大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析

1、大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）模板 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目： 關(guān)于水工大體積混凝土裂縫的思考 學(xué)習(xí)中心： 奧鵬遠(yuǎn)程教育上海學(xué)習(xí)中心 層 次： ?？破瘘c(diǎn)本科 專 業(yè)： 水利水電工程 年 級(jí)： 2013年 秋 季 學(xué) 號(hào)： 131303401162 學(xué) 生： 俞明敏 指導(dǎo)教師： 張朝弼 完成日期： 2015年 8 月 29日I關(guān)于水工大體積混凝土裂縫的思考內(nèi)容摘要現(xiàn)代建筑中經(jīng)常涉及到大體積混凝土施工，比如高樓基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩基礎(chǔ)等。大體積混凝土主要的特點(diǎn)是體積比較大，一般實(shí)體最小尺寸大于或等于1m?；炷敛豢杀苊鈺?huì)產(chǎn)生裂縫，影響結(jié)構(gòu)它的安全和

2、運(yùn)行，不但對(duì)水工大體積建筑物產(chǎn)生不美觀的影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)水工大體積建筑物在耐久性方面有所降低。本文分析了水工大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因,對(duì)預(yù)防裂縫產(chǎn)生的綜合措施進(jìn)行了探討與分析,并結(jié)合工程實(shí)例對(duì)此進(jìn)行了說(shuō)明。關(guān)鍵詞：水工；大體積混凝土；裂縫；措施目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 水工大體積混凝土的應(yīng)用2 1.1 水工大體積混凝土的應(yīng)用2 1.2 大體積混凝土裂縫的危害2 1.3 研究課題的提出22 水工大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因4 2.1 溫度裂縫4 2.1.1 裂縫產(chǎn)生機(jī)理4 2.1.2 溫度裂縫的特征4 2.2 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫5 2.4 沉陷裂縫6 2.5 安定性裂縫63 水工大體積混凝土裂縫

3、防治措施7 3.1 溫度裂縫防治措施7 3.1.1 提高混凝土抗裂能力7 3.1.2 改善混凝土的攪拌加工工藝7 3.1.3 做好表面的隔熱保護(hù)7 3.1.4 養(yǎng)護(hù) 7 3.2 混凝土的收縮防治措施8 3.2.1 挑好原材料8 3.2.2 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比施工8 3.2.3 摻合料的選擇 8 3.2.4 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9 3.3安定性裂縫防治措施9 3.4混凝土澆筑質(zhì)量控制措施94 水工大體積混凝土應(yīng)用案例分析10 4.1 水工大體積混凝土應(yīng)用案例的簡(jiǎn)要介紹10 4.2 水工大體積混凝土應(yīng)用情況分析10 4.3 水工大體積混凝土裂縫防治10 4.3.1 預(yù)防溫度裂縫產(chǎn)生的措施

4、10 4.3.2 預(yù)防干縮裂縫產(chǎn)生的措施 135 結(jié)論與展望14引 言改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)的能源需求持續(xù)增長(zhǎng)的幅度。而水無(wú)污染，可再生能源，是中國(guó)能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。建筑工程中，大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物中實(shí)體最小尺寸大于等于1m部位所用的混凝土，其主要的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)截面大、混凝土用量多，內(nèi)部熱量不易散發(fā)。在中國(guó)，水利水電工程建設(shè)的速度也在不斷加快，水工混凝土是水利水電工程建設(shè)中使用最廣泛、用量最多的一種混合材料，它是一種由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而形成的非均質(zhì)的多項(xiàng)復(fù)合脆性材料，水工混凝土質(zhì)量直接影響水工建筑物的質(zhì)量。 做好水利水電工程等大體積混凝

5、土的溫度控制,防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,對(duì)于保障工程的安全施工和運(yùn)行具有重要的意義。建設(shè)人員必須清晰認(rèn)識(shí)到大體積混凝土溫度裂縫的危害，采取切實(shí)有效的質(zhì)量控制措施，提高大體積混凝土施工質(zhì)量，從而確保水工建筑物的質(zhì)量安全。在城市接觸設(shè)施步伐不斷加快的今天，我國(guó)在大體積混凝土裂縫防治方面的研究日趨成熟，工程建設(shè)的安全、穩(wěn)定成了所有建設(shè)人最大的責(zé)任和義務(wù)。1 水工大體積混凝土的應(yīng)用1.1 水工大體積混凝土的應(yīng)用工程上現(xiàn)行的大體積混凝土一般認(rèn)為是一次澆筑量大于1000m³ 或者混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體最小尺寸等于或大于2m，而且混凝土澆筑需考慮溫度控制措施和由水化熱作用形成的混凝土內(nèi)外溫度差所產(chǎn)生的溫

