裂缝控制论文范文

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2.1全面分层浇筑方案。是将结构全面分成厚度相等的浇筑层，每层皆从一边向另一边推进浇筑，要求每层混凝土必须在下面一层混凝土初凝前浇筑完毕。采用该方案时，结构的平面尺寸不宜过大，否则混凝土强度（指单位时间内浇筑混凝土的数量）过大，造成施工困难。

2.2分段分层浇筑方案将结构适当分成若干段，每段再分若干层，逐层逐段浇筑混凝土，该方案适用于厚度不大而面积或长度较大的结构。(3)斜面分层浇筑方案。当结构长度较大而厚度不大时，可采用斜面分层浇筑方案。浇筑时混凝土一次浇筑到顶，让混凝土自然流淌，形成一定的斜面。这时混凝土的振捣应从下端开始，逐步向上，这种方案较适合泵送混凝土工艺，因为可免去混凝土输送管反复拆装。

3分析大体积混凝土裂缝产生的原因

3.1干缩裂缝。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。

3.2塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细，且长短不一，互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的边缘。

3.3沉陷裂缝。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

3.4温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

4.对大体积混凝土裂缝采用材料控制技术

4.1水泥的合理选取。优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

4.2骨料的合理选取。选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。

4.3尽可能减少水的用量。混凝土具有双重作用，水化反应离不开水的存在，但多余水贮存于混凝土体内，不仅会对混凝土的凝胶体结构和骨料与凝胶体间的界面过度区间的结构发展带来影响，而且一旦这些水分损失后，凝胶体体积会收缩，如果收缩产生的内应力超过界面过度区间的抗力，就有可能在此界面区产生微裂缝，降低混凝土内部抵抗拉应力的能力。

5.加强混凝土的养护混凝土拌合物经浇筑捣密后，即进入静置养护期，其中水泥和水逐渐起水化作用而增长强度。在这期间应该设法为水泥的顺利水化创造条件，称混凝土的养护。水泥的水化要有一定的温度和湿度的条件。温度的高低主要影响水泥水化的速度，而湿度条件则影响水泥水化能力。混凝土如在炎热气候下浇筑，又不及时洒水养护，会使混凝土中的水分蒸发过快，出现脱水现象，使已形成凝胶状态的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶而失去了粘结力，混凝土表面就会出现片状或粉状剥落，降低了混凝土的强度，另外，混凝土过早失水，还会因收缩变形而出现干缩裂缝，影响混凝土的整体性和耐久性。所以在一定温度条件下混凝土养护的关键是防止混凝土脱水。

6.掺入外加剂与掺合材料提高混凝土耐久性

6.1粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱集料反应，减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显着降低混凝土的早期强度，对抗裂不利。试验表明，当粉煤灰取代率超过20%时，对混凝土早期强度影响较大，对于抗裂尤其不利。

6.2硅粉。（1）抗冻性：微硅粉在经过300～500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10～20%，而普通混凝土通过25～50次循环，相对弹性模量隆低为30～73%.（2）早强性：微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。（3）抗冲磨、控空蚀性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5～2.5倍，抗空蚀能力提高3～16倍。

6.3减水剂。缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度，并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。

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1裂缝的性质

引起砌体结构墙体裂缝的因素很多，既有地基、温度、干缩，也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80%以上。而最为常见的裂缝有两大类，一是温度裂缝，二是干燥收缩裂缝，简称干缩裂缝，以及由温度和干缩共同产生的裂缝。

温度裂缝

温度的变化会引起材料的热胀、冷缩，当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上，如在门窗洞边的正八字斜裂缝，平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝，以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因，是顶板的温度比其下的墙体高得多，而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多，故顶板和墙体间的变形差，在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大，中间渐小，顶层大，下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定，不再继续发展，裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。

干缩裂缝

烧结粘土砖，包括其它材料的烧结制品，其干缩变形很小，且变形完成比较快。[KG-*2]只要不使用新出窑的砖，一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。[KG-*2]但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀，而且这种湿胀是不可逆的变形。[KG-*2]对于砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体，随着含水量的降低，材料会产生较大的干缩变形。〖KG-*2〗如砼砌块的干缩率为0.3～0．45mm/m，它相当于25～40℃的温度变形，可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快，如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形，以后逐步变慢，几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀，脱水后材料会再次发生干缩变形，但其干缩率有所减小，约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝；在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝；在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝；在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝，框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝；空腔墙内外叶墙用不同材料或温度、湿度变化引起的墙体裂缝，这种情况一般外叶墙裂缝较内叶墙严重。

1.3温度、干缩及其它裂缝

对于烧结类块材的砌体最常见的为温度裂缝，面对非烧结类块体，如砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体，也同时存在温度和干缩共同作用下的裂缝，其在建筑物墙体上的分布一般可为这两种裂缝的组合，或因具体条件不同而呈现出不同的裂缝现象，而其裂缝的后果往往较单一因素更严重。另外设计上的疏忽、无针对性防裂措施、材料质量不合格、施工质量差、违反设计施工规程、砌体强度达不到设计要求，以及缺乏经验也是造成墙体裂缝的重要原因之一。如对砼砌块、灰砂砖等新型墙体材料，没有针对材料的特殊性，采用适合的砌筑砂浆、注芯材料和相应的构造措施，仍沿用粘土砖使用的砂浆和相应的抗裂措施，必然造成墙体出现较严重的裂缝。

2砌体裂缝的控制

2.1裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于脆性材料，裂缝的存在降低了墙体的质量，如整体性、耐久性和抗震性能，同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展，人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高，对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣，如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多，建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构，特别是新材料砌体结构的抗裂措施，已成为工程量、国家行政主管部门，以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。

2.2裂缝宽度的标准问题

实际上建筑物的裂缝是不可避免的。此处提到的墙体裂缝宽度的标准(限值)，是一个宏观的标准，即肉眼明显可见的裂缝，砌体结构尚无这种标准。但对钢筋砼结构其最大裂缝宽度限值主要是考虑结构的耐久性，如裂缝宽度对钢筋腐蚀，以及外部构件在湿度和抗冻融方面的耐久性影响。我国到现在为止对外部构件(墙体)最危险的裂缝宽度尚未作过调查和评定。但根据德国资料，当裂缝宽度≤0.2mm时，对外部构件(墙体)的耐久性是不危险的。

对砌体结构来说，墙体的裂缝宽度多大是无害呢?这是个比较复杂的问题。因为它还涉及到可接受的美学方面的问题。它直接取决于观察人的目的和观察的距离。对钢筋砼结构，裂缝宽度＞0.3mm，通常在美学上是不能接受的，这个概念也可用于配筋砌体。而对无筋砌体似乎应比配筋砌体的裂缝宽度标准放宽些。但是对于客户来讲二者是完全一样的。这实际上是直观判别裂缝宽度的安全标准。

3现有控制裂缝的原则和措施

长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法，并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上，形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想，这些构想、措施有的已运用到工程实践中，一些措施也引入到《砌体规范》中，也收到了一定的效果，但总的来说，我国砌体结构裂缝仍较严重，纠其原因有以下几种。

3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施

长期以来住房公有制，人们对砌体结构的各种裂缝习以为常，设计者一般认为多层砌体房屋比较简单，在强度方面作必要的计算后，针对构造措施，绝大部分引用国家标准或标准图集，很少单独提出有关防裂要求和措施，更没有对这些措施的可行性进行调查或总结。因为裂缝的危险仅为潜在的，尚无结构安问题，不涉及到责任问题。

