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大体积混凝土裂缝产生的原因分析与防控措施2009/11/23 来源：中国建筑装饰网 论文摘要：大体积混凝土结构物施工技术难度大，容易引发许多影响使用安全的质量隐患。 论文关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；防控措施 论文摘要：大体积混凝土结构物施工技术难度大，容易引发许多影响使用安全的质量隐患。本文从混凝土内部温度分布情况及其变化规律着手，分析了大体积混凝土施工过程中裂缝产生的原因，并提出相应的防控措施。 混凝土内部温度取决于混凝土本身所贮备的热能。在绝热条件下，混凝土内部最高温度为浇筑温度与水泥水化热温度总和。实际施工过程中，由于混凝土内部温度与外界环境温度之间存在温差，并且混凝土四周并不能充分散热，所以新浇筑的混凝土与周围环境之间便会发生热能交换。混凝土模板、外界环境和养护条件等因素都会不断改变混凝土内部所贮备的热能，并促使混凝土内部温度逐渐发生变化，表现为“由低到高，再由高到低”的变化过程，混凝土内部最高温度实际上是入模浇筑温度、水泥水化热引起的绝热升温和混凝土浇筑后的散热温度三者的叠加。 1 大体积混凝土裂缝的产生原因 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(如碱骨料反应)，模板变形，基础不均匀沉降等，归纳起来主要有以下几点。 外界气温变化。大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形而造成的，温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60-65，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。 混凝土的收缩。混凝土中约20的水分是水泥硬化所必需的，而约80的水分要蒸发，多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，在混凝土内部产生很大的收缩应力，导致混凝土的裂缝。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺、养护条件等。 水泥水化热。水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥产生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大，产生温度应力和收缩应力。水化热产生的混凝土内部最高温度，多发生在浇筑后的最初3天至5天，以后逐渐降低，这与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关。结构裂缝主要是由降温和收缩引起的，前者引起外约束，是导致贯通裂缝的主要原因；后者引起自约束，主要引起表面裂缝。因此在降温阶段，如果温差较大，则早期出现裂缝的可能性较大。 约束条件。大体积混凝土与地基浇在一起，早期混凝土温度上升时，混凝土膨胀受到地基约束会产生压应力；当后期温度下降时，混凝土收缩受到地基约束便会产生拉应力。由于混凝土的抗压性能优于抗拉性能，所以在受压时一般不会出现裂缝，而在受拉时，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，就会在混凝土中出现垂直裂缝。 2 大体积混凝土裂缝的防控措施 2.1 科学用料、合理调配 控制含泥量。根据结构断面最小尺寸和泵送管道内径，选择合理的最大粒径。选用天然连续级配的粗集料，使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减小水化热，以采用级配良好的中砂为宜，通过试验证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20kg/m3-25kgm3，可降低水泥用量28kgm3-35kgm3。因而降低了水泥水化热，混凝土温度升高和收缩，选用合理砂率对混凝土的可泵性是有所提高的。 控制水灰比。混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰。不但能代替部分水泥，而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性，并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315 mm以下的细集料达到占15的要求，从而改善了可泵性。掺优质粉煤灰的混凝土后期强度高，在一定范围内60天比28天强度均可增长20左右。 减少水泥用量。选用水化热较低的32.5号矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化与同龄期的普通硅酸盐水泥相比，3天的水化热约低30。大体积混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土早期升温和后期降温产生内部和表面温差。合理地选用水泥是控制温度裂缝的有效措施。 2.2 优化浇捣方法 大体积混凝土施工段的划分及浇筑顺序应根据具体工程结构确定，通常按该工程项目划分表的单元工程进行划分。混凝土可采用混凝土运输车运到现场，汽车泵或混凝土输送泵运送入仓；如采用非泵送混凝土，可用吊机(车)直接布料或搭设脚手架采用机动车布料。