6、度應(yīng)力而帶來(lái)的裂縫開(kāi)展的混凝土結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代建筑中常常出現(xiàn)大體積混凝土的施工，比如高層樓房的施工基礎(chǔ)、大型設(shè)備的施工基礎(chǔ)、水利方面的大壩等，其中最主要的特點(diǎn)就是體積大，一般實(shí)體最小尺寸大于或等于1m。美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)(ACI)規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題，以最大限度減少開(kāi)裂”。自新中國(guó)成立以來(lái)，國(guó)家進(jìn)行了大規(guī)模的水利水電工程建設(shè)。大體積混凝土是在水利工程建筑物中比較常見(jiàn)的混凝土形式，類似混凝土重力壩等。1.2 大體積混凝土裂縫的危害產(chǎn)生裂縫的原因有很多，主要分為以下三類：一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生的裂縫；二是混凝土自身性能產(chǎn)生的裂縫；三是外部

7、環(huán)境因素產(chǎn)生的裂縫。三者之間存在關(guān)聯(lián)性又相互影響。而水電工程一般將裂縫分為貫穿縫、深層縫及表面縫3 種?；炷猎缙陂_(kāi)裂比后期開(kāi)裂更為重要，因?yàn)楹笃陂_(kāi)裂是在早期開(kāi)裂的基礎(chǔ)上慢慢加重。混凝土早期開(kāi)裂分為沉降裂縫、表面干縮裂縫和熱裂縫三種。混凝土出現(xiàn)裂縫是很難避免的，這使得防治混凝土裂縫耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力。不僅如此，水工大體積混凝土危害性大的裂縫破壞了一個(gè)建筑物的美觀性。普通鋼筋混凝土裂縫寬度超過(guò)0.2-0.25mm就是裂縫（主要受力結(jié)構(gòu)容許不超過(guò)0.2mm，次要結(jié)構(gòu)容許不超過(guò)0.25mm），在這個(gè)限制下，即使有裂縫，還不會(huì)到達(dá)深層。如果超出這個(gè)限制的話就是深層裂縫了。 深層裂縫的危害是很大的，本

8、來(lái)一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮整體聯(lián)合受力，現(xiàn)在因?yàn)橛辛芽p，原來(lái)的設(shè)計(jì)受力狀態(tài)發(fā)生了變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行了重新分配。原來(lái)考慮次要的部件可能成主要部件了，而真正的主要部件起不了多少作用，這樣對(duì)結(jié)構(gòu)受力非常危險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)引起重視。因此，必須認(rèn)真對(duì)待每一條已被發(fā)現(xiàn)的裂縫開(kāi)裂問(wèn)題是在工程建設(shè)中帶有一定普遍性的技術(shù)問(wèn)題。1.3 研究課題的提出隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和建筑技術(shù)的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)以其材料廉價(jià)物美、施工方便、承載力大、可裝飾強(qiáng)的特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的歡迎和重視，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。然而,水工大體積混凝土出現(xiàn)裂縫在當(dāng)今是一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象,大量的工程實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)關(guān)

9、于混凝土的詳細(xì)研究都表明結(jié)構(gòu)物的裂縫是無(wú)法消除的,它是材料的一種特性。如何預(yù)防裂縫和盡量減少裂縫就成了現(xiàn)今非常重要的一個(gè)研究課題。水利工程施工中首要的任務(wù)就是保證工程質(zhì)量，工程中的多種結(jié)構(gòu)都是混凝土，因此，保證混凝土的質(zhì)量和控制混凝土的裂縫數(shù)量就顯得至關(guān)重要。2 水工大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因2.1 溫度裂縫水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)物，由于截面尺寸較大，一般由外荷載引起裂縫的可能性較小，但由于水泥在水化反應(yīng)中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化，會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，是大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要的原因。溫度裂縫主要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(guò)大產(chǎn)生的。大體積混凝土更容易產(chǎn)生裂縫。2.