3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性

我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条，一是第5.3.1条：对钢砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂，可采取设置保温层或隔热层；采用有檩屋盖或瓦材屋盖；控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。未考虑我国幅原辽阔、不同地区的气候、温度、湿度的巨大差异和相同措施的适应性。二是第5.3.2条：防止房屋在正常使用条件下，由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。从规范的温度伸缩缝的最大间距可见，它主要取决于屋盖或楼盖的类别和有无保温层，而与砌体的种类、材料和收缩性能等无直接关系。可见我国的伸缩缝的作用主要是防止因建筑过长在结构中出现竖向裂缝，它一般不能防止由于钢砼屋盖的温度变形和砌体的干缩变形引起的墙体裂缝。

由此可见，《砌体规范》的抗裂措施，如温度区段限值，主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的，而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋，基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2～0.4mm/m，无筋砌体的温度区段不能越过10m；对配筋砌体也不能大于30m。在这方面，国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验，值得借鉴：一是在较长的墙上设置控制缝(变形缝)，这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同，而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形，又能隔声和防风雨，当需要承受平面外水平力时，可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。如英国规范对粘土砖为10-15m，对砼砌块及硅酸盐砖一般不应大于6m；美国砼协会(ACI)规定，无筋砌体的最大控制缝间距为12-18m，配筋砌体控制缝间距不超过30m。二是在砌体中根据材料的干缩性能，配置一定数量的抗裂钢筋，其配筋率各国不尽相同，从0.03%～0.2%，或将砌体设计成配筋砌体，如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%，该配筋率又抗裂，又能保证砌体具有一定的延性。

关于在砌体内配置抗裂钢筋的数量(含钢率)和效果，是普遍比较关注的问题。因为它涉及到用钢量和造价的增幅问题。

4防止墙体开裂的具体构造措施建议

本文在综合了国内外砌体结构抗裂研究成果的基础上，结合我国当前的具体情况，提出的更具体的抗裂构造措施。它是对“防”、“放”、“抗”的具体体现。笔者认为这些措施可根据具体条件选择或综合应用。该措施已反映到我院为大庆油田砌块厂编制的《砼砌块建筑构造图集》中。

4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂，宜采取下列措施

4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层；

4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m；

4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝；

4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外，宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不宜大于30m。

4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一：

4.2.1设置控制缝

4.2.1.1控制缝的设置位置

(1)在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝；

(2)在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝；

(3)在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝；

(4)在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝；

(5)竖向控制缝，对3层以下的房屋，应沿房屋墙体的全高设置；对大于3层的房屋，可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置；

(6)控制缝在楼、屋盖处可不贯通，但在该部位宜作成假缝，以控制可预料的裂缝；

(7)控制缝作成隐式，与墙体的灰缝相一致，控制缝的宽度不大于12mm，控制缝内应用弹性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。

4.2.1.2控制缝的间距

1对有规则洞口外墙不大于6mm；

2对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍；

3在转角部位，控制缝至墙转角的距离不大于4.5m；

4.2.2设置灰缝钢筋

1在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝，钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm；

2在楼盖标高以上，屋盖标高以下的第二或第三道灰缝，和靠近墙顶的部位；

3灰缝钢筋的间距不大于600mm；

4灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm；

5灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片，网片的纵向钢筋不小于25，横筋间距不宜大于200mm；

6对均匀配筋时含钢率不少于0.05%；局部截面配筋，如底、顶层窗洞上下不小于38；

7灰缝钢筋宜通长设置，当不便通长设置时，允许搭接，搭接长度不应小于300mm；

8灰缝钢筋两端应锚入相交墙或转角墙中，锚固长度不应小于300mm；

9灰缝钢筋应埋入砂浆中，灰缝钢筋砂浆保护层，上下不小于3mm，外侧小于15mm，灰缝钢筋宜进行防腐处理；

10当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时，其配筋量应按计算确定，其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm；

11不配筋的外叶墙应设控制缝，控制缝间距不宜大于6m；

12设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带

1.在楼盖处和屋盖处；

2.墙体的顶部；

3.窗台的下部；

4.配筋带的间距不应大于2400mm，也不宜小于800mm；

5.配筋带的钢筋，对190mm厚墙，不应小于2ф12，对250～300mm厚墙不应小于2ф16，当配筋带作为过梁时，其配筋应按计算确定；

6.配筋带钢筋宜通长设置，当不能通长设置时，允许搭接，搭接长度不应小于45d和600mm；

7.配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固，锚固长度不应小于35d和400mm；

8.当配筋带仅用于控制墙体裂缝时，宜在控制缝处断开，当设计考虑需要通过控制缝时，宜在该处的配筋带表面作成虚缝，以控制可预料的裂缝位置；

9.对地震设防裂度≥7度的地区，配筋带的截面不应小于190mm×200mm，配筋不应小于410；

10.设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m；

4.3也可根据建筑物的具体情况，如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等，综合采用上述抗裂措施。

参考文献

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1.1温度裂缝温度的变化会引起材料的热胀、冷缩，当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上，如在门窗洞边的正八字斜裂缝，平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝等。导致平屋顶温度裂缝的原因，是顶板的温度比其下的墙体高得多，而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多，故顶板和墙体间的变形差，在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端大，中间小，顶层大，下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定，不再继续发展。

1.2干缩裂缝烧结粘土砖，其干缩变形很小，且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖，一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀，而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块等砌体，随着含水量的降低，材料会产生较大的干缩变形。如砼砌块的干缩率为0.3～0.45mm/m，它相当于25～40℃的温度变形，可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快，如砌块出窑后放置28d能完成50％左右的干缩变形，以后逐步变慢，几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀，脱水后材料会再次发生干缩变形，但其干缩率有所减小，约为第一次的80％左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝；在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝；在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝，框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝。

2裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于脆性材料，裂缝的存在降低了墙体的质量，如整体性、耐久性和抗震性能，同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。它已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构，已成为国家行政主管部门、建筑公司及房屋开发商共同关注的课题。

3现有产生裂缝的原因

3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施设计者一般认为多层砌体房屋比较简单，在强度方面作必要的计算后，针对构造措施，引用标准图集，很少单独提出有关防裂要求和措施。

3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3－88的抗裂措施主要有两条，一是第5.3.1条：对钢筋砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂，可采取设置保温层或隔热层；采用有檩屋盖或瓦材屋盖；控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。二是第5.3.2条：防止房屋在正常使用条件下，由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。

由此可见，《砌体规范》的抗裂措施，如温度区段限值，主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的，而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋，基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2～0.4mm/m，无筋砌体的温度区段不能越过10m；对配筋砌体也不能大于30m。在这方面，国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验，值得借鉴：一是在较长的墙上设置控制缝，这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同，而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形，又能隔声和防风雨，当需要承受平面外水平力时，可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。二是在砌体中根据材料的干缩性能，配置一定数量的抗裂钢筋，其配筋率各国不尽相同，从0.03％～0.2％或将砌体设计成配筋砌体，如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07％，该配筋率又抗裂，又能保证砌体具有一定的延性。

4防止墙体开裂的具体构造措施建议

4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂，宜采取下列措施：

4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层；

4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不大于30m；

4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，缝内用弹性油膏嵌缝；

4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3－88第5.3.2条的规定外，宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距不宜大于30m。

