大體積混凝土開裂的原因
導致大體積混凝土開裂的原因有很多，比如，水泥水化熱引起的溫度應力和溫度變形、內外約束條件的影響、外界氣溫變化的影響、混凝土內的收縮變形等。其中，水泥水化熱對大體積混凝土開裂的影響為主要原因，也是目前研究的熱點。
混凝土在凝結硬化過程中，水泥水化產生大量水化熱，這些熱量積聚而導致混凝土內部溫升較快；混凝土結構本身體積厚大，導熱系數低，熱量不易散發(fā)，從而造成與混凝土表面產生過大溫差，從而產生拉應力。當拉應力超過此時混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面將開裂，產生溫差裂縫。一般情況下，混凝土的內外溫差不宜超過25℃，否則混凝土將產生溫差裂縫。《混凝土結構工程驗收規(guī)范》(GB50204-2001)規(guī)定：大體積混凝土的澆筑溫度不宜超過28℃。大體積混凝土內部溫度變化曲線大致如圖1所示：
圖1 大體積混凝土內部溫度變化曲線
從圖中可以看出，當混凝土的澆筑溫度超過一定值之后，混凝土內部溫度過高，將是引起混凝土產生溫差裂縫的主要原因。另一種是干縮裂縫?；炷猎谟不^程中，因失水產生干縮裂縫，尤其是在混凝土硬化早期，混凝土收縮較大，而此時混凝土的極限抗拉強度很低，當收縮產生的拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，就產生干縮裂縫。一般水泥水化時所需要的水量為水泥重量的15%～20%，而實際施工時的混凝土用水量為水泥重量的45%～55%，甚至更多?；炷林兴挚梢苑譃榛瘜W結合水、物理化學結合水和物理水即自由水三種。當混凝土干燥時，首先是自由水蒸發(fā)，此失水過程不會引起收縮變形。進一步干燥使得細孔和微毛細孔中的水產生毛細壓力，使混凝土產生毛細收縮。待毛細水蒸發(fā)后，開始蒸發(fā)物理-化學結合。這此水分的蒸發(fā)引起水泥顯著的壓縮，產生收縮。以上三種蒸發(fā)水引起的混凝土干縮值大于混凝土的抗拉極限變形值時，混凝土就會產生干縮裂縫。