大体积混凝土必须根据当地中长期天气预报，选择最佳天气条件进行浇筑，应尽量安排在低温时段浇筑，以最大限度降低混凝土的初凝温度。在浇筑过程中， 应遵循“同时浇捣、分层推进，一次到顶， 循序渐进”的成熟工艺。振捣时重点控制两点，即混凝土流淌的最近点和最远点， 振动点振动时不能漏振，尽可能采用两次振捣工艺， 以提高混凝土的密实度。 2.3 加强后期养护 养护是一项十分关键的工作，养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，拆模后立即回土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。养护用水的温度应与现场测得的混凝土表面温度接近，以免人为造成混凝土表面产生温度梯度，进而出现裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行控制。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25-30。混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温。采用内部降温法来降低混凝土内外温差。保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等)，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20。混凝土表层布设抗裂钢筋网片，增强混凝土的抗裂性，防止混凝土收缩时产生干裂。 结语 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，同时应做好充分的施工准备、加强现场协调与组织管理，混凝土的裂缝是完全可以避免的。 参考文献 1叶琳昌，沈义大体积混凝土施工M北京：中国建筑工业出版社，1987 2段峥现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治J混凝土，2003(8)关键词： 论文 建筑 责任编辑：wangwei 0 0 大体积混凝土科技名词定义中文名称：大体积混凝土 英文名称：mass concrete 定义：一般为一次浇筑量大于1000 m3或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2 m，且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土。 应用学科：电力（一级学科）；水工建筑（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 求助编辑百科名片日本建筑学会标准(JASS5)规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25的混凝土，称为大体积混凝土”。目录大体积混凝土的相关简述定义： 大体积混凝土特点 大体积混凝土的裂缝 大体积混凝土的配制 大体积混凝土与普通混凝土的区别 1. 大体积砼与普通砼的区别 2. 大体积砼是否允许有裂缝？ 3. 浇筑温度问题 4. 降温速率问题大体积砼裂缝产生的原因 大体积砼温度控制的方法 大体积砼采用保温、保湿养护的作用 大体积砼施工时防止裂缝产生的有关技术措施大体积混凝土的相关简述定义：大体积混凝土特点大体积混凝土的裂缝大体积混凝土的配制大体积混凝土与普通混凝土的区别 1. 大体积砼与普通砼的区别 2. 大体积砼是否允许有裂缝？ 3. 浇筑温度问题 4. 降温速率问题大体积砼裂缝产生的原因大体积砼温度控制的方法大体积砼采用保温、保湿养护的作用 大体积砼施工时防止裂缝产生的有关技术措施展开编辑本段大体积混凝土的相关简述定义：现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。 无明确定义 美国混凝土学会(ACI)规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。 大体积混凝土一般在水工建筑物里常见，类似混凝土重力坝等。 编辑本段大体积混凝土特点结构厚实，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。 1 在建筑施工中常碰到大体积砼，为帮助项目部施工技术人员学习了解大体积砼防裂和温度控制方面的问题，加强施工技术方面的交流，本人根据自己的认识所及，参考了一些相关书籍，文章以问答的形式，先提出问题，再用通俗的语言和科学道理解答，问题解答也侧重于技术要领和做法，主要从实际出发，以实用为主，所提出的问题都是实际施工中常碰到的，目的是使项目部施工技术人员既知道大体积应该如何控制质量，又懂得为什么要进行防裂和温度控制的道理。 遇到对大体积砼防裂和温度控制方面问题不懂的地方，大家可带着问题翻阅，从中找到答案，增长学识，相信对提高实际工作能力有所帮助。1、大体积砼的定义 大体积砼指的是最小断面尺寸大于1m以上的砼结构，其尺寸已经大到必须采用相应的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砼结构。（该定义摘录自建筑施工手册 缩印版第二版 建筑施工手册第三版编写组 1999年1月第二版 中国建筑工业出版社） 编辑本段大体积混凝土的裂缝大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。 但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度0.2mm。 