4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一

4.2.1设置控制缝①控制缝的设置位置a在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝；b在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝；c在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝；d在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝；e竖向控制缝，对3层以下的房屋，应沿房屋墙体的全高设置；对大于3层的房屋，可仅在建筑物1－2层和顶层墙体的上述位置设置；f控制缝在楼、屋盖处可不贯通，但在该部位宜作成假缝，以控制可预料的裂缝；g控制缝作成隐式，与墙体的灰缝相一致，控制缝的宽度不大于12mm，控制缝内应用弹性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。②控制缝的间距a对有规则洞口外墙不大于6mm；b对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍；c在转角部位，控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。

4.2.2设置灰缝钢筋①在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝，钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm；②在楼盖标高以上，屋盖标高以下的第二或第三道灰缝，和靠近墙顶的部位；③灰缝钢筋的间距不大于600mm；④灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm；⑤灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片，网片的纵向钢筋不小于25，横筋间距不宜大于200mm；⑥对均匀配筋时含钢率不少于0.05％；局部截面配筋，如底、顶层窗洞上下不小于38；⑦灰缝钢筋宜通长设置，当不便通长设置时，允许搭接，搭接长度不应小于300mm；⑧灰缝钢筋两端应锚人相交墙或转角墙中，锚固长度不应小于300mm；⑨灰缝钢筋应埋人砂浆中，灰缝钢筋砂浆保护层，上下不小于3mm，外侧小于15mm，灰缝钢筋宜进行防腐处理；⑩当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时，其配筋量应按计算确定，其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm；不配筋的外叶墙应设控制缝，控制缝间距不宜大于6m；设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带①在楼盖处和屋盖处；②墙体的顶部；③窗台的下部；④配筋带的间距不应大于2400mm，也不宜小于800mm；⑤配筋带的钢筋，对190mm厚墙，不应小于2Φ12，对250～300mm厚墙不应小于2Φ16，当配筋带作为过梁时，其配筋应按计算确定；⑥配筋带钢筋宜通长设置，当不能通长设置时，允许搭接，搭接长度不应小于45d和600mm；⑦配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固，锚固长度不应小于35d和400mm；⑧当钢筋带仅用于控制墙体裂缝时，宜在控制缝处断开，当设计考虑需要通过控制缝时，宜在该处的配筋带表面作成虚缝，以控制可预料的裂缝位置；⑨对地震设防裂度≥7度的地区，配筋带的截面不应小于190mm×200mm，配筋不应小于410；⑩设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m；

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1.前言

随着桥梁技术的突飞猛进，大体积混凝土在桥梁结构中应用的越来越多。我国普通混凝土配合比设计规范规定：混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土；美国则规定为：任何现浇混凝土，只要有可能产生温度影响的混凝土均称为大体积混凝土。目前，国内外对机械荷载引起的开裂问题研究得较为透彻。而对温度荷载引起得有关裂缝的研究尚不充分。我们应对此加以重视，防止危害结构的裂缝产生。另外对于大体积混凝土内温度应力与裂缝控制也多集中在水利工程中的大坝、高层建筑的深基础底板。而对于桥梁中大体积混凝土的裂缝的研究并未得到足够的重视。

2.大体积混凝土裂缝产生的原因

2.1水泥水化热

水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的2～5d左右，从而使混凝土内部温度升高……尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，因此混凝土中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

2.2混凝土的收缩

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩3种。在硬化初期主要是水泥水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

2.3外界气温、湿度变化

大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对裂缝的产生有着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度下降过快，会造成很大的温度应力，极易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。

3.大体积混凝土施工质量控制措施

3.1大体积混凝土配合比设计

1）原材料选用。①水泥：由于水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升，大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，并尽可能减少水泥用量。②细骨料：宜采用Ⅱ区中砂，因为使用中砂可减少水及水泥的用量。③粗骨料：在可泵送情况下，选用粒径5-20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。④含泥量：在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。因此，骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1％以内，砂的含泥量控制在2％以内。⑤掺合料：应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。

2）减水剂的使用。采用减水剂，如SF一1缓凝高效减水剂；膨胀剂采用广泛使用的U型膨胀剂，如无水硫铝酸钙（C4S）或硫酸铝（Al2（SO4）），试验表明在混凝土添加了膨胀剂之后，混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，相应地提高混凝土抗裂强度。

3.2温控措施及施工现场控制

1）温度预测分析。根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用计算机仿真技术对混凝土施工期温度场及温差进行计算机模拟动态预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化情况，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准及进行保温养护优化选择。

2）混凝土浇筑方案。采用延缓温差梯度与降温梯度的措施，在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度及前后浇筑的搭接时间；控制混凝土入模温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，保证振捣密实，严防漏振及过振，确保混凝土均匀密实；做好现场协调、组织管理，要有充足的人力、物力，保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，确保不留冷缝；浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理（一般浇筑后3～4h内初步用水长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压两遍，再用木抹子搓平压实）以控制表面龟裂；混凝土浇灌完及拆模后，立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。

3）混凝土温度监测。在混凝土内部及外部设置温度测点，并且设置保温材料温度测点及养护水温度测点，现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析，每一测点的温度值及各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。

4）温度应力检测。为反映温控效果可在少数混凝土层中埋设应变计进行温度应力检测，应变计沿水平方向布置，检测水平向应力分量。

5）通水冷却。采用薄壁钢管在一些混凝土浇筑分层中布设冷却水管，冷却水管使用前进行试水，防止管道漏水、阻塞，根据混凝土内部温度监测，控制冷却水管进水流量及温度。

3.3构造设计上采取的防裂措施

1）设计合理的结构形式，减少工程数量，降低水化热。如可根据悬索桥锚碇受力特点，设计挖空非关键受力部分混凝土体积，利用土方压重方案，减少混凝土结构体积。

2）充分利用混凝土在基坑有侧限条件，在混凝土中掺加微膨胀剂，使其在基坑约束下成一定的预压力，补偿混凝土内部温度、收缩产生的拉应力，从而有效的避免混凝土裂缝的产生。

3）大体积混凝土体积庞大，施工周期一般较长，依据结构受力情况（如悬索桥锚碇受力是逐步参与的，施工期仅承受自重和施工过程产生的次应力，此阶段受力不足其最终受力的30％），可合理的确定混凝土评定验收龄期，打破正常标准28d的评定验收龄期，改为60d或更多天，评定验收龄期充分考虑混凝土的后期强度，从而减低设计标号，达到减少混凝土水泥用量，降低水化热的目的。

4）由于边界存在约束才会产生温度应力，采用改善边界约束的构造设计，如遇有约束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层时，可在接触面上设滑动层来减少温度应力。在外约束的接触面上全部设滑动层，则可大大减弱外约束。

5）在设计构造方面还应重视合理配筋对混凝土结构抗裂的有益作用。可采取增配构造钢筋（配筋应尽可能采用小直径、小间距，全截面含筋率控制在0.3％～0.5％之间）、在混凝土表面增设金属扩张网等有效措施，有效地提高混凝土抗裂性能。

4.大体积混凝土的裂缝检查与处理

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2.水利施工中的混凝土裂缝控制措施

2.1根据当地的气温情况，调节混凝土的施工条件

在水利工程建设当中，混凝土的施工要积极根据当地的气温变化，调节混凝土的施工条件。与此同时，也要积极依据混凝土自身所存在的特性，充分考虑施工过程中的实际情况，制定合适的施工方案，控制混凝土的裂缝问题，提高混凝土的质量。在甘肃地区，由于地处我国西北，夏季气温炎热干燥，昼夜温差较大；而冬季由于受西北风的影响，气温特别低，这给当地的混凝土施工制作带来非常严重环境气候困扰。例如，在混凝土浇筑时，常常会发生混凝土模版变形等问题，水利施工建设单位要积极安排专门的混凝土施工看护人员对模版进行看护，及时了解和发现混凝土模板的情况，当混凝土出现变形和位移现象时，要立即停止缓凝土的浇筑，并对模板进行修理和恢复。在夏天高温的季节，混凝土施工的浇筑入模温度应控制在25℃以下；而在冬季，由于甘肃地区气温特别低，在混凝土施工的过程中，要充分注意混凝土施工过程中的保温。在混凝土浇筑时，入模的温度不能低于10℃。因此，在当地的混凝土施工制作过程中，要积极根据施工现场的环境气温，合理调节混凝土的施工条件，这样才能够有效控制混凝土的裂缝现象，保证水利施工当中的混凝土质量。