10、1.1 裂縫產(chǎn)生機(jī)理大體積混凝土澆筑后，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，內(nèi)部溫度顯著升高，而混凝土表面散熱較快，形成了較大的溫度差。內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，會(huì)在混凝土的表面產(chǎn)生裂縫。溫度裂縫產(chǎn)生的原因有兩點(diǎn)，一是由于溫差較大引起的，混凝土結(jié)構(gòu)在硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，混凝土內(nèi)部膨脹高于外部，此時(shí)混凝土表面將受到很大的拉應(yīng)力，混凝土的早期抗拉強(qiáng)度很低，因而會(huì)出現(xiàn)裂縫。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)

11、生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。二是由于結(jié)構(gòu)溫差較大，當(dāng)大體積混凝土澆筑在約束的地基上時(shí)，由于受到外界的約束，又沒(méi)有采取特殊措施放松、取消或降低約束，或根本無(wú)法消除約束，裂縫易發(fā)生深進(jìn)，直至貫穿整個(gè)混凝土整體。溫度裂縫一般無(wú)法避免，必須通過(guò)一些措施和手段進(jìn)行有效的控制。2.1.2 溫度裂縫的特征（1）溫度裂縫表面裂縫的走向一般無(wú)規(guī)律性，深層或貫穿裂縫的走向一般與主筋平行或接近平行。大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯(cuò)；梁板類長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長(zhǎng)邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度

12、變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。溫度裂縫大多發(fā)生在施工的中后期，縫寬受溫度變化影響較明顯。（2）溫度裂縫分為淺層裂縫、深層裂縫和貫穿性裂縫。2.2 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫 主要是指堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫，混凝土內(nèi)水泥中的堿性氧化物（和）含量較高時(shí)，與集料中所含的活性產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并在集料表面生成一層復(fù)雜的堿硅酸凝膠，這種凝膠吸收周?chē)h(huán)境中的水后體積膨脹倍以上，造成混凝土酥松、膨脹開(kāi)裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很

13、難補(bǔ)救。 2.3 收縮裂縫商品混凝土材料由于物理化學(xué)和體積收縮的現(xiàn)象稱為收縮?；炷恋氖湛s引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，干縮、收縮的量也不同。收縮量較小的水泥為中低熱水泥和粉煤灰水泥?；炷恋闹饾u散熱和硬化過(guò)程引起的收縮，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力，如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。高強(qiáng)度的混凝土早期收縮較大，這是由于高強(qiáng)混凝土中以30%60%礦物細(xì)摻合料替代水泥，高效減水劑摻量為膠凝材料總量的1%2%，水膠比為0.250.40，改善了混凝土的微

14、觀結(jié)構(gòu)，給高強(qiáng)混凝土帶來(lái)許多優(yōu)良特性，但其負(fù)面效應(yīng)最突出的是混凝土收縮裂縫幾率增多。高強(qiáng)混凝土的收縮，主要是干燥收縮、溫度收縮、塑性收縮、化學(xué)收縮和自收縮?；炷脸醅F(xiàn)裂紋的時(shí)間可以作為判斷裂紋原因的參考：塑性收縮裂紋大約在澆筑后幾小時(shí)到十幾小時(shí)出現(xiàn)；溫度收縮裂紋大約在澆筑后2到10d出現(xiàn)；自收縮主要發(fā)生在混凝土凝結(jié)硬化后的幾天到幾十天；干燥收縮裂紋出現(xiàn)在接近1年齡期內(nèi)。干性收縮，是指混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)，體積會(huì)逐漸減小，即干縮；干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同及膠質(zhì)體的膠凝等作用而導(dǎo)致變形不同所產(chǎn)生的結(jié)果。塑性收縮，在水泥活性大、混凝土溫度較高，或者水灰比較低的條件下也會(huì)加劇

15、引起開(kāi)裂。混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生收縮。表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充，這時(shí)混凝土仍處于塑性狀態(tài)，受到一點(diǎn)點(diǎn)拉力后，混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)不同分布狀的裂縫。一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，主要原因是混凝土在終凝前幾乎沒(méi)有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過(guò)快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無(wú)法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。 從澆注商品混凝土使用的階段，收縮過(guò)程大致可以分為五個(gè)階段：塑性收縮期，自生收縮期，水化熱溫差收縮期，干燥收縮期，環(huán)境溫度收縮期等。2.4 沉陷裂縫即地基不均勻沉降（膨脹）變形產(chǎn)