对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.10.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.20.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。 大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。 产生裂缝的主要原因有以下几方面： 1、水泥水化热 水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初35天。 2、外界气温变化 大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。 温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达6065，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。 3、混凝土的收缩 混凝土中约20的水分是水泥硬化所必须的，而约80的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。 影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。 编辑本段大体积混凝土的配制大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点： 1、粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。 2、外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。 3、大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。 4、水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。 但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间，使混凝土水灰比改变，而在掏水时又带走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了混凝土的粘结力和整体性。混凝土泌水性的大小与用水量有关，用水量多，泌水性大；且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度的提高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂，以降低用水量。在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇筑上一层混凝土。 编辑本段大体积混凝土与普通混凝土的区别大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于混凝土中水泥水化要产生热量，大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25时，其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当差值大于25时，其所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂，此时就可判定该混凝土属大体积混凝土。(摘录自地下工程防水技术规范GB50108-2001) 高层建筑的箱形基础或片筏基础都有厚度较大的钢筋砼底板，高层建筑的桩基础则常有厚大的承台，这些基础底板和桩基承台均属大体积钢筋砼结构。还有较常见的一些厚大结构转换层楼板和大梁也属大体积钢筋砼结构。 大体积砼与普通砼的区别不能以截面尺寸来简单判断是否大体积砼，实际施工中，有些砼厚度达到1m，但也不属于大体积砼的范畴，有些砼虽然厚度未达到1m，但水化热却较大，不按大体积砼的技术标准施工，也会造成结构裂缝。 大体积砼与普通砼的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于砼中水泥水化要产生热量，大体积砼内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力可能会使砼开裂。因此判断是否属于大体积砼既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的砼的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25时，其所产生的温度应力将会小于砼本身的抗拉强度，不会造成砼的开裂，当差值大于25时，其所产生的温度应力在可能大于砼本身的抗拉强度，造成砼的开裂，此时就可判定该砼属大体积砼，并应按条文中规定的措施进行施工，以确保砼不致开裂，造成工程渗漏水的隐患。 大体积砼是否允许有裂缝？大体积砼由于其水化热产生温差形成温差应力，表面裂缝容易产生，这些裂缝对于结构正常使用一般不会有影响。但是，目前工程实践中普遍采用大体积砼不允许裂缝的标准，导致保养和温度控制措施复杂，额外费用较大。 4、现行规范规程中有关大体积砼的条文有哪些及其具体内容？ 混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002： 7.4.7条注：5对大体积混凝土的养护，应根据气候条件按施工技术方案采取控温措施。 