2.2混凝土材料的选择和配比

混凝土的质量与混凝土施工材料的选择有着非常重要的关系，其材料使用的正确与否，直接关系到整个水利工程的施工建设安全。所以，在水利工程混凝土的施工制作中，要加强对混凝土掺杂料以及水泥的管理，保证混凝土制作材料的质量。由于在混凝土制作过程中，水泥的水化反映，会释放出大量的热量，造成混凝土内外温差的增大，从而使得混凝土产生裂缝。所以，在混凝土制作中，要合理地选择水化热量较低的水泥。除此之外，还可以在混凝土的制作中，尽可能地减少单位水泥的使用量，水泥的强度等级要与混凝土强度的等级保持相同，不要选用强度过高或者硬性的水泥。在混凝土骨料的选择中，也要严格按照国家相关的骨料使用的相关标准，选择合适的骨料。与此同时，也要保证混凝土原材料的配比符合国家的混凝土制作的标准。另外，增强混凝土的抗压性能够有效减少混凝土裂缝的产生。因此，混凝土施工制作人员可以通过加强对混凝土的振捣，增加混凝土的密实度，从而控制混凝土裂缝的产生，提高混凝土的质量。

2.3积极开展混凝土养护工作

混凝土的后期养护工作，对控制混凝土裂缝的产生有着非常重大的意义[3]。所以，施工单位要在混凝土的养护工作中，使混凝土的内外温度保持平衡，以免因混凝土内外温差过大而导致裂缝产生。与此同时，也要对混凝土进行浇水，保持缓凝土表面的湿度，以免因混凝土表面水分蒸发过快导致的干缩变形。此外，由于混凝土水泥水化热会产生大量的热量。因此，在养护的过程中，也要让混凝土内部热量得到充分的散发，保证混凝土的耐久度。通过保湿和保温的有效养护措施，能够有效保证混凝土内外温度的稳定，从而使得水利施工中的混凝土裂缝能够得到有效控制。

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1.前言

随着建筑技术的不断发展，泵送混凝土施工技术得到普及和应用。泵送混凝土不仅能改善混凝土的施工性能，对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工，具有提高抗渗性、改善耐久性特点。同时，泵送混凝土骨料级配的限制，胶凝材料的大量使用，产生大量的水化热，造成温度裂缝普遍存在，在一定程度上影响结构的抗渗性和耐久性，应当引起足够的重视。为此，现就温度裂缝产生机理及如何有效控制裂缝的出现和发展，谈几点粗浅的认识。

2．温度裂缝产生机理及特征

混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，使得混凝土结构内外出现较大的温差，这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

3.影响因素和防治措施

混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。

对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。

3．1混凝土原材料及配合比的选用

(1)尽量选用低热或中热水泥，减少水泥用量。大体积钢筋混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期升温和后期降温，产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，在掺加泵送剂或粉煤灰时，也可选用矿渣硅酸盐水泥。再有，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。

(2)掺加掺合料大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。

3．2施工工艺流程改进

(1)改善搅拌工艺采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10％或节约水泥5％，并进一步减少水化热和裂缝。改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，降低混凝土的浇筑温度。

(2)严格控制浇筑流程合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。在高温季节泵送，宜用温草袋覆盖管道进行降温，以降低入模温度。

(3)注重浇筑完毕后养护混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。

4.温度裂缝的处理方法

混凝土裂缝的修补措施主要有采取以下一些方法：如表面修补法，嵌缝法，结构加固法，混凝土置换法等。

4．1表面修补法

表面修补法主要适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

4．2嵌缝法

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。

4．3结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

4.4混凝土置换法

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2采用高性能混凝土施工技术

本工程混凝土最大输送距离达300m，最大输送高度为60m，为满足泵送混凝土和体育场复杂特殊造型的施工要求，我们大量采用了高性能混凝土施工技术。在体育场北区配置了l台意大利进口的大型现代化搅拌站，产量为90m’／h；南区配置了自动上料和自动称量系统的混凝土搅拌站2座，产量为30~50m3／h。针对本工程的需要，配制高性能混凝土时为了优选原材料和配合比，我们应用“双掺”技术，除提高混凝土的可泵性外，还有意识地预先通过试验确定低收缩率的混凝土配合比，同时减少水泥用量，降低混凝土的水化热和改善其收缩性能。

2．1优选原材料

选用优质的原材料，如底板施工中采用连续级配骨料，增大混凝土的密实度。严格控制混凝土出机和人泵坍落度，随不同施工阶段的设计要求与天气变化情况跟踪调整配合比，详见表1。

2．2采用“双掺技术

在本工程施工中，地下室底板使用KFDN-SP8外加剂，看台楼层等混凝土结构根据具体情况，选用HPM一2高效缓凝减水剂、FE—C2外加剂等，这些高效外加剂具有高减水率和良好的保塑性能。掺外加剂混凝土与基准混凝土的减水效应比较如图1所示。

根据本工程的具体情况，我们分别选用黄埔电厂、广州发电厂等的I级或Ⅱ级粉煤灰，采用粉煤灰这种活性的水硬性材料代替部分水泥，补充泵送混凝土中的细骨料，提高混凝土的抗渗性、耐久性和流动性，并改善其可泵性和降低水化热，从而提高混凝土的后期强度。

2．3配合比选择

混凝土的配合比决定了混凝土的强度、抗渗性、和易性、坍落度、水泥用量、水化热大小、初凝和终凝时间以及混凝土收缩率等性能指标。根据结构的不同特点和设计要求、气候条件，掺人粉煤灰的影响以及施工现场的生产管理状况，采用不同技术指标，由实验室试配确定。

(1)地下室底板施工阶段根据现场条件，对底板混凝土提出以下指标：①坍落度12—14cm；②初凝时间6—8h；③掺加高效减水剂，超量掺加I级粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热；④通过试验选定收缩率较小的配合比。为了确保混凝土具有高性能，我们提前对混凝土配合比进行了大量反复多次的试验，取得十几组试配数据，测试了不同配合比混凝土的收缩率及收缩与龄期的关系，并采用钢环试验方法测试混凝土的长期收缩情况。测定混凝土收缩率后，有意识地模拟浇筑一块混凝土试件进行试验，测试其温度变化和收缩率，确定了表2的配合比，其收缩率为0．12％0，且在14d后基本上不再收缩。实践证明，本配合比是成功的，用I级粉煤灰代替部分水泥，大大减少了水泥用量和降低了水化热，在确定了收缩率较小的配比后，据此收缩率确定底板分块的最大长度为45m，相邻块之间混凝土浇筑的时间间隔为14d。