16、生的裂縫，是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔?，模板支撐間距過(guò)大或支撐底部松動(dòng)等所致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。2.5 安定性裂縫安定性是指建筑材料水泥硬化后體積變化的均勻性，體積的不均勻變化引起膨脹、裂縫或翹曲等現(xiàn)象。安定性實(shí)驗(yàn)可采用試餅法、雷氏法，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí)以雷氏法為準(zhǔn)。水泥體積安定性不合格是指水泥凝結(jié)硬化后體積膨脹，將已形成固體的混凝土脹壞。注意這“后”字。在凝結(jié)硬化前，水泥混凝土混合物處于流塑性狀態(tài)，混合物中有水有氣有空隙，此時(shí)水泥水化物體積膨脹，填充空隙，對(duì)形成固態(tài)混

17、凝土有利，但凝結(jié)硬化后再膨脹就會(huì)對(duì)已形成的固體雛形起破壞作用。體積膨脹引起水泥石開(kāi)裂 ,導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞。使用了安定性不合格水泥的混凝土構(gòu)件，澆筑后凝結(jié)緩慢、無(wú)強(qiáng)度 ，隨后便在構(gòu)件表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂紋。尤其是位于承重部位的陽(yáng)臺(tái)、梁、 雨篷等，拆除模板的同時(shí)就可能發(fā)生斷裂或損壞。需要指出的是：這種危害有可能馬上出現(xiàn) ,也有可能是三至五年后發(fā)生，有的甚至十幾年后仍在發(fā)展。3 水工大體積混凝土裂縫防治措施3.1 溫度裂縫防治措施3.1.1 提高混凝土抗裂能力（1）加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗，如采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強(qiáng)度，提高抗裂性 。（2）科學(xué)掌握混凝土拆模時(shí)間，控制拆模后混凝土表面溫度下降幅度，

18、拆模時(shí)混凝土的強(qiáng)度，一般不低于5MPa。3.1.2 改善混凝土的攪拌加工工藝 采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過(guò)渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而提高混凝土強(qiáng)度10%或節(jié)約水泥5%，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫。在傳統(tǒng)的"三冷技術(shù)"的基礎(chǔ)上采用"二次風(fēng)冷"新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。3.1.3 做好表面的隔熱保護(hù)大體積混凝土的溫度裂縫，主要是由內(nèi)外溫差過(guò)大引起的?；炷翝沧⒑螅捎趦?nèi)部較表面散熱快，會(huì)形成內(nèi)外溫差，表面收縮受到里面約束產(chǎn)生了拉應(yīng)力，但是這種拉應(yīng)力一般很小，不可能導(dǎo)致超過(guò)混凝土的抗

19、拉強(qiáng)度產(chǎn)生出裂縫。但是如果此時(shí)受到冷空氣的侵襲，或者過(guò)分的通風(fēng)散熱，使表面溫度降溫太大就非常容易出現(xiàn)裂縫，所以混凝土在拆模后，尤其是寒冷季節(jié)，拆模后應(yīng)該馬上進(jìn)行表面保護(hù)。為的是預(yù)防表面的溫度下降過(guò)大，出現(xiàn)裂縫。另外，當(dāng)日平均氣溫在二到三天內(nèi)連續(xù)下降不小于六至八度時(shí)，28天內(nèi)混凝土表面必須進(jìn)行表面的保護(hù)。 3.1.4 養(yǎng)護(hù)  混凝土養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵是保持合適的溫度和濕度條件。保溫的作用是減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫的產(chǎn)生。混凝土澆筑后，及時(shí)用濕的草簾、濕的麻袋等覆蓋，并注意時(shí)常灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證混凝土的表面逐漸冷卻。特別遇到冬天，較為寒冷

20、的天氣，混凝土的表面應(yīng)設(shè)置一系列保溫措施，防止寒冷侵襲，從而產(chǎn)生裂縫。3.2 混凝土的收縮防治措施3.2.1 挑好原材料優(yōu)先選用中熱硅酸鹽水泥，因?yàn)樵撍嗑咴谳^低的水化熱，同時(shí)抗裂性能也較好 。選擇膨脹系數(shù)小巖石彈性模量較低表面清潔無(wú)揭包裹層級(jí)配良好的骨料。在混凝土中摻用優(yōu)質(zhì)粉屬灰提高混凝土的耐久性，減少收縮，降低膠凝材料件系的水化熱，提高混凝土的抗裂性能。3.2.2 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比施工 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的配合比施工，控制水泥用量和單位用水量，水泥的品種和細(xì)度會(huì)影響到混凝土的收縮。同樣成份的水泥,顆粒越細(xì),與水接觸的表面積越大,水化反應(yīng)速度越快,并且水化反應(yīng)更充分,其強(qiáng)度特別是早起強(qiáng)度會(huì)越高，但

