【文章內(nèi)容簡介】 ..............................................................................................................................................................9 第 1 頁 第一章 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析 混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。 混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受 到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導致裂縫?；炷潦且环N脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的 1／ 10 左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（ ～ ）104， 長期加荷時的極限位伸變形也只有（ ～ ） ，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑 過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當大的拉應(yīng)力。有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。 大體 積混凝土結(jié)構(gòu)通常具有以下特點：混凝土是脆性材料，抗拉強度只有抗壓強度的 1／ 10 左右。大體積混凝土的斷面尺寸較大，由于水泥的水化熱會使混凝土內(nèi)部溫度急劇上升；以及在以后的降溫過程中，在一定的約束條件下會產(chǎn)生相當大的拉應(yīng)力。大體積混凝土結(jié)構(gòu)中通常只在表面配置少量鋼筋，或者不配鋼筋。因此，拉應(yīng)力要由混凝土本身來承擔。 水泥水化熱影響 水泥水化過程中放出大量的熱，且主要集中在澆筑后的 7d 左右，一般每克水泥可以放出 500J 左右的熱量，如果以水泥用量 350Kg/m3～ 550 Kg/m3 來計算，每 m3 混凝土將放出 17500KJ～ 27500KJ 的熱量，從而使混凝土內(nèi)部升高。（可達70℃左右，甚至更高）。尤其對于大體積混凝土來講，這種現(xiàn)象更加嚴重。因為2 第 2 頁 混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，因此混凝土中心溫度很高，這樣就會形成溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度時混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫 。 干燥收縮 混凝土在逐漸散熱和硬化過程中會導致其體積的收縮，對于大體積混凝土，這種收縮更加明顯。如果混凝土的收縮受到外界的約束，就會在混凝土體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的收縮應(yīng)力，當產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過當時 的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。 外部約束條件 各種結(jié)構(gòu)在變形過程中往往會受到某種外部約束而產(chǎn)生附加的外約束力。當大體積混凝土基礎(chǔ)澆灌在堅硬地基或厚大的老混凝土墊層上時，如未采取隔離層等放松約束的措施，在混凝土上冷卻收縮時，基礎(chǔ)受地基約束，將會在混凝土內(nèi)部引起很大的拉應(yīng)力，造成降溫收縮裂縫（外約束裂縫）。這種裂縫常在混凝土澆筑 2～ 3 個月或更長時間后出現(xiàn)，裂縫較深，有時是貫穿性的，這會對工程造成相當大的危害。 外界氣溫 混凝土內(nèi)部和外部的溫差過大會產(chǎn)生裂縫 。溫差裂縫產(chǎn)生的主要原因是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。 水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形 水泥在水化過程中產(chǎn)生了大量的熱量，因而使混凝土內(nèi)部的溫度升高，當混凝土內(nèi)部與表面溫差過大時，就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形。溫度應(yīng)力與溫差成正比，溫差越大，溫度應(yīng)力越大，當溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束時，就會產(chǎn)生裂縫?；炷羶?nèi)部的溫度與混凝土的厚度及水泥用量有關(guān)，混凝土越厚，水泥用量越大，內(nèi)部溫度越高。防止混凝土出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵是控制混凝土內(nèi)部與表面的溫差。 其他因素的影響 3 第 3 頁 建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降也會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫會隨著基礎(chǔ)沉降而不斷的增大，待地基下沉穩(wěn)定后，將不會變化。超荷載使用或未達到設(shè)計過早加荷載導致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，這種裂縫稱之為荷載裂縫?；炷僚浜媳炔涣紩斐苫炷了苄猿两盗芽p，一般是混凝土配合比中，粗骨料級配不連續(xù)、數(shù)量不夠，砂率及水灰比不當所造成的裂縫。 第二章 大體積混凝土裂縫形成的主要防治措施 泥內(nèi)礦物成分的不同 理論研究表明大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。于是， 我們對于工程中的大體積混凝土應(yīng)該選擇低熱或者中熱的水泥品種。而水泥釋放溫度的大小及速度取決于水泥內(nèi)礦物成分的不同。水泥礦物中發(fā)熱速率最快和發(fā)熱量最大的是鋁酸