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1、大体积混凝土温度裂缝控制水泥水化产生大量的水化热，混凝土的导热性能不佳，使得混凝土内外产生较大的温度差。而温度差是引起大体积混凝土产生裂缝的主要原因之一。目前控制大体积混凝土温度裂缝的措施主要有优化配合比以减少水化热，采取跳仓法施工技术，选用低热水泥，布设冷却水管和分层浇筑法。研究现状：研究现状：混凝土结构出现裂缝是一个相当普遍的现象，近代科学关于混凝土强度的微观研究，以及大量工程实践所提供的经验都说明，结构的裂缝是不可避免的，科学的要求是将其有害程度控制在允许范围内裂缝控制主要包括裂缝的预测、预防和处理工作。大体积混凝土的裂缝问题在国外研究较早。从 190()年到 1930 年，建成的混凝土
2、坝施工中，己开始对大体积混凝土防裂措施进行研究。1915 年，美国在爱德荷州建成了世界上第一座高于 100m 的混凝土坝(坝高 107m)，即箭石坝(AlrowRock)。在施工中，开始用坍落度测稠度、塑制试件测定抗压强度，但对加水量仍无严格控制，拌制的混凝土仍很稀。由于施工技术上的缺陷，那时的混凝土坝出现了严重的裂缝。1930 年后，开始注意到大坝混凝土的裂缝问题。到 1933 年，美国开始修建世界上第一座高于 200 m 的混凝土坝胡佛坝(221m 高)，对大体积混凝土进行了全面的研究。第一次采取温控制措施，主要包括横缝分布均为 15m，混凝土的水泥用量为 223kg/ m3，采用低热水泥
3、，浇筑层厚 1.5m 并限制间歇期、预埋冷却水管等。结果表明这些温控防裂措施是比较成功的。美国在对水工大体积混凝土温控裂缝方面，在 20 世纪 60 年代初已形成了一套比较定型的设计、施工模式。前苏联在 1977 年修建了托克托古尔电站，也形成了一套行之有效的大体积混凝土温控防裂措施，即托克托古尔法。日本京都大学等对大体积混凝土结构的实际设计和施工技术、温度控制指标、温度控制措施都作了深入的研究，如浇筑块的合理分块分层、适当减少水泥用量、选择低热水泥、各种骨料预冷方法，以及温度场、温度应力计算等，其重点在预防大体积混凝土结构产生裂缝，同时也探求了对已有的裂缝进行有效处理的各种技术措施。我国在修
4、建丹江口工程时，提出了防裂措施，一是严格控制基础允许温差，新老混凝土上下层温差和内外温差；三是严格执行新浇混凝土的表面保护；三是提高混凝土的抗裂能力。裂缝产生的主要原因表格：裂缝产生的主要原因表格：分类主要原因1.掺合料拌合不均匀施工过程2.搅拌时间不合适，过长或过短3.运输时间过长，浇筑时加生水、改变配合比等4.浇筑速度过快5.浇筑方案不合理，产生冷缝6.振捣不密实，过振或欠振7.浇筑后振捣前受到振动等荷载作用8.养护不及时，浇筑初期过快失水（特别是混凝土墙体或大面积板面）9.混凝土浇筑后表面处理不及时或处理不当10.施工缝处理不当11.早期冻害12.混凝土初凝后终凝、硬化前钢筋扰动13.钢