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002中： 13.7.11条基础大体积混凝土施工应合理选择混凝土配合比，宜选用水化热低的水泥、掺入适当的粉煤灰和外加剂、控制水泥用量，并应作好养护和温度测量。混凝土内部温度与表面温度的差值、混凝土外表面和环境温度差值均不应超过25。 地下工程防水技术规范GB501082001： 4.1.23条 大体积防水混凝土的施工，应采取以下措施： 1 在设计许可的情况下，采用混凝土60d强度作为设计强度； 2 采用低热或中热水泥，掺加粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料； 3 掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂； 4 在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施； 5 混凝土内部预埋管道，进行水冷散热； 6 采取保温保湿养护。混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25，混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25。养护时间不应少于14d。 混凝土结构工程施工及验收规范GB5020492（2002年4月1日废止）： 第4.4.17条大体积混凝土的浇筑应合理分段分层进行，使混凝土沿高度均匀上升；浇筑应在室外气温较低时进行，混凝土浇筑温度不宜超过28。 注：混凝土浇筑温度系指混凝土振捣后，在混凝土50100深处的温度。 第4.5.3条对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围以内；当设计无具体要求时，温度不宜超过25。 浇筑温度问题浇筑温度是指砼出罐后，经运输、振捣后的温度。混凝土结构工程施工及验收规范GB5020492对浇筑温度作了规定：“不宜超过28”。此规定没有考虑到全国地方差异，例如上海、南京、武汉等我国南方地区高温季节施工大体积砼，若不采取特殊措施是很难达到这一要求的，若采取措施就得花较大的费用。那么浇筑温度超过28是否一定开裂呢？江苏常州某些工程浇筑温度达到35，由于保温降温措施得力，也没有出现温差裂缝。南京。上海、武汉等地的某些大体积砼工程浇筑温度超过28，个别工程达到41，也没有出现危害结构安全和影响使用功能问题。因此，在混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002中，对于浇筑温度无不宜超过28的限制。 控制浇筑温度是有好处的，要降低浇筑温度必须从降低砼出机温度入手，其目的是降低大体积砼的总温升值和减小结构的内外温差。降低砼出机温度最有效的方法是降低石子的温度，由于夏季气温较高，为防止太阳的直接照射，可要求商品砼供应商在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，必要时向骨料喷射水雾或使用前作淋水冲洗。在控制砼的浇筑温度方面，通过计算砼的工程量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间为以夜间浇筑为主，少在白天进行，以免因暴晒而影响质量。 降温速率问题大体积砼的温度变化曲线一般如图所示。先是一个升温过程，升到最高点后就慢慢降温，升温的速度要比降温的速度大。 那么大体积砼何时达到最高点呢？主要决定于配合比、几何尺寸、现场条件等因素，根据工程统计，一般的大体积砼浇筑后34d出现最高点。 国家规范对于温度控制有前述规定，但对于降温速率未提出明确要求。如大体积砼升温时内表温差过大，会造成表面裂缝；那么降温速率过快，会造成贯穿性冷缩缝，也是绝对不允许的。 理论上，任何材料的允许温差与材料的极限值有关。对于大体积砼而言，如果降温过快，虽然内表温差仍然控制在规范要求之内，但由于砼内部温差过大，温差应力达到砼的极限抗拉强度时，理论上就会出现裂缝，而且此裂缝出现在大体积砼的内部，如果相差过大，就会出现贯穿裂缝，影响结构使用，因此，降温速率的快慢直接关系到大体积砼内部拉应力的发展。 那么，降温速率到底取多大值呢？理论上要求温差应力必须小于同一时间的砼抗拉极限强度。目前有的工程采用降温速率取23/d，跟踪后也未见贯穿裂缝，但是对于大多数施工单位来说，由于没有全面可靠的数据资料，为安全起见仍采用11.5/d。 砼养护可遵循降温速率“前期大后期小”的原则。因养护前期砼处于升温阶段，弹性模量、温度应力较小，而抗拉强度增长较快，在保证砼表面湿润的基础上应尽量少覆盖，让其充分散热，以降低砼的温度，亦即养护前期砼降温速率可稍大。养护后期砼处于降温阶段，弹性模量增加较快，温度应力较大，应加强保温，控制降温速率。 编辑本段大体积砼裂缝产生的原因（1）水泥水化热 水泥在水化过程中要产生大量的热量，是大体积砼内部热量的主要来源。由于大体积砼截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使砼内部的温度升高。砼内部的最高温度，大多发生在浇筑后的35d，当砼的内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成比，温差越大，温度应力也越大。当砼的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝。这就是大体积砼容易产生裂缝的主要原因。 （2）约束条件 大体积钢筋砼与地基浇筑在一起，当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。由于砼的弹性模量小，徐变和应力松弛度大，使砼与地基连接不牢固，因而压应力较小。但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过砼的抗拉强度，砼就会出现垂直裂缝。 （3）外界气温变化 大体积砼在施工期间，外界气温的变化对大体积砼的开裂有重大影响。砼内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和砼的散热温度三者的叠加。外界温度越高，砼的浇筑温度也越高。外界温度下降，尤其是骤降，大大增加外层砼与砼内部的温度梯度，产生温差应力，造成大体积砼出现裂缝。因此控制砼表面温度与外界气温温差，也是防止裂缝的重要一环。 （4）砼的收缩变形 砼的拌合水中，只有约20%的水分是水泥水化所必需的，其余80%要被蒸发。砼中多余水分的蒸发是引起砼体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响，若存在约束，就会产生收缩应力而出现裂缝。 编辑本段大体积砼温度控制的方法大体积砼养护时的温度控制一般有两种方法： 一种是降温法，即在砼浇筑成型后，通过循环冷却水降温，从结构物的内部进行温度控制； 另一种是保温法，即砼浇筑成型后，通过保温材料、碘钨灯或定时喷浇热水、蓄存热水等办法，提高砼表面及四周散热面的温度，从结构物的外部进行温度控制。保温法基本原理是利用砼的初始温度加上水泥水化热的温升，在缓慢的散热过程中（通过人为控制），使砼获得必要的强度。 编辑本段大体积砼采用保温、保湿养护的作用大体积砼养护主要是保持适宜的温度和湿度条件。 保温养护作用： 1、减少砼表面的热扩散，减小砼表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。 2、延长散热时间，充分发挥砼的潜力和材料的松弛特性。使砼的平均总温差所产生的拉应力小于砼抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。 保湿养护的作用： 1、刚浇筑不久的砼，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。 2、砼在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高砼的极限拉伸强度。 防水混凝土的养护是至关重要的。在浇灌后，如混凝土养护不及时，混凝土内水分将迅速蒸发，使水泥水化不完全。而水分蒸发造成毛细管网彼此连通，形成渗水通道；同时混凝土收缩增大，出现龟裂，使混凝土抗渗性急剧下降，甚至完全丧失抗渗能力。若养护及时，防水混凝土在潮湿的环境中或水中硬化，能使混凝土内的游离水分蒸发缓慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛细孔隙，因而形成不连通的毛细孔，提高了混凝土的抗渗性。 砼测温点的布置、测温时间频率、测温工具的选用 为了掌握大体积砼的温升和降温的变化规律，以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对砼进行温度监测控制。 （1）测温点的布置必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500800；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.55m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的610倍，测温点的布置，距边角和表面应大于50。 采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。 （2）测温制度在砼温度上升阶段每24h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。 所有测温孔均应编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。 测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对砼施工和质量的控制依据。 （3）测温工具的选用为了及时控制砼内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握砼温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。 在测温过程中，当发现温度差超过25时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止砼产生温差应力和裂缝。 (摘录自高层建筑施工手册 主编杨嗣信 中国建筑工业出版社 1992年12月第一版) 编辑本段大体积砼施工时防止裂缝产生的有关技术措施大体积砼施工时，一是要尽量减少水泥水化热，推迟放热高峰出现的时间，如采用60d龄期的砼强度作为设计强度（此点必须征得设计单位的同意），以降低水泥用量；掺粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，且由于粉煤灰的水化反应较慢，可推迟放热高峰的出现时间；掺外加剂也可达到减少水泥、水的用量，推迟放热高峰的出现时间；夏季施工时采用冰水拌和、砂石料场遮阳、砼输送管道全程覆盖洒冷水等措施可降低砼的出机和入模温度。