21、對(duì)混凝土的裂縫控制是非常不好的。所以根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)對(duì)不同的混凝土施工選擇不同的水泥品種。比如，對(duì)大體積混凝土來(lái)說(shuō)可選擇熟料含量少、水化熱低、凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)的礦渣水泥，復(fù)合水泥粉和煤灰水泥。不可以在澆筑過(guò)程中隨意向大體積混凝土中加水。在滿足施工條件的基礎(chǔ)上，減少混凝土的坍落度，從而減少干燥收縮和塑性收縮裂縫。 3.2.3 摻合料的選擇 摻合料是用于混凝土改善其性能或降低成本的摻量大于5%的粉末材料。摻合料包括：礦粉（鋼渣粉）、粉煤灰、沸石粉、硅灰、過(guò)火煤礦石等幾類。摻合料研究的重要性：降低水化熱、改善混凝土的和易性、提高耐久性、降低成本。一般商品混凝土中的摻合料主要有：粉煤灰、

22、礦渣粉、硅灰，這些不同的摻合料對(duì)混凝土收縮性能影響程度不同。粉煤灰：替代部分水泥，降低成本；降低混凝土水化熱和早期強(qiáng)度，降低滲透性和提高耐久性。礦粉（磨細(xì)高爐礦渣）：替代部分水泥，降低成本；降低或提高混凝土強(qiáng)度決定于礦粉粉磨細(xì)度，降低滲透性和提高耐久性。硅灰：提高新拌混凝土粘聚性，防止泌水，大幅度提高混凝土早期和后期強(qiáng)度，是高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土必要成分，顯著降低滲透性和提高耐久性。因此摻粉煤灰和礦粉對(duì)混凝土控制溫差裂縫能起到很好的效果。3.2.4 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）避殼結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)丈集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施 。（2）目前設(shè)計(jì)措施主要包括施工縫和后澆帶以及合理利用混凝土后期強(qiáng)

23、度以減少水泥用量。施工縫和后澆帶主要是將大結(jié)構(gòu)混凝土分段澆筑，減小收縮長(zhǎng)度和約束長(zhǎng)度，同時(shí)可以利用澆筑好的層面進(jìn)行散熱揮發(fā)，降低混凝土的內(nèi)部溫度，并使混凝土的結(jié)構(gòu)有變形伸縮的空間，散發(fā)混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力。目前混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)強(qiáng)度和安全系數(shù)相對(duì)都比較高，這大大增大了混凝土中水泥的用量，是其中的水化熱大大增加，不利于混凝土的溫度控制。3.3安定性裂縫防治措施為防止商品混凝土裂縫的方法是，應(yīng)該仔細(xì)檢查水泥的安定性的建筑，當(dāng)確認(rèn)的穩(wěn)定性，而且性能試驗(yàn)，合格后才能用于施工。要特別注意澆筑過(guò)程中振搗密實(shí)。澆筑完成后，直接用振搗泛出的漿液收面，抹面平整。同時(shí)，進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)，鋪塑料布、草簾保水，或者流水養(yǎng)

24、護(hù)。3.4混凝土澆筑質(zhì)量控制措施混凝土澆筑應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范順序施工。澆筑混凝土之前，應(yīng)事先檢查模板幾何尺寸、鋼筋骨架及鋼筋保護(hù)層厚度等符合設(shè)計(jì)要求，并將模板內(nèi)雜物，積水、鋼筋上的污垢等清理干凈。大體積混凝土由低處向高處分段分層全斷面澆注，每段不超過(guò)20m，每層30cm。首先從支架上口入倉(cāng)澆筑20cm底板混凝土，然后澆筑兩側(cè)腹板混凝土。振搗應(yīng)到位，在振搗上一層時(shí)，振搗棒須插入下一層1015cm，而且必須在下層混凝土初凝之前。 混凝土澆注采用混凝土車(chē)泵泵送入模，坍落度控制在16-20cm。澆注混凝土?xí)r應(yīng)及時(shí)振搗，遇鋼筋密集的地方要仔細(xì)振搗，防止漏振?；炷翝沧⑦^(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)鋼筋、預(yù)理件、模板

