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防裂技術論文范文第1篇

關鍵詞：水泥混凝土；溫度；裂縫；原因；預防

Abstract: This paper is mainly about the cement concrete temperature cracks, the concrete temperature control and crack prevention measures are discussed.

Key words: concrete; temperature crack; reason; prevention;

中圖分類號：TU528.45 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

前言

長期以來，水泥混凝土工程的裂縫較為普遍，尤其在橋梁工程和路面工程中，裂縫更是不少。究其原因，主要涉及到混凝土的原材料、配合比、施工工藝及所處的環境因素等。水泥混凝土因所處環境中溫度的變化，造成應力的變化，從而產生破壞性裂縫，這是裂縫裂縫產生的重要原因。在施工中混凝土常常出現的溫度裂縫，破壞了結構的整體性和耐久性，對工程質量具有顯著的不容忽視的影響。

一、裂縫的原因

混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性、結構不合理、原材料不合格、模板變形以及基礎不均勻沉降等。

混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×10-4， 長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×10-4。由于原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆筑過程中的離析現象，造成同一塊混凝土中其抗拉強度是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力，有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力。因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不及時、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往因干縮導致裂縫。

二、 溫度應力的分析

2.1根據溫度應力的形成過程可分為三個階段。

早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。

晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。

2.2根據溫度應力引起的原因可分為兩類，這兩類溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。

自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如，橋梁臺身，結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現拉應力，在中間出現壓應力。

約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。

三、溫度的控制和防止裂縫的措施

為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。

3.1 控制溫度的措施

采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，添加外加劑，如引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；在已經澆注完成的混凝土表面鋪設水管，養生的同時進行降溫處理；熱天澆筑混凝土時用水冷卻碎石，避開日最高溫度時段以降低混凝土的澆筑溫度；施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施；規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度變化。

3.2 改善約束條件的措施

合理地設置伸縮縫及沉降縫；避免基礎開挖過大；合理的安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露。改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要。應特別注意避免產生通縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的。

當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。當拆模過早，會在表面引起很大的拉應力，出現“溫度沖擊”現象。但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料，如草簾海棉等，對于防止混凝土表面產生過大的拉應力，具有顯著的效果。

加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小，因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下，鋼的各項性能是穩定的，而與應力狀態、時間及溫度無關。在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時，對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結構的表面常常會發生細而淺的裂縫，其中大多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。

為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的重要措施之一。

防裂技術論文范文第2篇

【論文摘要】：文章提出了解決墻體裂縫的各種技術措施。

長期以來，人們一直在尋求治理砌體裂縫的實用技術，并根據裂縫的性質及影響因素，提出了一些預防和控制裂縫的措施。并從防止裂縫的概念上，形成了"防"、"抗"、"放"的構想。這些措施、構想有些已運用到工程實踐中，也收到了些效果。但目前總的情況是，加氣砼砌塊的墻體裂縫仍較嚴重。對此，我們在調查研究、查閱資料、工程試點的基礎上，提出了以下解決粉煤灰加氣砼砌塊非承重墻體裂縫的工程技術。

1. 砌塊材料

(1) 砌塊塊材應有產品合格證、產品性能檢測報告、主要性能的進場復驗報告。

(2) 砌塊強度等級必須符合規定，各項性能指標、外觀質量、塊型尺寸允許偏差應符合國家標準《蒸壓加氣混凝土砌塊》（GB／T11968-1997）的要求。

(3) 對進入施工現場的砌塊材料應按產品標準進行質量驗收。對質量不合格或產品等級不符合要求的，不得用于砌體工程。不得將有裂縫的砌塊面砌于外墻外表面。

2. 砌筑、抹面砂漿

砂漿所用材料的品種和性能應符合設計要求外，還應符合以下要求：

(1) 粉煤灰加氣砼砌塊砌筑墻體時，需要使用配套的專用砌筑砂漿與抹石砂漿。國家建材行業標準《蒸壓加氣混凝土用砌筑砂漿與抹面砂漿》（JC890-2001）是根據砌塊對砂漿的功能要求制定的。

施工時，砌筑砂漿、抹面砂槳的干密度、抗壓強度，抗折強度、粘結強度、收縮性能等指標必須符合標準要求；砂漿的原材料，如水泥、石灰膏、砂、摻合料、外加劑的性能指標，均應符合相應技術標準的規定。

