对大体积混凝土的裂缝分析

朱立松

河北藁城市廉州建筑有限公司（052160）

混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害。混凝土早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发张成具有破坏性的贯穿缝和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。而大体积混凝土往往运用在一些重要的结构上，如建筑基础、大坝等，一旦出现裂缝，可能造成的损失会更加严重。具体分析如下:

1 温度因素

由于水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的温度应力是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。

2 混凝土收缩的因素

引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。混凝土中约有20%的水分是水泥硬化所必须的，而约80%的水分要蒸发。多余水分的增发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交换变化，这对混凝土是很不利的。

3 不均匀沉降和其他因素

1）建筑物基础的不均匀沉降也会产生裂缝，这种裂缝会随着基础沉降而不断的增大，待地基下沉稳定后，将不会变化。

2）混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝，一般是混凝土配合比中，粗骨料级配不连续、数量不够，砂率及水灰比不当所造成的裂缝。

3）水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。

4）由于振捣不密实、沉实不足，或者骨料下沉等原因引起的混凝土沉缩裂缝在大体积混凝土（特别是泵送大流态混凝土）施工中也非常多。

4 优选混凝土各种原材料

4.1 水泥的选择

大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失,可适度增加活性细掺料替代水泥。

4.2 骨料的选择

在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。

在选择细骨料时,采用平均粒径较大的中粗砂，从而降低混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。

4.3 掺加外加料和外加剂

掺加适量粉煤灰，可减少水泥用量，从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。掺加适量的减水剂,它可有效地增加混凝土的流动性，且能提高水泥水化率，增强混凝土的强度，从而可降低水化热，同时可明显延缓水化热释放速度。

5 施工控制措施

1）严格控制混凝土的浇筑速度，一次浇筑的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实，严格控制振捣时间、移动距离和插入深度，严防漏振及过振。

2）混凝土温度控制:为降低大体积混凝土的水化热，在混凝土的内部通入冷却循环水，采用循环法保温养护，以便加快混凝土内部的热量散发。

为能够较准确地测量出混凝土内部温度，在混凝土中预埋测温管，用水银温度计测温。上下层温差控制在15～20℃之内。根据各测点的温度，可及时绘制出混凝土内部温度变化曲线，对照混凝土理论计算值，分析存在的问题，有的放矢地采取相应的技术措施。

3）混凝土养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土的内外温差，促进混凝土强度的正常发展及防止裂缝的产生和发展。

从混凝土浇筑完成到终凝这段时间的养护对混凝土而言十分重要。混凝土浇筑完毕后，在其顶面及时加以覆盖，要求覆盖严密，并经常检查覆盖保湿效果。其主要作用:1）蓄水保温，防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度骤变；2）保持内外温差的稳定。

6 不均匀沉降引起裂缝的预防措施

1）对松软土、填土地基应进行必要的夯实和加固。构件制作场地周围应作好排水措施，并注意防止水管漏水或养护水浸泡地基。

2）避免直接在松软土或填土上制作预制构件，或经压夯实后作预制场地。

3）模板应支撑牢固,保证有足够的强度和刚度，并使地基受力均匀。拆模时间不能过早，应按规定执行。

[1]JGJ55－2000，普通混凝土配合比设计规程[S].

[2]GB50204-2002，混凝土质量验收规范[S].