(2)看台楼层选择不同的水泥和多种外加剂进行配合比试验研究，对外加剂的适应性进行对比试验，得出针对不同阶段和不同施工部位的优化配合比。北区采用深圳产FE—C2外加剂掺量为1．6％，黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰掺量为22％，既满足了混凝土的强度要求，又具有良好的可泵性和经济性。南区采用HPM一2高效缓凝减水剂和黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰得出的配合比，即：水泥：混合材：砂：石：水：外加剂=l：0．23：2．17：3．20：0．53：0．016，水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加剂用量分别为332，722，1063，176，77，5．28~m3，水胶比0．44％，含砂率40．4％，坍落度145mm，质量密度2370kg／／m3，初凝n,-Jl''''~q5—8h，终凝时间8—10h。

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中图分类号：TV698.2+31 文献标识码：A 文章编号：

引言

水泥稳定碎石基层是将一定级配的集料与水泥和水一起拌和后， 在最佳含水量状态下碾压成型，经过养生达到一定强度的路面基层结构，此基层是一种半刚性结构。水泥稳定基层容易产生裂缝是影响沥青混凝土面层破坏的关键因素。若不及时处理， 雨水从裂缝内向下渗透，沥青混凝土和基层裂缝缝隙处充满自由水，在车辆荷载反复冲击下，就会使沥青混凝土中粘附在碎石表面的沥青剥离， 基层的细集料形成泥浆被挤压出路面，沥青混凝土路面出现坑洞、碎裂、松散，造成沥青混凝土路面早期破损，影响其使用寿命。基层裂缝的危害较为常见，直接影响到了路面行车的速度和安全。

一、项目概述

某南方高速公路项目水稳基层板块在温度梯度应力和施工车荷的疲劳作用下使裂纹发展为裂缝，严重时加宽变长且相互连通，并由底、基层逐渐反射到沥青面层，造成路面破坏。据施工现场收集的数据统计，每段铺筑一定时期以后都发现不同程度的开裂现象。裂缝多分布于基层两侧各3~5m的范围内，主要为横向裂纹，其间距为40~50m左右，裂缝顶面宽，底面细小；施工碾压振动过强造成板块表面出现微裂纹的地段易出现裂缝；同时，施工时出现粗集料窝的部位易出现放射性裂缝；再经施工重车磨耗而出现车槽的地点也易出现开裂现象。

二、裂缝产生的原因分析

施工作业安排不连续，水稳基层铺筑后长期暴露于空气中，未进行沥青层施工。而南方项目，水稳基层施工基本在高温季节，据随机测定：日照强烈时，水稳表面最高温度为41℃，而室内温度30℃(板底温度与室内基本接近)。将板作为一单向板(长宽比大于1.5 )来研究，其在温度梯度应力的作用下将导致顶面承受弯拉应力；另一方面，板体顶面为自由面，而底面因受到下承层的摩阻作用，其线性变形受到约束，即高温时板顶受拉而板底受压。两者共同作用的结果为裂纹由上而下，裂纹渐小。

板体白天承受温度梯度应力，而晚上底、顶面温度接近，均为21℃，即板体在温度梯度应力的疲劳作用下产生疲劳破坏与每次发现裂纹都在施工以后一定时期相符。因此，施工后的水稳碎石经检验合格后应尽早洒布透层或施工封层。

从路线方向看，可将其视为单向板(长宽比大于1. 5) ，其热胀冷缩将造成水稳层横向开裂，裂纹将从路肩边缘最薄弱处展开。当应力释放后板块处于稳定状态，裂纹不再发展。

半刚性板块强度越高，表明其抗变形的能力越低，即板块抗弯拉应力的能力越小。施工时因表面含水量不够而采用洒水碾压提浆的方法虽能提高表面平整度，但同时也在板块表面形成了一薄层高标号砂浆硬壳，其在高温下失水过快易形成风干裂纹。同时在温度梯度应力的作用下，将更易出现拉应力裂纹。

粗级料窝存在的部位，因其粒料间无粘接力而无法整体受力，其所在板块在温度梯度应力的作用下，应力会集中在该薄弱处。同时因其相对于板块来看相似于一个点，其应力释放有向四周发散的趋势。另外，在养护时，因该位置具有透水性而易使养护用水进人板底土层中使其出现过湿土而使其承载能力降低。该板块在车荷的作用下会加剧先前出现的放射性裂纹，从而出现裂缝。

三、水泥稳定碎石基层收缩裂缝的控制

（1）严格控制路基施工质量。为避免荷载型结构性破坏裂缝，施工中要严格控制路基填筑时各层压实度和填筑速度， 特别是三背回填位置、路基加宽结合部位、填挖交界处、半挖半填处、软基地段、填高差异较大的断面等的压实及沉降，都应采取措施加以控制，避免路面完工后产生不均匀沉降而引起路面开裂。路基填筑完工后，应预留一段沉降期，以便路基处于稳定状态。

（2）碎石加工时在破碎机、出料位置加设吸尘器， 清除各级碎石中0.075mm以下石粉的含量，同时在冷拌机上增加电子磅以确保各料斗的出料流量精确，达到混合料的级配曲线接近中值的目的；并严格控制级配料中水泥的用量。

水泥稳定碎石在施工中对粒料的级配要求非常高，尤其0.5mm以下细土的含量。集料的合成级配中小于0.075mm的颗粒含量控制为0~5%。水泥稳定碎石有一共性，在其他条件相同的情况下，混合料中小于0.075mm的颗粒含量越多，水泥稳定碎石的整体收缩能力也越大。因此， 限制收缩的最首要的措施是除去集料中的粉尘含量。这样，本身可以减轻裂缝，同时又为其它减轻裂缝的措施创造了充分的条件。

在施工中通过增加分级料料斗及加设电子磅的方法将碎石的级配控制在规范规定范围的中值附近，可以提高稳定料碾压后的密实度，既增大了板块的整体强度，也可以减小结构层内自由水的存在空间及含量，减少了裂纹出现的概率。

水泥稳定碎石压实后， 其间水泥与水间的水化作用以及由此而形成水泥石的过程会释放出大量的热量，使水稳层快速失水，产生体积收缩。稳定碎石产生收缩的主要部分为水泥石的结硬收缩。过多的水泥用量，将急剧增大失水量及产生过多的水泥石，结硬出现的体积收缩也会大大增加。但水泥用量增加，也会增加板体的整体刚度，从而降低其抗弯拉应力。因此，严格控制混合料中水泥的用量可达到控制干缩应变的目的。

（3）选用适宜的施工工艺，减少或消除微裂纹的出现机率。首先，在摊铺时应选派有施工经验的路面工跟踪检查，发现粗级料窝及时换以级配合格的稳定料，使成型后的板块不出现薄弱部位，且达到封水的目的。其次，选用适宜的碾压机具，以利压实，达到不过振、收滚平顺、无裂痕的目的。据施工总结，发现如下配置为最佳组合：一台12T的双钢轮压路机完成初压及最后终压光面，YZ22t振动压路机完成强振碾压。由此达到控制路面发生的微裂纹的目的。完工后立即封闭交通，养生期内严禁一切车辆通行，养生结束后，及时进行沥青面层施工，同时控制施工车辆的行驶，避免因行车造成开裂。

（4）严格控制水泥稳定层施工碾压时的含水量。水泥与各种粒料和水经拌和、压实后， 水泥和混合料内部发生水化作用，混合料的含水量会不断减少，从而会引起水稳粒料产生体积收缩。水泥混合料的最低水灰比约为0.26~0.2 9。过小的用量不能保证水泥完全水化，其在养护水、雨水的作用下会继续水化，由此会破坏已硬化的混凝土使抗裂能力降低；过大的用水量会增大水泥水化初期骨粒料的水膜厚度，影响稳定料的强度。据统计，含水量增大l % (大于最佳含水量后) 对干缩应变增大裂纹比水泥增加1%的影响大2~3倍。因此，施工应严格控制碾压时的含水量接近最佳含水量，用于控制干缩应变的目的。