(2) 砌筑砂漿采用普通砂漿時，對砂漿的技術要求應符合國家標準《砌體工程施工質量驗收規范》（GB50203-2002）的規定。

施工時，砌筑砂漿應通過試配確定配合比。砂漿試塊強度驗收時，其強度合格標準必須符合規定。砂漿的原材料還應符合相應標準的規定。

(3) 抹面砂漿采用普通砂漿時，對抹面砂漿的技術要求，應符合國家標準《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》（GB50210-2001）及《住宅裝飾裝修工程施工規范》（GB50327-2001）的規定。

對砂漿的原材料、配合比及強度檢驗，還應符合相應標準規定。

3. 框架結構非承重墻體施工

粉煤灰加氣砼砌塊的砌體工程施工。除應符合規范 GB50203-2002的基本規定外，尚應符合以下要求：

(1) 砌塊在運輸、裝卸過程中，嚴禁拋擲和傾倒。進場后應按品種、規格分別堆放整齊，堆放高度不得超過2M，并應防止雨淋。

(2) 砌體的齡期應超過28d才能上墻砌筑。

(3) 對采用專用砂漿砌筑時，砌體含水率應小于15%，并進行干砌。對采用普通砂漿砌筑時，在控制含水率的同時，應提前1-2d澆水濕潤。在高溫季節砌筑時，宜向砌筑面適量澆水。

(4) 切割砌塊應使用手提式機具或相應的機械設備。

(5) 砌筑前，應按設計要求彈出墻的中線、邊線與門窗洞位置，并應以皮數桿為標志，拉好水準線。井按排塊設計進行砌筑。并適當控制每天的砌筑速度。

(6) 填充墻體底部應砌高強度磚，如灰砂磚、頁巖磚、砼磚等。其高度不宜小于200mm。

(7) 不同干密度和強度等級的砌塊不應混砌，也不得和其它磚、砌塊混砌。

(8) 砌體轉角和交接部位應同時砌筑。對不能同時砌筑又必須留設臨時間斷處，應砌成斜槎。

(9) 填充墻砌體留置的拉結鋼筋位置應與砌塊皮數相符合。其鋼筋宜采用植筋方法固定在框架柱上。其規格、數量、間距、長度應符合設計要求。填充墻與框架柱之間的縫隙應用砂漿嵌填密實。

(10) 砌體砌筑時，應嚴格控制水平度、平整度。并應錯縫搭砌，搭砌長度不應小于砌塊長度的1/3。不能滿足搭砌長度要求的通縫不應大于2皮。

(11) 砌體的灰縫厚度和寬度應正確，其水平灰縫厚度及豎向灰縫寬度分別宜為15mm和20mm。砌筑的水平、垂直砂漿飽滿度均應≥80%。同時砌筑后宜對水平縫、垂直縫進行勾縫，勾縫深度為3-5mm。

(12) 填充墻砌至接近梁底時，應留一定空隙，并應至少間隔7d后，采用側磚、立磚或砌塊斜砌擠緊，其傾斜度宜為約60度，砌筑砂漿應飽滿。

(13) 墻體尺寸允許偏差，如軸線位移、垂直度、表面平整度、門窗洞口高寬及偏移等應控制在規范允許范圍內。

4. 墻體與門窗框的連接與密封

(1) 門窗安裝應先在墻體中預留門窗洞，然后再安裝門窗框。

(2) 普通木門安裝，應在門洞兩側的墻體，按上、中、下位置每邊砌入帶防腐木磚的C15砼塊，然后用釘子將木門框與砼塊連接固定。

(3) 塑鋼、鋁合金門窗安裝，應在門窗洞兩側的墻體，按上、中、下位置每邊砌入C15砼塊，然后用尼龍錨柱或射釘彈將塑鋼、鋁合金門窗連接鐵件與砼塊固定。

(4) 木門框與墻體間隙，采用麻刀水泥砂漿或麻刀混合砂漿進行嵌填，要分層填塞密實，待達到一定強度后，再用水泥砂漿抹平。

(5) 塑鋼、鋁合金門窗與墻體之間的縫隙，采用PU發泡劑進行填塞，并在切割成深5-8mm槽口后，內外用砂漿填嵌密實，待砂漿達到強度后，用建筑密封膠封口。

5. 墻體暗敷管線

(1) 水電管線（包括穿墻套管、線盒、插座等）的暗敷，必須待墻體完成并達到一定強度后才能進行。開槽或鑿洞時，應使用輕型電動切割機并輔以鏤槽器。鑿槽開洞時，與墻面夾角不得大于450。開槽及洞口深度不宜超過墻厚的1/3。

(2) 敷設管線后的溝槽、穿墻套管和預埋件等，應用1:3水泥砂漿填實，宜比墻面微凹2mm，再用粘結劑補平。并沿槽長及洞口周邊外貼大于100mm寬耐堿玻璃纖維網格布加強。

