1、大体积混凝土施工,近几年来，全国各地工程规模日趋扩大，结构形式日益复杂，工业与民用建筑中大体积混凝土越来越多。由于其体积大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝和收缩变形裂缝，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。,大体积砼结构的特点,由于高层基础多为砼体积较大的箱形、筏形和桩承台较大的基础，这种结构有结构厚、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等特点。外荷载引起裂缝的可能性很小。但水泥的水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化与砼收缩的共同作用，会产生较大温度应力和收缩应力，是大体积
2、砼结构出现裂缝的主要因素。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，所以必须控制温度应力和温度变形裂缝的开展。,大体积混凝土的定义,大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009）中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m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度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。,通过大量的工程实践证明：,砼的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热的结构断面最小厚度在1
3、00cm以上，水化热行引起的砼内外最大温差预计可能超过25，应按大体积砼施工。,混凝土裂缝的类型与产生原因,控制裂缝的措施,设计方面,材料方面,施工方面,主要内容,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，混凝土裂缝可分为“微观裂缝”和“宏观裂缝”两种。 1）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0.05mm以下）： 粘着裂缝：骨料与水泥石粘 面上的 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,2）宏观裂缝（宽度0.05mm以上肉眼可见的裂缝）：表面裂缝：表面拉应力大于砼极限抗拉强度时出现的裂缝 贯穿裂缝：砼从高温降温
4、引起砼收缩产生拉应力，当大于砼的极限抗拉强度时，混凝土 的整个截面出现贯穿裂缝。 深层裂缝：表面裂缝发展而成深层裂缝,混凝土裂缝的类型与产生原因,宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。,混凝土裂缝的类型与产生原因,(1)表面裂缝,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,表面裂缝虽不
5、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，易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开展。 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0.3mm；露天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,（2）贯穿裂缝,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，变形变化所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不计。,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，再加上混凝土多余水分蒸发
6、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裂缝。,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开展。,混凝土裂缝的类型与产生原因,（3）深层裂缝,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，且混凝土内外温差控制适当，基
7、本上可避免出现深层裂缝和贯穿裂缝。,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）引起的裂缝。,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，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。,混凝土基础底板内部温差引起的温度应力分布：,大体积混凝土裂缝产生的原因：,大体积混凝土产生裂缝的原因,设计方面,施工方面,采用过高强度等级的混凝土 （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的构造钢筋 （温度应力
8、和收缩应力变形不能受到约束）,材料选用不当,施工技术准备不周密,浇筑过程施工措施不当,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,1、设计方面,大体积混凝土采用的强度等级日趋增高，出现C40C55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。,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。,大体积混凝土施工阶段产生裂缝的主要原因,2、施工
9、方面,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,因混凝土内部与表面温差过大,致使表面产生较大拉应力,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，从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。,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。,混凝土结构裂缝的控制,一类环境（室内正常环境）：0.3mm； 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。当裂缝宽度只有0.10.2mm时，虽然早期有轻微渗水，经过一段时间后一般裂缝可以自愈。当裂缝宽度超过0.20.3mm时，其渗水量与裂缝宽度呈三次方增加，必须进行化学注浆处理。,目的：防止钢筋锈蚀、混凝土碳化和酥松脱落，从而影响结构的耐久性、防水性。,混凝土结构设计规范（GB500102002）的要求：,