5、筋混凝土保护层过厚14.钢筋混凝土保护层不足15.混凝土过早受荷（过早拆模、支撑下沉等）16.模板支撑变形过大、鼓出17.模板接缝不严密，漏浆、渗水18.滑模工艺不当（拉裂或塌陷）19.大体积混凝土内部温度与表面温度差异过大、表面温度与环境温度差异过大、降温过大1.环境温度、湿度变化2.结构构件各区域温度、湿度差异过大使用和环境条件3.地域性的反复冻融、冻胀4.火灾或表面受高温5.酸、盐类的化学作用6.中性话引起的内部钢筋锈蚀7.氯离子侵入引起的内部钢筋锈蚀1.设计方案不合理，造成附加应力增加2.对温度、收缩等变形作用引起的应力考虑不足，采取不合理的构造3.断面及钢筋用量不足、配置不当4.结构
6、物的差异沉降结构及外力5.超过设计荷载或者设计未考虑到的荷载1.胶凝材料（水泥及掺合料）非正常凝结（水泥受潮、水泥温度过高等） 、非正常膨胀2.胶凝材料的水化热3.骨料含泥量大4.骨料级配不良、孔隙率过高、质量低劣5.碱活性碱骨料反应6.混凝土中的氯化物7.混凝土配合比不合理，浆料过多等8.各种原因导致的混凝土过大收缩变形原材料及配合比9.水泥、掺合料及外加剂之间相容性不良裂缝发生时期与类型表：裂缝发生时期与类型表：裂缝发生时期裂缝的类型（成因）内应力引起的微裂缝塑性收缩裂缝1.浇筑完成后至终凝、硬化沉降收缩裂缝温度裂缝自收缩裂缝干燥收缩裂缝冻融作用裂缝胶凝材料非正常凝结、非正常膨胀、骨料级配
7、不良、空隙率过高、质量低劣等施工过程引起的裂缝2.终凝、硬化后至正常使用前结构物的差异沉降结构及外力、直接作用裂缝使用与环境条件（环境温度、湿度变化、反复冻融、冻胀、火灾或表面受高温）长期收缩裂缝钢筋锈蚀裂缝结构物的差异沉降碱骨料反应裂缝3.正常使用期间硫酸盐腐蚀裂缝预拌混凝土施工期间早期裂缝主要由间接裂缝引起，但也有其他原因，典型类型如下：预拌混凝土施工期间早期裂缝主要由间接裂缝引起，但也有其他原因，典型类型如下：1.由于水泥的非正常凝结引起的裂缝，一般发生在施工早期，裂缝短且不规则。2.由于混凝土的沉降收缩及泌水在上层钢筋顶部及侧面产生的裂缝，一般在混凝土浇筑 1-2 小时沿钢筋裂开。3.
8、由于混凝土的沉降收缩在不同构件节点处形成的裂缝，一般在混凝土浇筑速度过快时产生、4.塑性收缩裂缝，一般发生在混凝土终凝前，由于表面失水过快引起。5.由于水泥水化热导致的裂缝，一般发生在大体积混凝土构件中，如大体积混凝土基础、较厚的墙体、较大的转换梁、转换板等6.骨料中含泥土，随着混凝土的干燥产生的裂缝，一般称不规则网状分布。7.风化岩及质量低劣的骨料产生的裂缝，一般称突暴状。8.强度较高、高性能混凝土由于自收缩较大，在混凝土凝结、硬化后可能产生裂缝，其中梁、墙的裂缝多对称、连通（并非贯穿截面） 。9.拌合料拌合不均匀，可能产生膨胀性或收缩性开裂。10.搅拌时间过短混凝土搅拌不均匀，强度和和易性
9、均不好；搅拌时间过长，混凝土和易性会重新降低，且容易产生分层离析，产生网状裂缝。11.混凝土浇筑速度过快时，可能会导致混凝土产生不均匀沉降收缩。12.浇筑方案不合理时，会在接缝处形成裂缝。13.振捣不充分会使混凝土组分分布不均匀，过振可能导致混凝土泌水、离析、 。泌水严重时容易使浆体流失，进而引起开裂。14.早期养护不良，快速失水、表面处理不当引起开裂，特别在大面积的墙、板构件中常见。15.混凝土浇筑时，施工缝处理不当时会引起开裂。16.钢筋的混凝土保护层不够时，可能沿钢筋开裂。17.混凝土过早承受荷载、过早拆模、模板支撑刚度不足、支撑下沉、或者结构沉降拆模过迟、木模板受潮膨胀上拱等原因也会引