6. 墻面抹灰施工

(1) 外墻抹灰施工前應先安裝門窗框、護欄等，并應將墻上的孔洞堵塞密實。

(2) 室內墻面、門洞口的陽角應采用1:2水泥砂漿做暗護角，其高度不應低于2m，每側寬度不應小于50mm。

(3) 當要求抹灰層具有防水、防潮功能時，如廚房、衛生間應采用防水砂漿。

(4) 抹灰前基層表面的塵土、舌頭灰、污垢、油漬等應清除干凈，同時對砌塊的缺棱掉角、灰縫不飽滿等缺陷要進行填補。若采用普通砂漿抹灰，應將墻面灑水濕潤，但墻面不應有掛水。

(5) 采用普通砂漿抹灰時，宜在基層表面涂刷專用界面劑，以利基層與抹灰砂漿粘結牢固。當未涂刷界面劑時，底灰可適當摻加乳膠或107膠水。

(6) 大面積抹灰前應設置標筋，底灰厚度在8mm以內并壓實。找平層及面層應有適當間隔時間。底灰強度不得高于找平層、面層抹灰強度。抹灰應分層進行，當抹灰總厚度等于或大于35mm時，應采用鋼絲網或玻璃纖維網格布加強。對外墻抹灰應作分格縫處理。

(7) 外墻抹灰時，夏季采用遮陽蓬布，避免在暴曬下抹灰；冬季應采取防凍措施。

(8) 為了防止抹灰層開裂，宜噴灑防裂劑，在抹底灰后噴灑防裂劑。為遇干熱、強風天氣時，在找平層、面層再噴灑防裂劑。

(9) 填充墻與砌體結合部的處理，應在該部位內外兩側，敷設寬度不小于200mm的鋼絲網或玻璃纖維網格布，在繃緊后分別固定在砼與砌體的底灰上，要保證網片粘結牢固。

(10) 各抹灰層應防止快干、水沖、撞擊和震動。在凝結后應采取措施防止玷污和損壞。對于普通砂漿，抹灰層應在濕潤條件下養護。宜在抹灰層上噴養護劑，進行充分養護。

7. 有關防止墻體裂縫構造與加強措施

(1) 門窗過梁與窗臺板做法，墻體洞口、附墻固定件做法均應符合設計規定。當門窗洞過大時，宜在門窗側設置防裂構造柱。

(2) 當填充墻體超長、超高時，應設置防裂構造柱或配筋帶。

(3) 在內外墻面的抹灰砂漿中摻杜拉纖維或丹強絲。

防裂技術論文范文第3篇

論文關鍵詞：大體積混凝土 裂縫現象 控制措施

論文摘要：在現代工業與民用建筑中，大體積混凝土的工程規模越來越大，結構形式也越來越復雜，但常常出現裂縫現象是大體積混凝土結構施工中的一個重大研究課題。文章針對基礎大體積混凝土裂縫控制進行了探討。

基礎大體積混凝土裂縫控制是建筑施工的一個難題，文章通過某辦公樓工程基礎混凝土澆筑實踐的分析，從原材料、混凝土配合比設計、結構構造和施工養護措施等多方面對其進行探討，同時提出一些經過實踐檢驗，行之有效的裂縫控制措施。

1工程概況

該工程總建筑面積71 797 m2，地下2層，地上37層，裙樓4層，總高度154.4 m，為內筒外剪超高層結構。基礎混凝土6 300 m3，主樓、裙樓部分底板厚度為2.5 m，核心筒底板最大厚度為6.3 m。澆筑期間氣溫18～36 ℃。為確保混凝土工程質量，嚴格控制超規范裂縫出現，本工程采用綜合控溫防裂措施，取得了較為理想的效果。

2控溫防裂技術措施

2.1嚴格控制原材料質量

澆筑前所有原材料均按有關規范抽檢其質量指標。澆筑過程中，由施工單位不定期抽檢商品混凝土攪拌站所用原材料質

量，發現問題及時糾正。

2.2按高性能混凝土確定配合比

該工程原設計用42.5R普通硅酸鹽水泥配制C40混凝土，考慮到核心筒底板最大厚度達6.3 m，采用42.5R普通硅酸鹽水泥水化熱較高，而且從高性能混凝土的觀點出發，采用32.5R普通硅酸鹽水泥可以滿足強度要求，故采用32.5R普通硅酸鹽水泥。

