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大体积混凝土施工学习交流 大体积混凝土的定义大体积混凝土的定义 大体积混凝土施工规范大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009GB 50496-2009）中大体积混凝土定义：中大体积混凝土定义： 混凝土结构物实体最小尺寸不小于混凝土结构物实体最小尺寸不小于lmlm的大体量的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。 水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程（JTS 202-1-2010JTS 202-1-2010）中大体积混凝土定义：）中大体积混凝土定义： 预计因胶凝材料水化热等因素引起混凝土温度预计因胶凝材料水化热等因素引起混凝土温度变化导致裂缝，或结构断面最小尺寸等于或大于变化导致裂缝，或结构断面最小尺寸等于或大于1m1m的的混凝土混凝土。大体积砼结构的特点大体积砼结构的特点 结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多。工程条结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多。工程条件复杂和施工技术要求高。件复杂和施工技术要求高。 在混凝土施工中必须考虑温度应力的影响，主要是在混凝土施工中必须考虑温度应力的影响，主要是采用相应的技术措施控制内外温差，减小混凝土内采用相应的技术措施控制内外温差，减小混凝土内外由于温度差而产生的温度应力。外由于温度差而产生的温度应力。n混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因n控制裂缝的措施控制裂缝的措施设计方面设计方面材料方面材料方面施工方面施工方面混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 1、裂缝的种类：按裂缝的宽度不同，混凝土、裂缝的种类：按裂缝的宽度不同，混凝土裂缝可分为裂缝可分为“微观裂缝微观裂缝”和和“宏观裂缝宏观裂缝”两两种。种。 1）微观裂缝（在尚未承受荷载的混凝土结构）微观裂缝（在尚未承受荷载的混凝土结构中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度为中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度为0.05mm以下）：以下）：粘着裂缝：骨料与水泥石粘接粘着裂缝：骨料与水泥石粘接面上的裂缝面上的裂缝水泥石裂缝：骨料间水泥浆中的裂缝水泥石裂缝：骨料间水泥浆中的裂缝骨料裂缝：存在于骨料本身的裂缝骨料裂缝：存在于骨料本身的裂缝 前两种形式的裂缝较多，前两种形式的裂缝较多，且这些裂缝分布不规则、且这些裂缝分布不规则、不贯穿，砼仍可承受拉不贯穿，砼仍可承受拉力。力。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 2）宏观裂缝（宽度宏观裂缝（宽度0.05mm以上以上肉眼可见的肉眼可见的裂缝裂缝）：）： 表面裂缝表面裂缝：表面拉应力大于砼极限抗拉强度：表面拉应力大于砼极限抗拉强度时出现的裂缝时出现的裂缝 贯穿裂缝：贯穿裂缝：砼从高温到降温引起砼收缩产生砼从高温到降温引起砼收缩产生拉应力，当大于砼的极限抗拉强度时，混凝拉应力，当大于砼的极限抗拉强度时，混凝土土的整个截面出现贯穿裂缝。的整个截面出现贯穿裂缝。 深层裂缝深层裂缝：基础约束区的表面裂缝发展而成：基础约束区的表面裂缝发展而成深层裂缝。深层裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 宏观裂缝是宏观裂缝是微观裂缝扩微观裂缝扩展的结果。展的结果。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因(1)表面裂缝表面裂缝 大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大量产大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大量产生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条件较差，热量不易散发，其温度上升较多。件较差，热量不易散发，其温度上升较多。混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产度梯度，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，混凝土表面就产生裂缝。强度时，混凝土表面就产生裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已削弱，凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已削弱，易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开展。展。 国内外对裂缝宽度都有相应的规定，如国内外对裂缝宽度都有相应的规定，如我国的混凝土结构设计规范，对钢筋混凝土我国的混凝土结构设计规范，对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定：结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定：室内正常环境下的一般构件为室内正常环境下的一般构件为0.3mm；露天；露天或室内高湿度环境下为或室内高湿度环境下为0.2mm。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因（2）贯穿裂缝贯穿裂缝大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不计。计。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因 混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基本已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温本已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土多余的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土多余水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土极限致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝。裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的开展。开展。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因（3）深层裂缝深层裂缝 基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应力基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应力状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂缝。可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂缝。 深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的危深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的危害性，施工中是不允许出现的。害性，施工中是不允许出现的。 如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且混凝如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且混凝土内外温差控制适当，基本上可避免出现深层土内外温差控制适当，基本上可避免出现深层裂缝和贯穿裂缝。裂缝和贯穿裂缝。混凝土裂缝的类型与产生原因混凝土裂缝的类型与产生原因u混凝土裂缝的三类原因：混凝土裂缝的三类原因：1、由外荷载的直接应力（即按常规计算的主要应力）引起的、由外荷载的直接应力（即按常规计算的主要应力）引起的裂缝。裂缝。2、由结构的次应力（计算未考虑到的结构内部应力）引起的、由结构的次应力（计算未考虑到的结构内部应力）引起的裂缝。裂缝。大体积混凝土的裂缝多由上述第三种原因引起。大体积混凝土的裂缝多由上述第三种原因引起。当变形受到约束产生的应力超过混凝土的抗拉强度时，当变形受到约束产生的应力超过混凝土的抗拉强度时，就引起裂缝。就引起裂缝。3、由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂缝。、由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂缝。 结构变形的内外约束：结构变形的内外约束： 1、内约束内约束：结构变形时，其内部各质点之间：结构变形时，其内部各质点之间产生的约束；产生的约束； 2、外约束外约束：结构变形时，不同结构之间产生：结构变形时，不同结构之间产生的约束。的约束。外约束分为：外约束分为：自由体、全约束、弹性约束自由体、全约束、弹性约束（部分约束）（部分约束） 建筑工程中的大体积混凝土，外约束应力占建筑工程中的大体积混凝土，外约束应力占主要地位主要地位u大体积混凝土裂缝产生的原因：大体积混凝土裂缝产生的原因：主要由温度变形、主要由温度变形、收缩变形导致收缩变形导致内约束引起的内约束引起的表面裂缝表面裂缝外约束引起的外约束引起的深层裂缝深层裂缝砼浇筑砼浇筑初期初期，其内部与表面温差过大其内部与表面温差过大砼浇筑砼浇筑后期后期，砼降温、干缩变形引起的混凝砼降温、干缩变形引起的混凝土内部收缩受到外部约束土内部收缩受到外部约束设设计计方方面面施施工工方方面面采用过高强度等级的混凝土采用过高强度等级的混凝土（设计强度过高，水泥用量过大）（设计强度过高，水泥用量过大）忽视配置控制温度和收缩变形忽视配置控制温度和收缩变形的构造钢筋的构造钢筋（温度应力和收缩应力变形不能受到约束）（温度应力和收缩应力变形不能受到约束）材料选用不当材料选用不当施工技术准备不周密施工技术准备不周密浇筑过程施工措施不当浇筑过程施工措施不当浇筑后的养护和监控不完善浇筑后的养护和监控不完善大体积混凝土产生裂缝的主要原因大体积混凝土产生裂缝的主要原因1、设计方面、设计方面l大体积混凝土采用的强度等级日趋增高，出现大体积混凝土采用的强度等级日趋增高，出现C40C55甚甚至更高强度等级的高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过至更高强度等级的高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内外温差过大，大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内外温差过大，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。 l对于大型基础底板，设计人员往往只重视满足强度和抗冲对于大型基础底板，设计人员往往只重视满足强度和抗冲切要求的结构配筋和构造配筋，而忽视配置控制温度和收缩切要求的结构配筋和构造配筋，而忽视配置控制温度和收缩的构造钢筋，混凝土产生的温度应力和收缩应力变形不能受的构造钢筋，混凝土产生的温度应力和收缩应力变形不能受到足够的约束，从而产生裂缝现象。到足够的约束，从而产生裂缝现象。 大体积混凝土施工阶段产生裂缝的主要原因大体积混凝土施工阶段产生裂缝的主要原因2、施工方面、施工方面l大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段：一是混凝土浇捣大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段：一是混凝土浇捣后的温升阶段后的温升阶段,因混凝土内部与表面温差过大因混凝土内部与表面温差过大,致使表面产生致使表面产生较大拉应力较大拉应力,使混凝土表面开裂；二是在混凝土降温阶段，因使混凝土表面开裂；二是在混凝土降温阶段，因混凝土内部降温速率过快，使混凝土内部产生较大拉应力，混凝土内部降温速率过快，使混凝土内部产生较大拉应力，从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。l施工段的划分及浇筑顺序不合理，组织安排不周密，模板施工段的划分及浇筑顺序不合理，组织安排不周密，模板使用不当，钢筋锈蚀严重或运输过程严重变形，以及混凝土使用不当，钢筋锈蚀严重或运输过程严重变形，以及混凝土浇筑过程中配合比、水灰比过大、养护不当等等，都可能引浇筑过程中配合比、水灰比过大、养护不当等等，都可能引起大体积混凝土结构的变形裂缝。起大体积混凝土结构的变形裂缝。 u混凝土结构裂缝的控制混凝土结构裂缝的控制一类环境（室内正常环境）：一类环境（室内正常环境）：0.3mm；二类环境：二类环境：0.2mm。 对于基础、地下或半地下结构，裂缝主要影响其防渗性能。对于基础、地下或半地下结构，裂缝主要影响其防渗性能。当裂缝宽度只有当裂缝宽度只有0.10.10.20.2mmmm时，虽然早期有轻微渗水，经