建筑工程技术专业毕业论文

温材料，以防止混凝土产生温差应力和裂缝。

三．基础工程中大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土结构在升温和随之而来的降温过程中，产生裂缝的主要原因是： 1. 内外温差

混凝土内部热量积聚不宜散发，外部则散热较快。无论在升温或降温的过程中，混凝土表面的温度总低于内部温度。即使在硬化后期水化热散尽，结构温度已接近周围气温,这时若受到寒潮侵袭，气温骤降，结构表面急冷，仍会产生内外温差。这种温差造成内部和外部热胀冷缩的程度不同，就在混凝土表面产生拉应力（又称内约束力），当温差大到一定程度，表面的拉应力超过当时的极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。

2. 收缩作用

温升造成热胀，降温产生冷缩。混凝土在浇筑过程中因其处于流动状态或只有很低的强度，水化热造成的热胀受到很小的约束，而混凝土硬化后发生收缩（此时还有干缩），将受到地基强大的约束，产生很大的外约束力。这种约束在基础内产生的拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时，就会在基础内部产生裂缝。

表面裂缝与内部裂缝叠加起来，形成了贯穿裂缝，造成严重危害。而混凝土是含有多结构的非匀质体，要想其中不出现任何裂缝是不可能的，但必须防止影响结构正常使用的有害裂缝出现，即将裂缝控制在规定允许的范围之内。而如何控制大体积混凝土的裂缝呢？这必须要知道大体积混凝土裂缝的影响因素。

四、基础工程中大体积混凝土裂缝的影响因素

混凝土在施工阶段，随着温度的变化而发生膨胀与收缩，而产生裂缝，对于在施工阶段所产生温度裂缝，使其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内部温差而产生应力和应变，另一方面是结构物的外部约束和混凝土各质点间的约束，应阻止这种应变。一旦温度应力超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。影响这种裂缝产生的因素主要有：

1. 水泥水化热

水泥水化热是大体积混凝土中的主要温度因素。水泥在水化的过程中产生大 量的热量，每克水泥放出的热量达到502.42J/g，而大体积混凝土结构物一般断面较厚，水泥发出的热量聚集在结构物内部不易散失。实测表明，水泥水化热引起的温升，在建筑工程中一般为20-30℃，甚至更高，而它在1～3天内放出的热量是总热量的一半。混凝土内部的最高温度多发生在浇筑后3～5天内，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形，温度应力与温度成正比。而混凝土内部的温度与混凝土及水泥用量有关，即混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的可能性也越大，当这种温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。

2. 外界气温变化的影响

大体积混凝土在施工阶段，外界气温变化的影响是显而易见的。混凝土内部温度是由于水泥水化热的绝对温度、浇筑温度和混凝土的散热温度三者叠加。其中浇筑温度与外界气温有直接的联系，外界气温越高，浇筑温度也越高。当温度下降较快，会大大增加外层与内部的温度梯度，从而产生温差和温度应力，这对混凝土是极为不利的。

3. 混凝土结构的约束

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基础工程中大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，当温度变化时，受下部地基的限制，因而产生外部约束力。混凝土在早期温度上升时，混凝土的弹性模量小，徐变和应力松弛度大，因而压应力较小，但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土会产生垂直裂缝。混凝土内部由于水泥水化热而形成中心温度高，热膨胀大，而在中心产生压应力，在表面产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度和钢筋的约束作用时同样会产生裂缝。

4. 混凝土的收缩变形

混凝土中80%的水分要蒸发，约20%的水分是水泥硬化所必需的。由于多余水分的蒸发，会引起混凝土体积收缩（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，并随着龄期的增长而增加发展。如果混凝土收缩后在处于水饱和状态，还可恢复膨胀，几乎达到原来的体积。干湿交替将引起混凝土体积的交替变化，这对大体积混凝土是很不利的。

五、防止基础工程中大体积混凝土裂缝的主要措施

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

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经验看，水泥用量控制在450kg/m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，以使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。

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

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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，这是防止基础工程中大体积混凝土产生裂缝的良好措施。

六、小结

基础工程中大体积混凝土的施工是一项系统工程，必须以材料、设计、施工和维护四个方面加以综合解决。设计方面,要积极采用先进技术,配合成熟的技术措施,抗放兼施,以抗为主,在理论上提出可行的施工工艺和合理的控制措施,在实践操作中采用切实可行的技术，在经济上合理节约；材料的配置和施工组织方面,要科学组织,合理安排,确保大体积砼的质量,严格按照施工规范、规程操作,不断改进操作工艺,加强养护，采取合理的技术措施,以提高基础工程中大体积混凝土结构的质量，进而提高混凝土结构物的整体质量。

参考文献：

【1】刘津明. 混凝土结构施工技术 机械工业出版社

【2】赵志缙，赵帆.高层建筑施工（第二版） 中国建筑工业出版社

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