2.3采用補償收縮混凝土技術

采用補償收縮混凝土是防止超規范裂縫出現的可行辦法之一。施工人員篩選出優質膨脹劑，并在摻量及膨脹條件上予以充分考慮，為取得良好的防裂效果創造了必要條件。

2.4增設構造鋼筋防裂抗裂

在混凝土側面增設φ12水平防裂鋼筋，使水平鋼筋間距不超過100 mm。該核心筒底板周長很大，其收縮值將十分明顯，因此僅靠混凝土本身抗裂是不夠的。實踐證明，在構造上適當增加防裂抗裂鋼筋，對防止裂縫的出現起到了不可忽視的作用。

2.5采取嚴格的養護措施

該工程采用了3項養護措施：混凝土表面收光后立即覆蓋一層塑料薄膜，以防止早期失水出現塑性裂縫；根據測溫結果，適時在塑料薄膜上覆蓋2～3層棉氈保溫，同時在混凝土中部設置冷卻水管降溫；在塑料薄膜下適時補水，以保證水泥和膨脹劑發揮補償收縮作用的充分條件。

3施工中注重的問題

3.1測溫點布置圖

測溫點布置的原則應使不同施工區段、不同標高處的混凝土溫升均能得到監控。該承臺混凝土的施工方案為自北向南一次連續澆筑，混凝土的初凝時間控制在8～10 h，采用4臺混凝土泵自北向南全斷面推進，混凝土供應量應保證在初凝時間內，使流淌距離達15～20 m的混凝土得以振搗密實并能及時覆蓋。

該工程測溫點布置采用“V”型布置，在混凝土斷面上布置3～5個溫度傳感器，即2.5 m厚處為3個溫度傳感器，5 m厚處為5個溫度傳感器，保證不同施工區段、不同標高處的混凝土溫升均可在顯示屏上得到反映，從而及時指導溫控工作。

3.2關于混凝土內部的最高溫升

影響混凝土內部最高溫升的主要因素：混凝土配合比中的水泥強度等級、品種和水泥用量；混凝土入模濕度；混凝土厚度；混凝土內部冷卻系統效率等。

取兩個具有代表性的點：A點靠承臺北側（2.5 m厚）一個點；B點為核心筒底板（5 m厚）上一個點。澆筑該承臺北側（A點）時的氣溫為36 ℃，混凝土入模溫度達29 ℃。混凝土澆筑順序為從北向南連續澆筑，A點附近的混凝土最先完成澆筑，在較高入模溫度作用下，水泥加速水化放熱并在內部積聚，混凝土中心最高溫度達到72.8 ℃，而5 m厚B點處混凝土內部最高溫度只有72.1 ℃。這一現象與混凝土溫升規律相悖，究其原因在于泵送商品混凝土流動性較大（出機坍落度在220 mm以上），承臺較厚，混凝土澆筑過程中流淌距離長達15～20 m，因此在B點客觀上形成了分層澆筑，從而使水泥水化熱得以分層釋放，避免了溫峰迭加，使B點最高溫升得以降低。

3.3關于混凝土溫差控制

一般認為，大體積混凝土裂縫防治的關鍵在于控制混凝土溫差小于25 ℃，最大不得超過30 ℃。但對于厚度和體量均較大，而且采取一次性連續澆筑的混凝土結構而言，在混凝土溫升早期階段，這一限定可適當放寬，這樣不僅降低了施工和溫控難度，而且有利于增進混凝土（摻活性礦物摻合料）早期強度，提高混凝土自身抗裂能力。

該承臺2.5 m厚A點處混凝土澆筑后22～34 h期間，混凝土中心與表面溫差一度達到34.4 ℃，測溫結束后檢查該處混凝土均未出現裂縫。主要由于在混凝土澆筑早期升溫階段強度較低或呈塑性狀態，混凝土彈性模量很小，由變形變化引起的應力很小，溫度應力可忽略不計。但在混凝土降溫階段，溫差必須控制在30 ℃以內，而且降溫速率不能過快，否則很容易引發溫度收縮裂縫。該承臺2.5 m厚處降溫速率平均為1.5 ℃/d，5 m厚處降溫速率平均為1.39 ℃/d。實踐表明，養護溫度越高，摻用活性礦物摻合料的結構內部混凝土強度越高。因此，該承臺C40混凝土14 d強度應超過標準強度的80%，由溫差引起的收縮