25、和支架等穩(wěn)固情況，如有漏漿變形、移位時(shí)應(yīng)立即處理。在澆注過(guò)程中應(yīng)注意防雨。 振搗時(shí)間一般控制在2030s，視表面混凝土不再顯著下沉，不再泛出氣泡及表面泛出灰漿為準(zhǔn)。搗固手不能中途換人。 混凝土澆筑完成，及時(shí)灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土的養(yǎng)護(hù)期限不得少于14天?；炷翉?qiáng)度達(dá)到2.5MPA前不得使其承受行人、運(yùn)輸工具、模板及腳手架等荷載。4 水工大體積混凝土應(yīng)用案例分析4.1 水工大體積混凝土應(yīng)用案例的簡(jiǎn)要介紹峰峰礦區(qū)五組河橡膠壩壩高6.5米，是一座大型橡膠大壩，該橡膠壩樞紐由橡膠壩、景觀通道、泄水渠、控制室和管理房五部分組成。橡膠壩在河床底部寬度為76.6m，頂部寬度為103.4m，壩頂高程選定為122

26、.0m，橡膠壩高度為5.8m；泄水渠道布置在右岸，寬度為13.8m，長(zhǎng)度為76m ；觀景通道布置在控制室下方，長(zhǎng)度為78m，寬度為12.8m。左岸護(hù)坡樁為88根，保護(hù)長(zhǎng)度為92m?？刂剖也贾迷谧蟀逗拥溃芾碛梅坎贾迷谟野逗拥?。樞紐建筑物沿壩軸線總寬度為122.0m。當(dāng)五組河橡膠壩充水到3.8m左右壩高時(shí)，發(fā)現(xiàn)在右岸泵房右側(cè)出現(xiàn)一道貫穿型裂縫，裂縫是沿斜坡方向的縱縫，縫寬在0.15-0.22mm，縫長(zhǎng)13.5m，沿縫有滲水，滲水量在0.71.2m³/d。4.2 水工大體積混凝土應(yīng)用情況分析混凝土在凝固的過(guò)程中會(huì)不斷產(chǎn)生水化熱，水化熱是指物質(zhì)與水化合時(shí)所放出的熱。水泥的水化熱也以稱為硬化

27、熱比較確切，因其中包括水化、水解和結(jié)晶等一系列作用。水化熱可在量熱器中直接測(cè)量，也可通過(guò)熔解熱間接計(jì)算。水化熱高的水泥不得用在大體積混凝土工程中，否則會(huì)使混凝土的內(nèi)部濕度大大超過(guò)外部，從而引起較大的溫度應(yīng)力，使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度及其他性能?；炷林兴嘤昧吭蕉?，產(chǎn)生的水化熱越大。 峰峰礦區(qū)中混凝土的骨料中缺少粗砂，對(duì)同一標(biāo)號(hào)的混凝土，其中的水泥用量就越多，水化熱也越大，根據(jù)初步的計(jì)算，混凝土在這一段的齡期內(nèi)絕熱溫升在40左右，由于在施工中沒(méi)有冷卻水系統(tǒng)，混凝土中的溫度無(wú)法下降，混凝土?xí)a(chǎn)生的溫度應(yīng)力，使得混凝土產(chǎn)生裂縫；另外，混凝土的干縮也會(huì)產(chǎn)生裂縫。在使用水化熱較高的水

28、泥時(shí)，應(yīng)采取措施來(lái)防止混凝土內(nèi)部的水化熱過(guò)高。4.3 水工大體積混凝土裂縫防治4.3.1 預(yù)防溫度裂縫產(chǎn)生的措施為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度、改善約束條件等方面全面考慮,結(jié)合實(shí)際采取相應(yīng)措施。（1）降低水泥水化熱和變形盡量選用低熱或者中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在設(shè)計(jì)規(guī)范要求以下。降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或者高效減水劑等來(lái)減少水泥用量，降低水化熱。改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的三次風(fēng)冷技術(shù)的基礎(chǔ)上采用二次風(fēng)冷新工藝

