體情況確定粉煤灰的摻量。

3.1.3 骨料

（1）（1）粗骨料

盡量擴大粗骨料的粒徑，因為粗骨料粒徑越大，級配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對防止裂縫的產(chǎn)生有利。（2）（2）細骨料

宜采用級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因為其孔隙率小，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴重，因此細骨料盡量用干凈的中粗沙。3.1.4 加入外加劑

加入外加劑后能減小混凝土收縮開裂的機會，外加劑對混凝土收縮開裂性能有以下影響：

（1）（1）減水劑對混凝土開裂的影響 減水劑的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對防止開裂是十分有利的。（2）（2）緩凝劑對混凝土開裂的影響

緩凝劑的作用一是延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時間，由于混凝土的強度會隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值出現(xiàn)時，混凝土強度也增大了，從而減小裂縫出現(xiàn)的機率，二是改善和易性，減少運輸過程中的塌落度損失。

（3）（3）引氣劑對混凝土開裂的影響

引氣劑在混凝土的應(yīng)用對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。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在這里值得注意的是：外加劑不能摻量過大，否則會產(chǎn)生負面影響，在GB8076～1977中規(guī)定，摻有外加劑的混凝土，28d的收縮比不得大于135%，即摻有外加劑的混凝土收縮比基準(zhǔn)混凝土的收縮不得大于35%。3.2 采用合理的施工方法 3.2.1 混凝土的拌制

（1）（1）在混凝土拌制過程中，要嚴格控制原材料計量準(zhǔn)確，同時嚴格控制混凝土出機塌落度。

（2）（2）要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度，拌合物可采取以下兩種降溫措施：一是送冷風(fēng)對拌和物進行冷卻，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。

3.2.2 混凝土澆注、拆模

（1）（1）混凝土澆注過程質(zhì)量控制 澆注過程中要進行振搗方可密實，振搗時間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。

（2）（2）澆注時間控制

盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆注盡量安排在夜間進行。（3）（3）混凝土拆模時間控制 混凝土在實際溫度養(yǎng)護的條件下，強度達到設(shè)計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內(nèi)，預(yù)計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。3.2.3 做好表面隔熱保護

大體積混凝土的溫度裂縫，主要是由內(nèi)外溫差過大引起的。混凝土澆注后，由于內(nèi)部較表面散熱快，會形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，但是這種拉應(yīng)力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強度而產(chǎn)生裂縫。但是如果此時受到冷空氣的襲擊，或者過分通風(fēng)散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，所以在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當(dāng)日平均氣溫在2～3d內(nèi)連續(xù)下降不小于6～8℃時，28d齡期內(nèi)混凝土表面必須進行表面保護。3.2.4 養(yǎng)護

混凝土澆注完畢后，應(yīng)及時灑水養(yǎng)護以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發(fā)生，促進混凝土強度的穩(wěn)定增長。一般在澆注完畢后12～18h內(nèi)立即開始養(yǎng)護，連續(xù)養(yǎng)護時間不少于28d或設(shè)計齡期。3.2.5 通水冷卻

若是在高溫季節(jié)施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但注意，通水時間不能過長，因為時間過長會造成降溫幅度過大而引起較大的溫度應(yīng)力。為了削減內(nèi)外溫差，還應(yīng)在夏末秋初進行中期通水冷卻，中期通水一般采用河水，通水歷時兩個月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結(jié)合的方案。4 結(jié)語

大體積混凝土的開裂是目前學(xué)者和工程界關(guān)注的一個重要問題，通過以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，筆者認為精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效的防止裂縫的發(fā)生。[參考文獻] [1] 龔召熊：水工混凝土的溫控與防裂.北京：中國水利水電出版社，1999 [2] 戴鎮(zhèn)潮：大體積混凝土的防裂.混凝土，2001，（9）：10 [3] 覃維祖：混凝土的收縮、開裂及其評價與防治.混凝土，2001，（7）：3 [4] 遲陪云：大體積混凝土開裂的起因及防裂措施.混凝土，2001，（12）：31 [5] 康方中：淺談現(xiàn)澆商品混凝土樓板變形裂縫的成因和防治.混凝土，2003，（5）：18 [6] 段 崢：現(xiàn)澆大體積混凝土裂縫的成因與防治.混凝土，2003，（5）：48 [7] 尤啟?。和饧觿炷潦湛s抗裂性能的影響.混凝土,2004，（9）：

32、33

第五篇：新規(guī)范混凝土梁裂縫控制驗算計算書

結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算書

裂縫控制驗算計算書

項目名稱_____________日 期_____________ 設(shè) 計 者_____________校 對 者_____________

一、構(gòu)件編號: L-1

二、示意圖

三、依據(jù)規(guī)范: 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010-2010)

四、計算信息 1.幾何參數(shù)

截面類型 T形

截面寬

b=400mm 截面高

h=1200mm 受壓翼緣寬 bf'=1000mm 受壓翼緣高 hf'=120mm 2.材料信息

混凝土等級 C30 f2tk=2.01N/mm

鋼筋種類 HRB400 E

2s=200000.00N/mm

鋼筋類型 帶肋鋼筋

縱筋相對粘結(jié)特性系數(shù) νi=1.000 縱筋根數(shù)、直徑: 第1種縱向鋼筋:8f25 縱筋實配面積 A2s=3927mm 3.計算信息

受彎 αcr=1.90 受拉鋼筋合力點至近邊距離 as=60mm 混凝土保護層厚度 c=30mm 最大裂縫寬度限值 ωlim=0.300mm 4.荷載信息

荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計算的彎矩值 Mq=900.000kN*m

五、計算過程

1.計算有效受拉混凝土截面面積Ate

Ate=0.5*b*h =0.5*400*1200

第1頁，共2頁

結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算書

=240000mm2

2.計算縱向鋼筋配筋率ρte

ρte=As/Ate

=3927/240000 =0.016 3.計算受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑deq

d2eq=Σnidi/Σniνidi

=(8*252)/(8*25*1.000)=25.000mm 4.計算構(gòu)件受拉區(qū)縱向鋼筋的應(yīng)力σs

h0=h-as =1200-60 =1140mm σs=1000000*Mq/(0.87*As*h0)=1000000*900.000/(0.87*3927*1140)=231.078N/mm2

5.計算裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)ψ

ψ=1.1-(0.65*ftk/(ρte*σs))=1.1-(0.65*2.010/(0.016*231.078))=0.754 6.計算最大裂縫寬度ωmax

ωmax=αcr*ψ*σs/Es(1.9*c+(0.08*deq/ρte))=1.900*0.754*231.078/200000.000*(1.9*30.000+(0.08*25.000/0.016))=0.297mm ωmax=0.297mm<=ωlim=0.300mm,滿足要求!

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