應力遠小于該齡期混凝土的抗拉強度，所以沒有出現溫度裂縫。

該承臺采用摻粉煤灰和膨脹劑的補償收縮混凝土，增設了水平抗裂鋼筋，從材料和構造角度提高了混凝土抗裂能力。同時采用分層澆筑，一次連續完成6 300 m3混凝土的整體澆筑施工。在施工和養護期間，對全場混凝土進行了溫度測控。混凝土拆膜后，側面平整光滑，表面未出現任何有害裂縫。該承臺混凝土施工實踐證明：①采用“雙摻”、補償收縮技術和60 d甚至90 d齡期強度驗收，優選配合，盡可能減少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土溫升，為混凝土防裂抗裂創造有利條件；②增設抗裂構造鋼筋，可有效減少混凝土表面裂縫；③混凝土施工采用分層澆筑，可延長水泥水化放熱時間，減緩混凝土降溫速率，減小溫度應力，有利于控制混凝土內部收縮裂縫；④混凝土表面及時充分補水養護是充分發揮膨脹劑效能，防止超規范裂縫出現的重要條件。

關于混凝土溫差控制一般認為，大體積混凝土裂縫防治的關鍵在于控制混凝土溫差小于25 ℃，最大不得超過30 ℃。但對于厚度和體量均較大，而且采取一次性連續澆筑的混凝土結構而言，在混凝土溫升早期階段，這一限定可適當放寬，這樣不僅降低了施工和溫控難度，而且有利于增進混凝土（摻活性礦物摻合料）早期強度，提高混凝土自身抗裂能力。

該承臺2.5 m厚A點處混凝土澆筑后22～34 h期間，混凝土中心與表面溫差一度達到34.4 ℃，測溫結束后檢查該處混凝土均未出現裂縫。主要由于在混凝土澆筑早期升溫階段強度較低或呈塑性狀態，混凝土彈性模量很小，由變形變化引起的應力很小，溫度應力可忽略不計。但在混凝土降溫階段，溫差必須控制在30 ℃以內，而且降溫速率不能過快，否則很容易引發溫度收縮裂縫。該承臺2.5 m厚處降溫速率平均為1.5 ℃/d，5 m厚處降溫速率平均為1.39 ℃/d。實踐表明，養護溫度越高，摻用活性礦物摻合料的結構內部混凝土強度越高。因此，該承臺C40混凝土14 d強度應超過標準強度的80%，由溫差引起的收縮應力遠小于該齡期混凝土的抗拉強度，所以沒有出現溫度裂縫。

4結束語

該承臺采用摻粉煤灰和膨脹劑的補償收縮混凝土，增設了水平抗裂鋼筋，從材料和構造角度提高了混凝土抗裂能力。同時采用分層澆筑，一次連續完成6 300 m3混凝土的整體澆筑施工。在施工和養護期間，對全場混凝土進行了溫度測控。混凝土拆膜后，側面平整光滑，表面未出現任何有害裂縫。該承臺混凝土施工實踐證明：①采用“雙摻”、補償收縮技術和60 d甚至90 d齡期強度驗收，優選配合，盡可能減少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土溫升，為混凝土防裂抗裂創造有利條件；②增設抗裂構造鋼筋，可有效減少混凝土表面裂縫；③混凝土施工采用分層澆筑，可延長水泥水化放熱時間，減緩混凝土降溫速率，減小溫度應力，有利于控制混凝土內部收縮裂縫；④混凝土表面及時充分補水養護是充分發揮膨脹劑效能，防止超規范裂縫出現的重要條件。

參考文獻：

1 張宏偉.大體積混凝土裂縫控制［J］.市政技術，2010（S1）

防裂技術論文范文第4篇

論文摘要:大體積混凝土在施工過程中，溫度裂縫是常遇到的問題，這也是大體積混凝土施工中的難點;溫度裂縫的產生會影響到結構的性能，嚴重時還會影響到結構的安全使用。文章基于溫度應力對混凝土溫度裂縫產生的原因、混凝土溫度裂縫的控制和預防等進行分析。

大體積混凝土在現代工程建設中占有重要的地位，特別是工業建筑工程中應用十分廣泛，如火力發電廠的汽機基礎，就是一個大型的大體積混凝土特例。大體積混凝土施工的工藝要求很高，在施工過程中，如何控制大體積混凝土的溫度裂縫就是施工工藝的關鍵點，也是大體積混凝土施工的難點。盡管在施工中采取各種措施，小心謹慎，但裂縫仍時有出現。混凝土中裂縫的出現嚴重影響到混凝土結構的整體性和耐久性。從而影響到混凝土結構的使用功能及安全性能。因此在大體積混凝土施工過程中，溫度應力及溫度的控制十分重要。