以上这些措施可减少砼硬化过程中的温度应力值。二是进行保温保湿养护，养护时间不应少于14d，使砼硬化过程中产生的温差应力小于砼本身的抗拉强度，从而可避免砼产生贯穿性的有害裂缝。三是采用分层分段法浇筑砼，分层振捣密实以使砼的水化热能尽快散失。还可采用二次振捣的方法，增加砼的密实度，提高抗裂能力，使上下两层砼在初凝前结合良好。四是做好测温工作，随时控制砼内的温度变化，及时调整保温及养护措施，使混凝土中心温度与表面温度的差值、混凝土表面与大气温度差值均不应超过25。 基础底板测温孔测完温度后如何处理 基础底板测温孔测完温度后，每一孔都是一个薄弱部位，处理不好就很容易从孔处渗漏，因此每一个孔都必须采用堵漏灵或防水宝之类防水材料仔细填实。 拆除保温层条件及测温结束时间 拆除保温层条件和测温结束时间：以砼温度下降，砼中心温度与表面温度差小于20，且表面温度与大气温度差小于20，逐层拆除。 测温的延续时间与结构的厚度及重要程度有关，对厚度较大（2m以上）和重要工程，测温延续时间不宜小于15d，最好积累28d的温度记录，以便与试块强度一起，作为温度应力分析时参考；对厚度较小和一般工程，测温延续时间可为912d，测温时间过短，达不到温度控制和监测的目的。 关于测温记录整理与分析 砼测温记录必须及时整理，根据测温结果，绘制砼时间温度变化曲线，提出分析意见或结论，供今后类似工程参考。 介绍一种大体积混凝土的简易测温法 摘录自钢筋混凝土工程技术 建筑工人工人杂志编辑部编 1998年8月第一版 大体积混凝土的简易测温法，只需要采用较简单的设备，就能直观地测得混凝土内部温度，而且精确度高，花费少。具体做法如下： 使用48的脚手架钢管或其他无缝钢管，管壁厚度以2为宜，内径为3050。按量取所需长度截断，其一端用比钢管外径大10的圆钢板焊牢密闭，使其不能渗水，见图1。 焊接好的钢管呈正三角形，布置于绑扎好的底板钢筋网架上，并焊牢，再用橡皮套管套于距钢管底部50处，管两端用铁丝扎牢，确保水不能渗入管内。钢管口用木块塞好。见图2、3、4。图2中A、B、C为钢管平面布置点，两点间距为600；图3中上管底距混凝土板面150，中管底距板底为1/2板厚，下管底距板底面150。 混凝土浇筑后，即向钢管中装入自来水，每隔一定时间用棒式温度计伸入管中，即可知该钢管下部混凝土温度。将不同深度管中所测温度相比较，即能得知该处混凝土上下点的温差。从而能控制混凝土养护温度，确保底板混凝土工程质量。 另附对上述简易测温法的补充说明： 为保证棒式温度计的测温精度，应注意以下几点：1、测温管的埋设长度宜比需测点深50100，测温管必须加塞，防止外界气温影响。2、测温管内应灌水，灌水深度为100150；若孔内灌满水，所测得的温度接近管全长范围的平均温度3、棒式温度计读数时要快，特别在混凝土温度与气温相差较大和用酒精温度计测温时更应注意。4、采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。主要量测2个温差，一是砼中心与表面的温差，可通过同一测温点的2支不同长度测温管进行量测；二是砼表面与大气的温差，可用短的测温管与空气中的温度对比而获得。要控制以上2个温差25，因大气温度与砼的中心温度是无法调节的，故我们只能通过覆盖或收起砼表面塑料薄膜来调节其表面温度以达到调节温差的目的，由于塑料薄膜的保温效果非常明显，故要根据测得的温度及时进行调节。 转换层的大体积砼施工与基础大体积砼施工有什么区别主要区别如下： 砼收缩的外在约束不同，基础大体积砼与地坪或垫层连在一起，这样约束较大（有时可通过柔性分隔相对减少），而转换层只有柱对它有较少的约束。 砼的环境温度不同，空中转换层由于没有地基的围护而需解决底模、侧模的保温问题。 多数地下大体积砼为抗渗防水砼，较难采用矿渣水泥，而空中转换层则不受限制，转换层还需解决竖向荷载的支撑问题。2 参考资料 1建设工程标准在线 2筑龙网扩展阅读： 大体积混凝土裂缝控制综述 发布时间：2011-8-24阅读次数：868字体大小: 【小】 【中】【大】 -前言随着经济的迅速发展，基础设施建设中大体积砼越来越多，工程实践证明，大体积砼施工难度比较大，砼产生裂缝的机率较多，稍有差错，将会造成无法估量的损失。为了降低经济损失，我们要减少和控制裂缝的的出现。从裂缝的形成过程可以看到，砼特别是大体积砼之所以开裂，主要是砼所承受的拉应力和砼本身的抗拉强度之间的矛盾发展的结果。因而为了控制大体积砼裂缝，就必须尽最大可能提高砼本身抗拉强度性能和降低抗应力（特别是温度应力）这两方面综合考虑。抗拉强度主要决定于砼的强度等级及组成材料，要保证抗拉强度关键在于原材料的优选和配合比的优化（砼强度等级设计已经确定），由于砼选用地材，从经济角度来考虑，原材料优化的空间相对较小，所以降低拉应力是控制砼裂缝的有效途径，而降低拉应力主要通过减少温度应力和沉缩应力来控制温度裂缝和沉缩裂缝。一、温度裂缝 1.温度裂缝产生的主要原因：一是由于温差较大引起的，砼结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使砼表面和内部温差较大，砼内部膨胀高于外部，此时砼表面将受到很大的拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。二是由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积砼浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。 2.