10、起开裂。18.模板侧向变形过大、鼓出，也会引起开裂。19.现浇混凝土结构，上部结构刚度较大时可能由于地基沉陷在柱根除产生裂缝、或者在柱头出现水平裂缝。此时，一般正常使用荷载还不大，躲在施工期间发生。裂缝控制现状初步分析：裂缝控制现状初步分析：1、优化混凝土配合比大体积混凝土所采用的是矿渣水泥、粉煤灰水泥的低水化热的材料，也可使用外残粉煤灰的普通硅酸盐水泥。级配良好的骨料可以改善混凝土的抗裂性能。同时骨料中含量过大，对混凝土的强度、干缩、徐变及和易性都会有不利的影响，对混凝土抗裂不利。外加剂，缓凝型高效减水剂能有效延缓水化热得释放，达到降低水化热放热的峰值，使混凝土水化热放缓，避免中心部位混凝土
11、温度急剧上升导致温差过大。矿粉，掺加矿粉不仅可提高混凝土的和易性，还可改善混凝土微观结构，提高抗渗性，延缓水泥水化，推迟凝结时间，降低混凝土早期水化热。粉煤灰，掺加粉煤灰可以减少水泥用量并有效降低水化热，优质粉煤灰的需水量小，可降低混凝土单位体积用水量和水泥用量，还可减少混凝土自身提及收缩，有利于防裂。优缺点比较：优化配合比能够减少水泥和水的用量，从源头上降低了混凝土凝结产生的水化热，而且对混凝土抗渗和防裂也有突出的贡献。不足的地方是配合比中涉及的材料种类较多，在计算各组分的比例时不好控制。2、跳仓法施工跳仓法施工原理是将早期混凝土内部应力尽量释放、解除；后期利用混凝土自身的抗拉能力来防止混凝
12、土裂缝。释放应力是基于目前在混凝土结构中胶凝材料水化放热速率较快，在 13d 达到峰值，以后迅速下降，714d 接近环境温度的特点，通过对现场施工进度、流水作业、场地的合理安排，先将超长结构划分为若干藏，临仓混凝土需要间隔 7d 后才能浇筑相连，通过跳仓间隔时间释放混凝土前期大部分温度变形与干燥收缩变形引起的约束应力。优缺点比较：跳仓法与传统的后浇带施工相比，前者让 2 道施工缝变为 1 道，相邻混凝土浇筑接触紧密，融为一体，取消了二次浇筑，节省了材料和人工，给后续施工带来方便。但是跳仓法需严格控制混凝土的配合比，充分利用混凝度的后期强度以避免有害裂缝。配制强度更高的混凝土不但提高了水泥和掺和
13、料的用量，增加了成本，而且混凝土也因水泥的增加和水化热的提高而更易产生裂缝，这是不合算的。3、布设冷却水管在施工过程中，预先在结构体内预埋水循环冷却管，当浇筑完成后或浇筑过程中及时通冷却水，利用水管的导热性能，由冷却水的流动带走混凝土的部分热量，降低混凝土的温度。根据降温的阶段目的，水循环冷却管的整个运行过程可分为两期，即初期冷却和后期冷却。初期冷却是在混凝土初凝以后，甚至常在混凝土浇筑时即行开始，目的在于削减混凝土水泥水化热峰值，减少水化热引起的温差，从而降低由水化热温差引起的温度应力，满足允许温差的要求。后期冷却在水泥水化热作用已基本完结之后的某一时间开始，目的在于满足接缝灌浆的温度要求。优缺点比较：水循环冷却管进行温控是行之有效的方法,该方法投入较小,冷却效率高。冷却水管的直径和管内流体流速应严格控制达到最佳效果。缺点是冷却管的布设给施工带来不便，管道易在施工时被破坏。拟提出的方案：人工冷却混凝土浇筑时的入模温度，采用分层浇筑施工方法。在中间层采用冰水拌合，中间层以上每层浇筑的入模温度呈递增趋势。该方法旨在控制混凝土内部温度与外部温度接近，降低内外温差，从而防止混凝土开裂。