一、溫度裂縫產生的原因分析

混凝土裂縫產生的原因有很多種，一是由外荷載引起的，這是發生最為普遍的一種情況，二是結構次應力引起的裂縫，這是由于結構的實際工作狀態與計算假設模型的差異引起的;三是變形應力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結構變形，當變形受到約束時便產生應力，當此應力超過混凝土抗拉強度時就產生裂縫。

建筑工程中的大體積混凝土結構中，由于結構截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應力是導致大體積混凝土產生裂縫的主要原因。表面裂縫是由于混凝土表面和內部的散熱條件不同，溫度外低內高，形成了溫度梯度，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力，表面拉應力超過混凝土抗拉強度而引起的;通裂縫是由于大體積混凝土在強度發展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結構邊界條件的約束時引起的拉應力，超過混凝土抗拉強度時所可能產生的貫通整個截面的裂縫。這兩種裂縫不同程度上，都屬有害裂縫。因此，掌握溫度應力的變化規律及溫度控制對于進行大體積混凝土施工極為重要。

二、溫度應力的分析

(一)溫度應力的形成過程

溫度應力的形成可分為以下三個階段:

早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段有兩個特征，一是水泥放出大量水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

中期:自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

晚期:混凝土完全冷卻以后的服役時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。

(二)溫度應力引起的原因

對于邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。因為大體積混凝土結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現拉應力，在中間過程出現壓應力，這種應力成為自身應力。

結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力，此時的應力稱為約束應力。

這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。溫度應力的分布及大小是比較復雜的，在大多數情況下，需要依靠模型試驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松弛，所以分析計算溫度應力時，還必須考慮徐變的影響。

三、溫度裂縫控制措施

為了有效地控制有害裂縫的出現和發展，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度、改善約束條件等方面全面考慮，結合實際采取相應措施。

(一)降低水泥水化熱和變形

1.選用低水化熱的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復合水泥等。

2.充分利用混凝土的后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

3.使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級配良好的粗細骨料;控制砂石含泥量。

4.在混凝土內部預埋冷卻水管，能入循環冷卻水，強制降低混凝土水化熱溫度。

5.允許設置后澆縫時，合理地設置后澆縫。大體積混凝土平面尺寸過大時，可以適當設置后澆縫，以減小外應力和溫度應力;同時也有利于散熱，降低混凝土的內部溫度。

(二)降低混凝土溫度差

選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土，可對骨料噴冷水霧或冷氣進行預冷，或對骨料進行覆蓋或設置遮陽裝置避免日光直曬，以降低混凝土拌合物的入模溫度。

(三)加強施工中的溫度控制

1.在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養護，緩緩降溫，充分發揮徐變特性，減低溫度應力，夏季應注意避免曝曬，注意保濕，冬期應采取措施保溫覆蓋，以免發生急劇的溫度梯度發生。

2.采取長時間“應力松弛效應”。

3.加強測溫和溫度監測與管理，采取信息化控制，隨時控制混凝土內的溫度變化，內外溫差控制在25度以內，基面溫差和基底面溫差均控制在20度以內，及時調整保溫及養護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大，以有效控制有害裂縫的出現。

(四)提高混凝土的極限拉伸強度

1.選擇良好級配的粗骨料，嚴格控制其含泥量，加強混凝土的振搗，提高混凝土密實度和抗拉強度，減小收縮變形，保證施工質量。

2.采取二次投料法，二次振搗法，澆筑后及時排除表面積水，加強早期養護，提高混凝土早期或相應齡期的抗拉強度和彈性模量。

(五)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，可能會更加簡捷、經濟。

1.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%。

2.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補充。

3.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力，提高的混凝土抗裂性能。

4.混凝土在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效地提高混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

5.摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。

6.摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

7.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，減少干燥收縮。

四、結語

以上對大體積混凝土的施工溫度裂縫的產生及控制進行了理論和實踐上的初步探討，總之，大體積混凝土溫度裂縫問題是可以通過規范施工得到控制的，在施工過程中，必須嚴把質量關，各個環節嚴格按照相關的要求進行操作，同時在施工實踐中要善于總結經驗，不斷更新施工工藝，不斷提高施工技術水平，結合多種預防處理措施，大體積混凝土的溫度裂縫是完全可以避免的。

參考文獻

[1]建筑施工手冊(第三版)編寫組.建筑施工手冊4[M].北京:中國建筑工業出版社，1997.