温度裂缝形成的过程：一般（人为）分为三个时期：一是初期裂缝-就是在砼浇筑的升温期，由于水化热使砼浇筑后2-3天温度急剧上升，内热外冷引起“约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。二是中期裂缝-就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起“外约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。三是后期裂缝，当砼接近周围环境条件之后保持相对稳定，而当环境条件下剧变时，由于砼为不良导体，形成温度梯度，当温度梯度较大时，砼产生裂缝。 3.温度控制：温度裂缝的产生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内，要进行有效的控制，就必须进行科学预测，以保证控制的准确性。对温度应力的控制现场一般是进行温控。在浇筑砼时，采用温度传感片和测温仪，从浇筑开始测温（包括入模温度，环境温度），并及时抹压（特别是初凝前）和保温保湿养护。浇筑完后根据温控指标，及时调整保温保湿养护条件。温度影响系数受多种因素影响，其中温度、湿度、散热界面（土、空气等），初凝时间、风速、温差等影响较大，特别是风速和温差较大时，温度影响系数?大大降低，最高温升将降低，这与我们的实测结果是相吻合的。但为防止降温过快，形成大的温度梯度，夏季选用蓄水养护,秋冬季加盖草袋、海绵如果工地气候风大、干燥特征拆模后及时采取防风，保温措施，并及时回填土，结果证明这些方法对温度影响系数的改变是非常有用的，事实表明控制也是非常成功的。二、沉缩裂缝 当然砼沉缩裂缝在大体积砼（特别是泵送大流态砼）施工中也是非常多的。主要原因是振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，砼浇筑后，没有及时抹压实（特别是初凝前的二次拌压），且表面覆盖不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，砼早期强度又低，不能抵抗这种变形而导致开裂。 在施工中采用缓凝型泵送剂，延缓砼的凝结硬化速度，充分利用外加剂（特别是缓凝剂）的特性，适时增加抹加次数，消除表面裂缝（特别是沉缩裂缝和初期温度裂缝），特别是初凝前的抹压，这对消除表有效的。三、 保证大体积混凝土质量的措施 1选择合适水泥和严格控制水泥用量 优先采用525R普通水泥，425R普通水泥等高标号水泥，以减少水泥用量。选用低热水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度（90或120天），降低水泥量，并延缓峰值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将425R水泥用量控制在450kgm3，525R水泥用量控制在360kgm3。以降低砼最高温升，降低砼所受的拉应力。2. 严格控制骨料级配和合泥量 选用10.40mm连续级配碎石(其中10.30mm级配含量65左右)，细度模数2.80-3.00的中砂(通过0315n凹筛孔的砂不少于15，砂率控制在40-45)。砂、石含泥量控制在1以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂。3.选择适当外加剂可根据设计要求，混凝土中掺加一定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到5h左右。4. 选择优化配合比选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在砼中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低砼温升，从而可以降低砼所受的拉应力。5.采用切实可行的施工工艺 根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。 6.严格控制混凝土入模温度 大体积砼最好选在春秋季施工，以降低入模温度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，再者浇筑砼时最好不要让砼在太阳下直接爆晒。施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水预可先放入地下蓄水池中降温。7.加适当预埋件在砼易裂缝部位埋设应力应变传感片，直接测试拉应力，以便更直接控制砼（调节保温保湿养护条件，保证温度梯度），确保砼不裂缝。在基础面筋上加设铁丝网或小直径钢筋网，以提高砼表面抗裂性（中间温度筋可去掉）。如300m厚承台设计时，在承台中间设置了垫202肋水平抗缩钢筋网片。采用“水平分层间隙”施工方法，分两层进行浇筑，间隙时间7d以上，分层厚度各15m，抗缩钢筋网设置在下层15m的上表面。在工期允许的情况下，这种施工方法可降低内部最高温升、减少人力、材料及机械设备的投入。 8改进施工技术施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压，以消除初期裂缝，并加强早期养护，提高砼抗拉强度。9加强砼浇筑后的养护砼浇筑后，应尽快回填土-土是砼最好的养护材料之一。目前这是砼保温保湿养护的最有效方法，对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护，在混凝土施工期间可通入冷却循环水，以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施，