（5）水泥稳定层碾压完成后，并采用覆盖土工布洒水再加盖塑料薄膜的方式及时进行养生，保护混合料的含水量不受损失，更不能让其曝晒变干开裂。半刚性基层材料的缺点是抗变形能力低，在温度或湿度变化时易产生收缩开裂。它的收缩分为温缩与干缩两种：对于含土较多的材料以干缩为主，对于含集料较多的材料以温缩为主。干缩主要发生在完工后初期阶段。当基层上铺筑沥青面层以后，基层的含水量一般变化不大，此时收缩转化为以温缩为主：对应裂缝起始于表面，逐渐向下延伸； 反射裂缝起始于底面并逐渐向上穿透直到表面。这两种裂缝都是由温度引起的，行车荷载仅在裂缝形成的后期发挥促进作用。国内外不同地区的实践都已证明，水泥稳定层施工后，如不及时养生而让其曝晒，其或迟或早都会产生干缩裂缝。因此充分了解水泥稳定层的缩裂特性，在施工中保持适宜的温度和湿度对于减轻裂缝的产生还是至关重要的。建议采用复合养生膜覆盖后洒水保湿的方法养生。

（6）施工沥青面层前对水稳层裂缝进行仔细排查，对于横向长度大于5m，且间距小于10m 的干缩或温缩横向裂缝须返工处理，对于横向长度大于5m，且间距大于10m 的干缩或温缩横向裂缝使用玻纤隔栅或土工布处理。处理方法：首先对裂缝两侧各1m 范围进行清扫、吹尘和清洗，清扫后，凿开合适1cm 宽度和2cm 深度的沟缝，用森林灭火器吹除裂缝内灰尘，然后向裂缝内灌AH-70 热沥青，最后将土工布或玻纤隔栅平铺在裂缝二侧各1m 或0.75m 范围内，用铁钉等固定。对于土工布，应用小型压路机碾压。

（7）水泥稳定基层最迟在检验合格后，应立即施工封层或应力吸收层。为确保水稳基层的含水量不受损失以及板块不受温度梯度应力的疲劳作用，在保湿养生至检验合格后，应立即施工封层或应力吸收层， 既可对水稳层实施最终保护，又可保证上层沥青混合料与水稳基层间有良好的粘结。

四、结语

总之，采用水泥稳定碎石基层符合我国的半刚性路面“强基薄面”的结构特点，并且应用范围广泛。要彻底解决水泥稳定碎石基层裂缝可能相当困难，但用完善施工工艺和施工方法来提高施工质量和采用新材料、新工艺来减少裂缝的措施应该会相当有效，技术也更合理。

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中图分类号：TU973+.254 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2009）03-0287-01

1 裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 应力的分析

（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

3 根据温度应力引起的原因可分为两类：

（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

4 温度的控制和防止裂缝的措施

（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

5 使用外加剂也是减少开裂的措施之一

（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。

（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。

（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。

（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

6 混凝土的早期养护

从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

（1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。

（2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

（3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

7 结语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

参考文献

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中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）23-0112-02

0 引言

近年来随着国家经济的迅速发展，民用建筑工程大量快速上马，混凝土的应用在现代化建设中可以说占据着举足轻重的位置。混凝土是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，被认为是现代建筑中最不可或缺的建筑材料，原料丰富，价格低廉，生产工艺简单，同时因为混凝土优点显著，具有抗压能力强，耐久性能好，强度等级范围宽等优势，因此使用量越来越大，在现代的民用建筑工程中，大体积的混凝土施工越来越普遍。因为使用范围十分广泛。

一般整个施工途中，混凝土浇筑后出现温度裂缝非常难以避免，虽然现代技术的发展，大体积混凝土的浇筑已经很成熟了，但裂缝的出现会影响到结构的整体性和耐久性能。其中最关键的就是施工温度的控制及温度应力，裂缝问题现在是施工中常见的通病，出现频率很高，究其原因就是因为混凝土本身会产生水化热，从而进一步导致温度应力的形成，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一的原因。如果温度应力超过了混凝土的拉伸极限当然就会出现裂缝，因此针对施工中的温度裂缝,结合实际工程，本文将对施工中混凝土裂缝的成因，控制和处理措施做进一步的研究探讨。

通常高层住宅基础，大型设备基础或者桥梁工程最容易遇到大体积的混凝土施工，一般这些工程的最主要特点是表面积比较小但体积巨大，而水泥水化热释放比较集中，内部温升较快，容易产生较大内外温差，从而产生温度裂缝，进而影响到结构系统的安全性和工程的正常使用，所以我们应根据施工温度，进行温度控制，采取相应的裂缝控制措施。

1 大体积混凝土施工裂缝产生原因

通常来说，大面积混凝土内出现的裂缝可以分为三大类，根据其裂缝深度，分别为表面裂缝，深层裂缝及贯穿裂缝，所谓贯穿裂缝就是由混凝土的表面裂缝进一步发展为深层裂缝，最终形成了贯穿裂缝，一般来说，贯穿裂缝切断了结构的表面，从而破坏了基础结构的整体性和稳定性，危害程度一般比较严重，而深层裂缝与之相比只是部分地切断了结构断面，但危害性也很大。与另外两个相比，表面裂缝一般危害性相对较小，但也影响混凝土耐久性和外观质量。

裂缝产生的原因具有多样性，首先是施工过程中，湿度和温度容易产生变化，另外施工基础的沉降的不均匀，结构设计的不合理性，或者选用材料未达到一定的合格标准，混凝土材料的不均匀性以及脆性，模板的变形等等众多的问题。一般来说，混凝土的硬化期间水泥凝结过程会产生大量水化热，内部温度会不断上升，从而在混凝土表面产生了一定拉应力。而后期混凝土在整个降温过程中，又由于会受到基础或老混凝土的约束，混凝土的内部结构中会产生一定的拉应力。另外，施工过程中，如果气温产生变化，温度降低同时也会在混凝土的表面引起非常大的拉应力。一般结构设计中会要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但其实在施工过程中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，所以为了控制裂缝的产生，如何掌握温度及温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 根据温度应力引起的原因可分为两类

2.1 自生应力：也就是通常称为没有任何约束或完全静止的结构，一般如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。因为大体积混凝土的尺寸相对较大，在冷却的时侯表面温度低，但是内部温度高，所以在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

2.2 约束应力：也就是结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。

3 工程概况及材料的选用

本项目工程为坐落于合肥的一座商业综合体建筑，同时集中办公公寓和商业为一体，地下一层地上裙楼四层，基地面积为9300余平方米，项目总建筑面积约为8100余平方米，A楼为22层，B楼为28层，选用的结构型式为框支剪力墙结构。一层至四层为商业裙房及部分办公，五层起为电梯公寓，地下室主要安排为停车，发电机室，消防水池和一些机电设备用房，根据设计，基础地下室部分分为8个作业分区，3、4区为1600厚筏板基础，其余为400厚基础抗水板，采用C40防渗混凝土，抗渗等级为0.8Mpa，承台设计底标高-5.2米，整个基础底板的混凝土量约为5000立方米。除3区、4区外，其它已经浇筑完成，施工期间为夏季，天气较热，为了控制裂缝，针对施工温度和温度应力，采用了一定的措施来尽量降低裂缝的产生，减小裂缝的深度。在本案例中将有针对性的探讨相关的3区和4区的基础混凝土浇筑施工。

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Abstract: mass concrete construction main characteristic is big volume, general entity minimal size is equal to or greater than 1 m; Its surface coefficient are small, cement hydration heat release more concentrated, internal temperature rise faster. Concrete inside and outside when large temperature difference, can make concrete produce temperature crack, affecting the structure and normal use. So must fundamentally analysis it, to ensure the construction quality. This paper analyzes the port engineering mass concrete structure in large temperature crack reasons, and the port of mass concrete used in the construction of the measures and the quality requirements for the raw materials are discussed.