防裂技術論文范文第5篇

關鍵詞：大體積混凝土溫度應力溫度場

中圖分類號：TV544+.91文獻標識碼： A

1 緒論

混凝土水化熱溫度場和應力場是一個很復雜的問題，涉及多個領域。混凝土澆注以后，由于水化熱的散發與對流邊界條件和澆注時差相關，溫度應力場的變化與混凝土彈性模量以及微觀結構的變化是同步發展的，所以在早期混凝土溫度及應力計算中，必須考慮放熱量、澆注條件及混凝土彈性模量與密度的變化規律。混凝土結構溫度場分析的關鍵是絕熱溫升模型，朱伯芳通過絕熱溫升的試驗研究，提出了溫度對水泥水化反應速率影響的絕熱溫升表達式；凌盛道等在此基礎上，從化學反應動力學原理出發，提出了考慮溫度和化學反應物濃度對水泥水化反應速率影響的水泥水化反應放熱模型。本文在上述研究的基礎上，同時綜合考慮溫度、混凝土材料特性、混凝土早期強度的形成、混凝土水泥水化熱和對流邊界條件的時間效應及澆注時差等因素，分析水化熱溫度場時效計算模式；在對箱梁水化熱溫度場監測的基礎上，運用有限元分析軟件建立承臺實體模型對承臺進行了溫度場和應力場分析。

2 水化熱有限元分析

水化熱分析可分為熱傳導分析與熱應力分析。熱傳導分析主要計算水泥的水化過程中發熱、傳導、對流等引起的隨時間變化的節點溫度。將節點溫度作為荷載加載后，計算隨時間變化的應力稱為熱應力分析。一般來說，通用有限元程序非穩態溫度場計算的原理和方法都是一致的，現簡介如下：

某瞬時物體內部各點的溫度分布稱為該物體的溫度場，數學表達式為

T=f(x，Y，z，r)

由于水化熱作用，處在施工階段的實體混凝土承臺的溫度場屬于非穩態溫度場。

水化熱作用下，熱傳導方程為：

式中：T為物體的瞬態溫度(℃)； z、y和z為空間笛卡爾坐標(m)；a為導溫系數a=／cp; 導熱系數(kJ／m·h·℃)；p為材料的密度(kg／m3)；c為材料的比熱容(kJ／kg·℃)；為混凝土的絕熱溫升(℃)。

初始條件有兩種情況，一是，當=O時，溫度場是坐標的已知函數：

T(x，y，z，0)= (z，y，z)

另一種是，當=0時，初始的溫度分布是常數，即

T=f(x，y，z，0)= =const

邊界條件通常有三種。

(1) 第一類邊界條件

混凝土表面溫度T是時間的已知函數，即

T()=f() (5)

(2)第二類邊界條件

混凝土表面的熱流量是時間的已知函數，即

式中：n為表面外法線方向。若表面是絕熱的，則有

=0

(3)第三類邊界條件

當混凝土與空氣接觸時，假定經過混凝土表面的熱流量與混凝土表面溫度T和氣溫之差成正比，即

式中：為表面放熱系數(kJ／m2·h·℃)。

當表面放熱系數趨于無限時，,即轉化為第一類邊界條件。當表面放熱系數=0時，又轉化為絕熱條件。第三類邊界條件表示了固體與流體(如空氣)接觸時的傳熱條件。

3 仿真分析

橋梁總長4343.5米，其中正橋3293米。主墩承臺尺寸均為19.0×19.0×5m的矩形整體式鋼筋混凝土結構，單個承臺混凝土總方量約為1805m3，設計強度等級為C35。

3.1氣象資料

該地區屬亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，雨量充沛、氣候溫和濕潤，年平均氣溫為15.8℃-17.5℃，多年氣溫統計情況見下圖3.1。

圖3.1歷年氣溫統計圖

3.2設計資料

承臺混凝土厚5m，一次澆筑成型，混凝土設計標號C35，受樁基和封底混凝土約束。

計算時考慮徐變對混凝土應力的影響，混凝土的徐變取值按經驗數值模型，如下所示：

式中：C1＝0.23／E2，C2＝0.52／E2，E2為最終彈模。

3.3仿真計算

采用有限元軟件對承臺建立有限元模型，根據施工工期安排，承臺澆筑溫度按不超過28℃計算，承臺內部最高溫度為63.4℃，溫峰出現時間為3天。承臺最高溫度包絡圖見圖3.1。承臺溫度應力計算結果見表3.1，應力場分布見圖3.2。圖3.1承臺最高溫度包絡圖

承臺溫度應力計算結果見表3.1。

表3.1 承臺溫度應力場結果

圖3.2 承臺應力場分布圖

結合表3.1溫度應力結果和C35混凝土抗拉強度可知，承臺溫度各齡期的安全系數均在1.4以上，若保證混凝土施工質量，就能保證承臺不出現有害的溫度裂縫。結合計算結果，溫控施工的關鍵點是：①澆筑溫度的控制；②冷卻水管通水的及時、穩定和持續；③早齡期內表溫差的控制；④混凝土的持續養護。

