大体积混凝土裂缝产生的主要影响因素

　　大体积混凝土裂缝产生的主要影响因素

　　大体积混凝土由于截面大，水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化，由此形成的温度应力是导致产生裂缝的主要原因。这种裂缝分为两种:

　　① 大体积混凝土浇筑初期，水泥水化产生大量水化热，使大体积混凝土的温度很快上升。但由于大体积混凝土表面散热条件较好，热量可以向大气中散发，因而温度上升较少;而大体积混凝土内部由于散热条件较差，热量散发少，因而温度上升较多，内外形成温度梯度，形成内外约束。结果大体积混凝土内部产生压应力，面层产生拉应力，当该拉应力超过大体积混凝土的抗拉强度时，大体积混凝土表面就产生裂缝。

　　② 大体积混凝土浇筑后数日，水泥水化热基本上已释放，大体积混凝土从最高温逐渐降温，降温的结果引起大体积混凝土收缩，再加上由于大体积混凝土中多余水份蒸发、碳化等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束(外约束)，不能自由变形，导致产生温度应力(拉应力)，当该温度应力超过大体积混凝土抗拉强度时，则从约束面开始向上开裂形成温度裂缝。如果该温度应力足够大，严重时可能产生贯穿裂缝。

　　大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。一方面是大体积混凝土由于内外温差产生应力和应变，另一方面是结构的外约束和大体积混凝土各质点间的约束(内约束)阻止这种应变。一旦温度应力超过大体积混凝土能承受的抗拉强度，就会产生裂缝。上述大体积混凝土温度应力的大小取决于水泥、水化热、拌合浇筑温度、大气温度、收缩变形及当量温度等因素，同时它与大体积混凝土的降温散热条件和硅升降温速密切相关的，而大体积混凝土抗拉强度的提高与大体积混凝土本身材料性能有关，此外还与施工方案及配筋等因素有关。

　　水泥水化热

　　水泥在水化过程中要产生一定的热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源。

　　由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，所以会引起急骤升温。水泥水化热引起的绝热温升，与混凝土单位体积内的水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期按指数关系增长，一般在10d左右达到最终绝热温升，但由于结构自然散热，实际上混凝土内部的最高温度，大多发生在混凝土浇筑后的3~5d。

　　大体积混凝土的导热性能

　　热量在大体积混凝土内传递的能力反映在其导热性能上。大体积混凝土的导热系数越大，热量传递率就越大，则其与外界热交换的效率也越高，从而使大体积混凝土内最高温升降低。同时也减小了大体积混凝土的内外温差。可以预计，导热性能越好，热峰值出现的时间也相应提前。中部最高温度的热峰值及热峰值出现的时间与板厚密切有关。显见，板越厚，中部点散热较少，热峰值也越高，中部受外界温降影响所需时间就越长，峰值出现的时间也要晚一些。

　　大体积混凝土的导热性能较差，浇筑初期，混凝土的弹性模量和强度都很低，对水化热急剧温升引起的变形约束不大，温度应力较小。随着混凝土龄期的增长，弹性模量和强度相应提高，对混凝土降温收缩变形的约束愈来愈强，即产生很大的温度应力，当大体积混凝土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。

　　外界气温变化

　　大体积混凝土结构施工期间，外界气温的变化对大体积混凝土开裂有重大影响。大体积混凝土的内部温度是浇筑温度(既大体积混凝土的入模温度，它是大体积混凝土水化热温升的基础，可以预见，大体积混凝土的入模温度越高，它的热峰值也必然越高。工程实践中在高温季节浇筑常采用钢筋预冷，加冰拌和等措施来降低浇筑温度，控制大体积混凝土最高温升，原因在此)。水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和。

　　外界气温愈高，大体积混凝土的浇筑温度也愈高;若外界温度下降，会增加大体积混凝土的降温幅度，特别在外界气温骤降时，会增加外层大体积混凝土与内部大体积混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土极为不利。

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