Key words: port engineering; Mass concrete; Temperature crack; Prevention and control measures

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

0.前言

随着我国交通设施建设发展, 大体积混凝土在港口建设中的运用越来越多,主要是用在大中型的基础建设工程及桩基承台上。其特点主要是结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物产生温度变形。大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。下文主要对港口工程中大体积混凝土结构导致温度裂缝的原因,并对港口大体积混凝土施工中采用的措施以及原材料质量要求等方面进行了探讨。

1 港口工程中大体积水泥混凝土温度裂缝产生的原因

大体积混凝土温度裂缝产生的主要原因是由于混凝土的导热性能差，其外部的水化热量散失较快，而积聚在结构内部的水化热则不易散失，造成混凝土各部位之间的温度差和温度应力，当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝，给工程带来不同程度的裂缝。能够深刻了解大体积混凝土中温度变化所引起的应力状态对结构的影响，认识温度应力的一系列特点，掌握温度应力的变化规律，了解大体积混凝土温度裂缝产生的机理，对于制定有效的施工方案，保证施工质量能起到至关重要的作用。这就要求施工单位在原材料的选用、配合比的确定、混凝土的测温、降温和保养等几个方面严格把好质量关。

（1）影响混凝土内外温差的主要因素有混凝土厚度泥用量、水泥品种、浇筑入模温度及环境温度等。混凝土越厚,水泥用量越大；水化热越高的水泥,其内部变形越大,形成的温度应力越大,产生裂缝的可能性越大。因此, 防止大体积凝土出现裂缝最根本的措施是控制混凝土内部和表面的温度差,降温速率要比升温速率高,裂缝的产生可能发生在升温阶段,也可能出现在冷却阶段,升温阶段多为混凝土表层出现不规则裂缝,而在冷却阶段,则常由于外界条件的约束致使混凝土内部出现贯穿性的长裂缝。

(2)混凝土浇筑后,水泥水化产生大量的热,引起混凝土内部升温较快。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。混凝土达到最高温度后, 随着热量的散发又开始降温,直到与环境温度相同。在升温结束后的散热阶段,由于内外混凝土散热条件不同,造成外部混凝土温度低于内部混凝土温度。这样,在升温和降温阶段,混凝土结构内外都形成同一方向的温度梯度,导致其变形不一致,从而使混凝土内部受压、外部受拉。当混凝土的抗拉强度小于温度拉应力时,就会产生裂缝,温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨科反应)、模板变形、基础不均匀沉降、运输和浇筑过程中的离析现象等。在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束又会在混凝土内部出现拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝；许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也可能导致裂缝的产生。

2 港口工程中大体积水泥混凝土温度裂缝的主要应对质量控制措施

(1)控制混凝土原材料的质量和技术指标。选用低收缩原材料,如较高的水泥,较低含泥量的砂石以及合理的砂石集配。高碱水的外加剂,降低用水量和水泥用量,配置出收缩较小的混凝土。水化热控制,水泥水化热造成温升,这样固化后的混凝土在降温过程中会产生较大的冷缩和温差拉应力,而混凝土抗拉强度低、变形能力小,很容易开裂。在混凝土中掺入膨胀剂,使其产生适度膨胀,用以抵消混凝土结构的部分冷缩,从而可以减轻或避免温差裂缝的出现。在混凝土中掺入适量的缓凝减水剂可以延迟水泥水化热的释放速度,同时降低热量。而且此类减水剂还可提高混凝土的流动性,有利于运输和泵送；同时能够避免连续浇筑混凝土过程中的冷接缝问题,降低渗漏隐患；另一方面,减水剂的使用可以节约水泥用量,从而降低造价,且水泥用量越少,水化热就越低, 温差裂缝就越少。掺入粉煤灰或矿渣等活性混合材料,取代部分水泥,降低水泥水化的发热量,减少温度应力,减少裂缝的出现。以上众多因素都可以导致混凝土结构自身的抗拉强度低于外施加给它的拉应力,从而导致结构物开裂。因此,外部引起的裂缝是可以避免的。只要通过合理的设计、正确的施工和有效的保养,就可以避免此类裂缝的产生。提高结构设计的合理性，合理的设计能够减少由外因引起的裂缝。例如,由结构设计没有考虑好而造成结构变形协调、刚度协调问题,就可能出现裂缝。因此,设计人员应该注重结构设计,确定膨胀加强带的位置,加强带两侧用免拆模板网拦起,并采用钢筋绑扎牢固。在配筋时考虑钢筋的大小和粗细问题, 尽量多用细而密的配筋,少用粗而少的配筋。加强对基础的处理和合理选择混凝土材料。

(2)采取正确的施工方法在混凝土生产前,施工人员和监理工程师必须检查原材料质量是否符合有关标准。仔细校核计量装置,检查搅拌机器设备和现场泵管布置,确保混凝土生产和泵送时设备能够正常运转。派专人负责投料, 并符合计量要求。水泥、砂、石、外加剂、膨胀剂、粉煤灰、矿渣粉和水都必须经过计量后才能投入搅拌机,计量误差应符合规范要求。膨胀剂不得少掺,也不得多掺,及时测定砂、石的含水率,以便及时调整混凝土拌合用水量,随意增加用水量及搅拌时间, 确保混凝土搅和均匀。混凝土浇注前的准备:模板按设计图纸安装,必须固定牢固,清理干净模板及钢筋间的所有杂物并在表面涂上脱模剂,模板缝应严密,不得漏浆,将加强带两侧的免拆模板网绑扎牢固,并用竖筋加固,以免密孔铁丝网被混凝土压垮。每块混凝土连续浇注时, 必须保证软接茬以防止产生冷缝, 造成防水隐患。混凝土的振捣必须密实, 不能漏振、欠振、过振。振捣时间宜为20s～30s,以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。振捣时快插慢拔, 振点布置要均匀。在施工缝、预埋件处需加强振捣,以免振捣不实,造成渗水通道。振捣时应尽量不触及模板、钢筋、止水带, 以防止其位移、变形。每个浇注带的宽度应根据现场混凝土的方量、结构物的尺寸、供料速度、泵送工艺等情况预先计算好,避免冷缝的出现。

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中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：

1.水库除险加固中混凝土施工温度与裂缝的控制的发展

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：

1.1水库防险加固混凝土浇筑后初期养护阶段

混凝土在凝结硬化前处于塑性状态，应力较小。在浇筑入模后最初的一段时间里（一般一个月左右），混凝土会放出大量的水化热，而且再放热的同时，弹性模量会急剧下降，因混凝土导热较慢，造成表里温度不均衡，所以混凝土硬化初期会形成内应力。

1.2水库防险加固混凝土浇筑后中期护理阶段

此时里层混凝土的温度和弹性模量变化都较小，自放热现象已基本结束，所以混凝土里层较稳定；而表层受外界温度影响，温度变化较大，易出现拉压应力变化，还有就是里层与外层温度不一致，出现了一定的膨胀内应力[1]。

