大体积混凝土裂缝控制研究

朱津文

(河北省肃宁县交通运输局地方道路管理站)

1 裂缝控制的意义

由于大体积混凝土工程的条件比较复杂，施工情况各异，再加上混凝土原材料的材性差异较大，因此控制温度变形裂缝是涉及结构计算、构造设计、材料组成、物理力学性能及施工工艺等多学科的综合性问题。大体积混凝土是指整个结构尺寸已经大到必须采取相应技术措施，妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土。随着科学技术的发展和实验技术的完善，特别是有关混凝土的现代实验设备的出现(如各种实验显微镜、X光照相设备、超声仪器、渗透观测仪等)已经证实了尚未受荷的混凝土和钢筋混凝土结构中存在着肉眼不可见的微观裂缝，不少学者考虑混凝土的实际结构，建立了构造模型如骨料和水泥石组成的“层构模型”、壳.核模型和组合盘体模型等。并通过弹性理论计算，从理论上证明了变形约束力可能导致3种类型微裂缝。

(1)粘着裂缝:指骨料与水泥石粘接面上的裂缝，主要沿骨料周围出现。

(2)水泥石裂缝:指水泥浆中的裂缝，主要出现在骨料与骨料之间。

(3)骨料裂缝:指骨料本身的裂缝。

这3种裂缝比较，前两种较多，混凝土的微观裂缝主要指前两种，他们的存在对于混凝土的基本物理力学性质如弹塑性、各种强度、变形、泊松比、结构剐度、化学反应等有着重要的影响。在外荷载以及温度变化、混凝土收缩、地基沉降等因素的影响下，原有的微观裂缝逐渐扩展、贯通，形成宽度不小于0.05 mm的眼力可见的宏观裂缝。在建筑工程中，宽度小于0.05 mm的裂缝对防水、防腐、承重等正常使用都无危险性，故假定具有微观裂缝结构为无裂缝结构。设计中所谓不允许出现裂缝，也是指宽度不大于0.05 mm的初始裂缝。大量实践证明，大体积混凝土工程条件复杂、施工情况各异，再加上混凝土原材料差异较大，研究控制温度裂缝就不单纯是结构问题，而且涉及到结构计算、构造设计、材料组成和物理力学性质以及施工工艺等多学科的综合。目前对大体积混凝土温度裂缝控制主要采用传统的施工控制，并没有从大体积混凝土温度场变化和温度应力变化的规律性，特别是裂缝随温度变化的扩展规律，系统地有针对性地从材料、设计和施工提出有效裂缝控制的方案。工程实践中迫切需要对大体积混凝土结构温度裂缝产生与开展的理论研究和进一步研究混凝土温度场和温度应力场规律，从而完善大体积混凝土抗裂设计理论。

2 大体积混凝土施工特点

(1)大体积混凝土结构断面尺寸比较大，混凝土浇筑后，由于水泥水化热，内部温度急剧上升，此时弹性模量很小，徐变很大，升温引起的压力不大。但在日后温度逐渐降低时，弹性模量较大，徐变较小，在一定约束条件下会产生相当大的拉应力。

(2)大体积混凝土通常是暴露在外面的，表面与空气或水接触，一年四季中气温和水温的变化在大体积混凝土结构中会引起相当大的拉应力。

(3)大体积混凝土结构通常是不配钢筋或钢筋数量很少，如果出现了拉应力，就要依靠混凝土本身来承受。

3 大体积混凝土裂缝控制措施

大体积混凝土温度控制，我们必须从骨料选择到施工工艺的改进，最后到后期的养护整体研究，才能得到行之有效的，适合大体积混凝土裂缝控制的施工工艺。具体我们应该首先，选择合适的结构形式和合理的分缝分块。其次，合理选择原材料、优化混凝土配合比，提高混凝土质量、改善混凝土性能。最后，加强混凝土的温度监测工作。因此，防止大体积混凝土出现裂缝应从两方面出发，一方面应从控制温度、改善约束，即从减小温度应力着手:另一方面应尽可能设法提高混凝土抗裂能力，改善混凝土自身性能，这两方面措施不是孤立的，而是相互联系、相互制约的、必须结合实际，全面考虑，合理采用。具体施工工艺有:第一，选择合适的结构形式和合理的分缝分块。第二，合理选择原材料，优化混凝土配合比。第三，提高混凝土施工质量，改善混凝土性能。第四，加强混凝土的温度监测工作。第五，加强混凝土的保温和养护。

4 结语

混凝土作为目前用量最大的一种建筑材料，已广泛应用于工业与民用建筑、水利、城市建设、农林、交通及海港等工程。但由于温度的影响大体积混凝土易中产生温度裂缝，如何控制并在设计中如何考虑裂缝的问题是施工和设计最关心的事情。现阶段，随着仿真技术的不断发展，大体积混凝土仿真分析已经大范围的应用于大体积混凝土裂缝控制的研究，取得了很好的效果，但我们也应该认识到具体施工过程中裂缝控制措施的具体实施所碰到的困难，这就要求我们建设者们发挥实践经验，总结较行之有效的施工措施。

［1］ 王铁梦.工程结构裂缝控制［M］.中国建筑工业出版社.

［2］ 金涛，陈军科.高层建筑基础大体积混凝土抗裂措施分析［M］.混凝土.

［3］ 逢鲁峰等.大体积混凝土裂缝控制的概念设计［M］.混凝土.

［4］ 李文峰.广东奥林匹克体育超大面积混凝土底板裂缝的控制［M］.混凝土.