（抗裂安全系數1.4的提出：參考《水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規程》JTS202-1-2010，厄勒海峽隧道和丹麥大橋要求計算溫度應力與劈裂抗拉強度之比不大于0.7，即劈裂抗拉強度與計算溫度應力比不小于1.4，現場監測結果表明混凝土沒有出現溫度裂縫，溫控效果良好。）

4控制措施

大體積混凝土溫控施工貫穿了從混凝土的原料材選擇、配比設計以及混凝土的拌和、運輸、澆筑、振搗到通水、養護、保溫等的全過程，是一個系統工程，需要施工各個環節精心組織，緊密配合才能達到良好的控制效果，具體有如下幾個方面。

4.1混凝土澆筑溫度的控制

降低混凝土的澆筑溫度對控制混凝土裂縫非常重要。相同混凝土，入模溫度高的溫升值要比入模溫度低的大許多。混凝土的入模溫度應視氣溫而調整。現場為達到澆筑溫度低于28℃的要求，需要注意控制原材料溫度和生產運輸過程中的保溫。

圖4.1不同氣溫下、不同澆筑溫度、構件厚度的混凝土在約束條件下

最大應力水平和最大溫差的關系

圖4.1表示不同氣溫不同澆筑溫度、不同厚度的構件，在約束條件下最大應力水平和最大溫差的關系。可見，控制澆筑溫度和最大溫差可有效降低混凝土的最大溫度應力。在混凝土澆筑之前，通過測量水泥、粉煤灰、砂、石、水的溫度，估算澆筑溫度。若澆筑溫度不在控制要求內，則應采取相措施。

4.2冷卻水管的埋設及控制

根據混凝土內部溫度分布特征及控制最高溫度的要求，合理布置冷卻水管位置。混凝土澆筑到各層冷卻水管標高后開始通水，升溫時段通水流量應使流速達到0.6m/s以上，形成紊流，降溫時段，可通過水閥控制減緩通水，使流速減半，水流平緩，以層流狀態冷卻混凝土。在降溫期間降溫速率小于1℃/d時，可停止通水。

4.3混凝土表面保溫控制

對于大體積混凝土，由于水化放熱會使溫度持續升高，在升溫的一段時間內應加強散熱，如加大通水流量、降低通水溫度等。當混凝土處于降溫階段則要保溫覆蓋以降低降溫速率。

如遇氣溫較低或突遇大風降溫天氣，承臺表面可采用整塊塑料薄膜加土工布保溫保濕。

混凝土保溫充分、時間足夠長，讓混凝土慢慢冷卻，拉應力會在砼徐變作用下部分松馳，直到溫差達到允許范圍，可有效控制裂縫的產生。

4.4 養護

暴露于大氣中的新澆混凝土表面應及時進行水養護，以提高粉煤灰的后期強度，防止混凝土微裂紋的產生。可利用冷卻循環水出口的水進行蓄水養護，養護水溫度與混凝土表面溫度之差不宜大于15℃，蓄水深度不宜小于200mm。當日平均氣溫低于5℃時，的承臺表面不得直接灑水養護，應覆蓋塑料薄膜和保溫棉進行保濕、保溫養護。保溫材料應覆蓋嚴密，接縫處重疊覆蓋不應少于300 mm，邊角處應加倍保溫。氣溫驟降時，齡期低于28天的混凝土應進行表面保溫。

4.5 施工控制

為確保大體積混凝土施工質量，提高混凝土的均勻性和抗裂能力，必須加強對每一環節的施工控制，混凝土施工嚴格按照《公路橋涵施工技術規范》（JTJ04189）執行，并特別注意以下方面：

（1） 混凝土拌制配料前，各種衡器清計量部門進行計量標定，稱料誤差符合規范要求，嚴格按確定的配合比拌制。

（2）混凝土按規定厚度、順序和方向分層澆筑。

5 結論

橋梁大體積混凝土工程質量控制的一個重要方面是溫度裂縫控制。本文針對大體積混凝土承臺的特點，在分析研究了橋梁大體積混凝土承臺溫度裂縫產生的機理和原因的基礎上，建立仿真計算模型，提出了橋梁大體積混凝土承臺溫度裂縫的具體控制措施，對實際工程具有一定的指導意義。在實際應用中，根據具體工程特點選擇恰當的控制方法，將會取得積極的技術經濟效益。

參考文獻：

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