大体积混凝土裂缝防治技术

王晓华

摘 要：混凝土的裂缝问题是工程中普遍存在的问题，而又难于解决的实际问题，混凝土裂缝问题原因复杂多样，材料质量、混凝土配合比、施工工艺、后期养护，每个环节都会可能导致裂缝的生成，影响工程实体质量。本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行浅谈，并重点阐述大体积混凝土裂缝一些预防及处理措施。

关键词：大体积混凝土 裂缝 预防

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0046-01

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。

1 混凝土常见裂缝原因分析

近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定的范围内也是可以接受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。

混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外荷载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。大体积混凝土裂缝出现的最突出原因是混凝土实体内外温差引起，混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

2 控制温度应力、防止裂缝的技术措施

2.1 选择混凝土原材料、优化混凝土配合比

（1）水泥的选择：结构内部混凝土主要考虑抗裂性、低热和强度等方面要求，结构外部混凝土处了抗裂性外，应考虑抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度及干缩较小等。综合考虑以上性能一般采用较高标号的中热硅酸盐水泥。（2）添加矿矿物参合料：添加矿物参合料的目的在于提高混凝土的绝热升温、提高混凝土的抗裂能力。一般采用粉煤灰较多。（3）外加剂：减水剂是最常用、最重要的外加剂，它具有减水和增塑作用，在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下，可减少用水量，节约水泥，降低聚热升温。（4）配合比优化：在保证混凝土强度及流动度的条件下，尽量节省水泥，降低混凝土绝热温升。

2.2 严格控制混凝土温度、减小基础温差、内外温差及表面温度骤降

严格控制混凝土温度是防止裂缝最重要的措施。（1）降低混凝土浇筑温度：通过冷却拌合水、加冰拌合、预冷骨粒料等办法降低混凝土出口温度，采取加大混凝土浇筑强度、仓面保冷等方法减少浇筑过程中的温度回升。（2）水管冷却：在混凝土预埋水管，通低温水以降低混凝土温度。水管冷却温场分析边界条件分析比较复杂，需对对热力学参数进行实测的基础上进行有限元分析，计算内部温度场及仿真应力场，根据计算结果制定出不出现有害裂缝的水管冷却的水管直径（如果外半径和导热系数相同的情况下，管径增大一倍，冷却速度约提高20%，效果并不显著）；水管间距（水管间距减小一倍，冷却时间可减短1.23倍，效果显著）；水管厚度（今属导热系数大，其厚度对冷却效果系数小）；管内流量（管内流量加大一倍，冷却时间约减少18.6%。冷却效果不显著）；冷却水温度、冷却速度与冷却时间（冷却水温度越低，冷却效果就越好，但过大的温差会在水管周围的混凝土产生拉应力，甚至导致裂缝，通常将冷却水与混凝土之间的温差控制在20 ℃以内。管内流入的水和返回的水温差不宜大于6 ℃、降温速率不宜超过2 ℃/d。通水冷却时间一般为8～14 d）；水管长度（水管长度增加后，冷却效果有所降低。水管长度增加一倍，与冷却水流量减少一倍的冷却效果是相同的。为了使流量在各官圈内尽可能均匀分配，应是各管圈的长度大体相近，对于长度较短的管圈，往往把几个管圈串联起来，再接到供水支管上去）；水流方向（如果自始至终保持统一流向，出口的混凝土温度将高于入口端的混凝土温度。为了使混凝土温度尽可能均匀，应不断改变水流方向，建议半天改变一次水流方向）等参数。（3）表面保温：在混凝土表面覆盖保温材料，以减少内外温差、降低混凝土表面梯度。

2.3 重视施工前期准备工作

要像重视混凝土制备和浇筑准备那样重视温度控制方面的准备工作，大体积混凝土浇筑前应进行温控计算并制定严密的温控措施，确保大体积混凝土的浇注质量。

2.4 加强施工管理

提高混凝土施工质量：裂缝总是从强度最低的薄弱处开始，当混凝土质量控制不严、混凝土强度离散系数大时，裂缝就多。混凝土的入模温度一般应控制在25 ℃，混凝土入模后的最高温度一般不高于60 ℃，内部温度与表面温度一般不大于20 ℃，新浇筑混凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土介质之间的温差不大于20 ℃，养护水温低于混凝土表面的差值不大于15 ℃，混凝土的降温速率不宜超过2 ℃每天，当周围大气温度低于养护混凝土表面温度超过20 ℃时混凝土表面必须保温覆盖以降低降温速率。

2.5 养护方法

养护时防止混凝土产生裂缝的重要措施，必须充分重视，并制定养护方案，派专人负责养护工作。

3 结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低混凝土的抗渗能力，影响混凝土实体结构的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响混凝土的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证实体结构安全、稳定地工作。

参考文献

[1] 公路桥涵施工技术规范[S].JTG/T F50-2011.

[2] 普通混凝土配合比设计规程[S].JGJ55-2011.

[3] 吴晏.大体积混凝土结构裂缝的成因及预防措施[J].山西建筑，2009，29：130-131.