29、，降低混凝土的澆筑溫度。在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰值的出現(xiàn)時(shí)間。高溫季節(jié)澆筑時(shí)可以采用搭設(shè)遮陽(yáng)板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。大體積混凝土的溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。（2）降低混凝土溫度差選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土,盡量避開(kāi)夏季高溫或者冬季低溫澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷?可對(duì)骨料噴冷水霧或冷氣進(jìn)行預(yù)冷,或?qū)橇线M(jìn)行覆蓋或設(shè)置遮陽(yáng)裝置避免日光直曬,以降低混凝土拌合物的入模溫度

30、。過(guò)程中，可以在混凝土的表面澆水，這樣水分子就會(huì)滲入混凝土的表層，將結(jié)實(shí)的混凝土進(jìn)行分解，這樣表面的溫度就會(huì)降低，最后就會(huì)出現(xiàn)裂縫，這樣更有利于后續(xù)施工開(kāi)展。降低混凝土內(nèi)部溫度，減少水泥用量，由于大體積混凝土內(nèi)部溫度升高主要是由于水泥水化熱作用，因此減少水泥用量，可以從根本上降低大體積混凝土內(nèi)部溫度。較少水泥用量的同時(shí)，必須保證混凝土的強(qiáng)度以及和易性。    模板拆除采用無(wú)損性拆除方案對(duì)保留結(jié)構(gòu)安全性具有重要意義，其技術(shù)關(guān)鍵在于施工過(guò)程中正確實(shí)施施工技術(shù)工藝和合理地安排施工工序。首先應(yīng)選擇性能完好的機(jī)械設(shè)備，針對(duì)混凝土標(biāo)號(hào)的高低和內(nèi)部鋼筋含量的多少正確地選擇金剛石工具的性能

31、，只有這樣才能保證在控制工期內(nèi)順利完成計(jì)劃任務(wù)。    對(duì)于面積較大的模板拆除，原則上遵循從建筑兩邊向中間拆除。為了吊裝方便，大部分應(yīng)按自下向上的施工順序進(jìn)行，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用從上向下的順序逐步進(jìn)行。特殊情況下，施工步驟可在現(xiàn)場(chǎng)靈活協(xié)調(diào)變動(dòng)。大體積混凝土施工具有突出的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，所以在建筑加固中廣泛地使用（3）加強(qiáng)施工中的溫度控制在混凝土澆筑之后,做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù),緩緩降溫,充分發(fā)揮徐變特性,減低溫度應(yīng)力,夏季應(yīng)注意避免曝曬,注意保濕,冬期應(yīng)采取措施保溫覆蓋,以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。采取長(zhǎng)時(shí)間“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。加強(qiáng)測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理,采取信息化控制,隨時(shí)

32、控制混凝土內(nèi)的溫度變化,內(nèi)外溫差控制在25度以內(nèi),基面溫差和基底面溫差均控制在20度以內(nèi),及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施,使混凝土的溫度梯度和濕度不至過(guò)大,以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。（4）提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度選擇良好級(jí)配的粗骨料,嚴(yán)格控制其含泥量,加強(qiáng)混凝土的振搗,提高混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度,減小收縮變形,保證施工質(zhì)量。采取二次投料法,二次振搗法,澆筑后及時(shí)排除表面積水,加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù),提高混凝土早期或相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量。（5）外加劑的使用使用外加劑也是控制溫度裂縫的重要措施之一,許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,外加劑的正確合理使用,比單純地靠改善外部條件,可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、

33、經(jīng)濟(jì)。水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。提高水泥漿與骨料的黏結(jié)力,提高的混凝土抗裂性能。混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效地提高混凝土抗拉強(qiáng)度,大幅提高混凝土的抗裂性能。摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng),在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。摻外加劑混凝土和易性好,表面易抹平,形成微膜,減少水分蒸發(fā),減少干燥收縮。4.3.2 預(yù)防干縮裂縫產(chǎn)生的措施 （1）選用干縮較小的水泥品種：普通水泥的干縮要低于礦渣水泥； （2）合理調(diào)整混凝土的配合比：采用低水灰比，低單方水泥和低用水量，同時(shí)還宜降低砂率，盡量采用粗砂； （3）適當(dāng)提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。在水泥用量一定的條件下，縮小水灰比可使混凝土抗拉強(qiáng)度增高大于混凝土干縮應(yīng)力的增加，有減少裂縫的趨勢(shì)。使用早強(qiáng)劑可提高混凝土的早期強(qiáng)度，但干縮也隨之加大，因此，應(yīng)以提高抗裂安全為目的，綜合考慮后采取措施。 （