1.3水库防险加固混凝土浇筑后晚期维护阶段

晚期维护阶段，混凝土已经进入工作状态，此时混凝土中有来自外界的温度变化应力，内部膨胀带来的内应力，结构不均匀导致的内应力，另外还有工作时来自外部的约束力。由于外部环境变化，这些应力大多会随环境变化而变化，例如防渗墙在汛期和干旱时期受力是有很大变化的，在汛期主要受到来自正面的压力，而干旱时期，这会因高温导致表层受拉里层受压，还有就是汛期刚过出现高温天气，这种情况对防险类建筑影响较大，因受力变化大，外部环境恶劣，极易对防渗墙造成破坏。所以后期维护阶段应力对整个工程都会有很大影响，要正确的进行受力分析，以确定应力在安全范围范围。

2.裂缝产生的原因分析

根据裂纹的成因性质，可将裂缝分产生的原因成如下几种：

2.1材料本身的原因

混凝土是一种脆性材料，约为抗压强度的 1／10，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104， 长期加荷时的极 限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.另外混凝土在运输及铸造的过程中会出现离析现象，离析现象会导致混凝土结构不均匀，混凝土中出现一些非常薄弱的位置，这些位置受拉力后，极易出现裂缝。

2.2外部环境变化的影响

在混凝土浇筑后，释放出大量热量使塑性下降，放热之后混凝土的体积会发生变化，而混凝土已被浇筑入模,所以体积变化受到限制，从而产生温度内应力。混凝土靠内部的钢筋来承受拉力，但是当拉力为局部拉力时，这部分拉力就只能靠混凝土来承受了，当混凝土受到的拉力较大时，就会出现裂纹。另外湿度反复变化也会导致混凝土表层出现裂纹。

2.3人工失误造成的裂纹

设计师在设计时考虑不周全，导致混凝土凝结后因结构不合理导致的裂缝。例如，水库堤坝本身的受力墙影响新除险加固混凝土建筑物的施工，那么新建筑物就无法起到预先设计的作用，这必然会影响到周围的混凝土受力，当受力不均匀时，混凝土就很容易出现裂纹。

温度的控制和防止裂缝的措施

通过分析，笔者认为防裂主要应从温度控制和改善约束两个方面入手：

3.1温度控制措施

一、更改原料配比，减少水泥的使用量，在配料时增加一些塑化剂、引气剂、和复合材料，以增加混凝土的干硬性；

二、再放原料之前，先将原料进行冷却降温处理，以降低混凝土内部温度减少温度应力；

三、当混凝土厚度较大时，应在浇筑时先内部添加冷铁，在必要的时候可以在浇筑时往里添加制冷水管；

四、注意早期养护，安排好养护工作，规划合理的拆模时间，气温骤降时停止外表保温，以免混凝土外表发生急剧的温度变化；

五、冬日浇筑，应注意给混凝土进行适当的保温，还要控制好混凝土块之间的间距，避免温度上身后出现过大的挤压应力；

3.2改善约束的措施：

首先，相关人员应该对大型筑件进行受力分析，然后根据受力情况选择合适的连接位置，确保连接完成后筑件不出现裂缝，不受较大的约束应力；其次，施工前对地基进行一定的硬化处理，必要时可以给特殊部件浇筑一个基床，以减小地基起伏带来的约束应力；另外，针对某些较大的端面或侧面，在浇筑时要进行合理的工序改进，尽量减少不必要的长期[2]。

3.3除上述之外，还可对混凝土性能进行优化

混凝土可以通过减少水泥使用量，添加弹性纤维、增加外加剂、合理进行养护等方式来改善混凝土的性能，以避免表层裂纹和贯穿性裂缝的出现。因混凝土的贯穿性裂缝对混凝土质量影响极大，所以要尽量避免贯穿性裂缝。贯穿性裂缝主要是由一些小裂缝在外力的作用下逐渐扩大联合而形成的，所以在浇筑早期，因进行合理的维护保养，以保证工程结束时混凝土无贯穿性裂缝。为节省成本，提高效率，新浇筑的混凝土会尽早拆模，这会在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击” 现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降， 必然引起温度梯度，从而在表面产生拉应力，与水化热应力迭加之后，表面拉应力会非常大，此时极易出现裂纹。为了消除这种裂纹，必须在浇筑之前就做好准备。例如，在模板上铺一层薄膜，这样既有利于保湿，又可以避免拆模带来的拉应力。在拆模之后，也要注意进行适当的保温，保湿，尽量减少“温度梯度”现象。拆模后，可以在混凝土上缠绕一层覆盖一层稻草，并定时进行喷水。厚度和体积都较大的容易出现大的裂缝的混凝土，可采用加筋的方式来防裂。当混凝土体积较大时，钢筋在其中所占的比例就非常小，对混凝土产生的温度应力也较小，而且在温度不太高及应力低于屈 服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温 度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两 者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的 7-15 倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不 超过 100-200kg／cm2。所以加筋可以控制大裂缝，减少大裂缝，采用细钢筋且分布较密，混凝土可获得很好的抗裂能力[3]。

3.4添加外加剂

在很多混凝土表面常常出现一些不深的细小裂纹，这些裂纹是混凝土干缩形成的，加筋效果并不理想，因此，就要换用别的方法。在混凝土中添加外加剂可改善混凝土拌合物和易性、耐久性、调节混凝土的凝结时间，这对混凝土的运输和浇筑过程，以及成型后的强度都有很大影响，所以用这种方法来消除这些细小裂纹，比较有效。常用的外加剂有引气剂、减水剂、早强剂、速凝剂、缓凝剂等，它们的作用也各不相同。引气剂 使混凝土拌合物在搅拌时引入空气而形成微小气泡的外加剂，主要用于抗冻性要求高的结构，如混凝土大坝、路面。减水剂 也称塑化剂，是在保持混凝土拌合物一定和易性条件下，能减少用水量，提高强度，或在相同用水量条件下，可提高和易性的外加剂。早强剂，，也称促凝剂，是缩短混凝土凝结时间、提高早期强度的外加剂。缓凝剂 延缓混凝土凝结时间而对后期强度无明显影响的外加剂，适用于高温条件下连续灌筑混凝土、大体积混凝土、预拌混凝土和泵送混凝土。根据不同的需求，加入适量的外加剂，防裂效果会很好。

3.4混凝土的早期养护

混凝土浇筑后的一个星期，是混凝土养护的关键时期，在这段时间，应注意对混凝土进行保温保湿，其中最主要的是保温，这段时间很容易出现温度梯度和干缩现象。早期养护要注意以下几点：（1）注意混凝土外部保温，防止内外温差过大，出现温度梯度；（2）保持混凝土温度在正常使用时的稳定温度之上；（3）对老混凝土进行保温，是新旧混泥土温度较均衡，防止老混凝土对新混凝土形成过大的约束。（4）定时对混凝土进行补水，以保证水泥的顺利水化。初期养护是浇筑后最重要的一步，若初期养护没做好，混凝土会出现裂缝，影响整个工程的质量，所以一定要做好初期养护工作[4]。

结束语

总而言之，笔者通过对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践，并进行了初步探索。就裂缝成因及算法，说法比较杂乱，但其核心依据都是一致的，而在裂缝预防措施方面，见解比较统一，这些措施很多都已经过实践考证，取得了良好的效果。

参考资料：

[1]何晓桐.大体积混凝土裂缝防控综合措施[J].高等教育，2011（2).