大体积混凝土裂缝及其防治措施浅析

朱婧 狄欣

摘 要：大体积混凝土在工程领域得到了广泛应用，但是实际应用过程中，这种大体积混凝土的浇筑易产生裂缝，会威胁到工程的整体安全。因此本文主要针对大体积混凝土的裂缝问题进行了探讨，具体分析了裂缝产生的原因，并针对性的提出了预防措施。

关键词：大体积混凝土；裂缝；工程实例

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.085

1 大体积混凝土及其裂缝概述

所谓大体积混凝土，指的是体积很大且需要现场浇筑的混凝土，由于其外形尺寸非常大，因此在浇筑过程中必须采取相对应的措施以预防水泥水化热以及伴随发生的体积变化。大体积混凝土的特点是结构实体尺寸较厚，实体混凝土的用量较大，工程条件复杂（大部分为钢筋混凝土地下结构），施工技术要求高，水泥水化热容易使结构产生温度变形。大体积混凝土的裂缝有不同的类型，依据裂缝的深度，可以将大体积混凝土分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。所谓表面裂缝，一般在危害混凝土整体结构性能方面很小，裂纹出现在混凝土结构的表面或局部的转角处，深层裂缝部分地切断了结构的断面从而给结构造成不同程度的影响；贯穿裂缝由于切断了结构的断面，所以对结构的整体性造成一定危害。

2 大体积混凝土裂缝的原因分析

大体系混凝土裂缝的产生主要包括以下几个方面：

（1）水泥水化热。所谓水泥水化热，指的是在混凝土所用水泥水化时，会产生大量的热量，而对于大体积混凝土而言，其断面有一定的厚度阻碍热量的损失。由于混凝土的初期强度及弹性模量都很低且导热性能较差，所以，混凝土对急剧温升产生变形的约束力并不大，使温度应力也会相应的变小。随着大体积混凝土使用年限的不断增加，弹性模量及强度也会逐渐增高，其内部降温收缩的约束力越来越大，当混凝土的抗拉强度不能抵抗这种拉应力时，混凝土便出现裂缝。

（2）收缩裂缝。收缩裂缝的具体类型如下：1）塑性收缩。混凝土浇筑后发生泌水沉实过程，许多规范均规定，在浇筑整体梁板或梁柱时，需要在柱或梁浇筑完毕后停顿1h～2h，待梁或柱混凝土沉实稳定后，再继续浇筑板或梁的混凝土，这种新浇筑混凝土体积减小的现象我们叫做早期收缩或塑性收缩；2）干缩。随着混凝土慢慢结硬，其表层的水分也逐渐蒸发，内部的温度慢慢降低，混凝土的体积也会减少，由于混凝土表层的水分蒸发快，而内部的蒸发慢，就均在表层收缩大而内部收缩小的情况，即收缩不均匀，由于内部的收缩会阻碍表层的收缩，所以表层的混凝土承受一定的拉力，当所承受的拉力超过抗拉强度时，就会产生裂缝，这种裂缝即使干缩裂缝；3）自生收缩。在混凝土的逐步硬化中，所使用的水泥与水会发生反应，及水化反应，此时也会发生收缩，即自生收缩，自生收缩和外界的湿度没有关系，它可以是正收货，也可以是负收缩，比如硅酸盐水泥混凝土，发生的是正收缩，而矿渣水泥混凝土则发生的是负收缩；4）炭化收缩。炭化收缩指的是由于水泥的水化物与大气中的二氧化碳发生化学反应而引起的收缩。一般而又，只有湿度在50%左右时才有可能发生炭化收缩，而且会随着二氧化碳的浓度变化而成正比变化。

（3）外界气温变化引起的裂缝。混凝土施工过程中，外界气温越高使混凝土的入模温度越高，而气温的下降又使混凝土增加了降温幅度，急剧的降温会增加混凝土内外的温度梯度，这对混凝土变形的影响是很大的。具体而言，外界气温直接影响着浇筑温度，外界气温如果越高，则大体积混凝土的浇筑温度也会越高；但若外界温度降低则又会使得大体积混凝土的内外温度梯度过大。

3 大体积混凝土裂缝的预防措施

下文将对大体积混凝土裂缝的预防措施进行分析。

3.1 注意原材料的选择

（1）水泥及外加剂的选择。首先应采用低水化热的水泥，采用水化热低的水泥以降低混凝土的温度。现有工程中重用的大体积混凝土，一般应优先选用水化热比较低的水泥，比如矿渣水泥、火山灰及粉煤灰水泥等，如果能够采取相应的措施使得发热不会增加的情况下，我们也可以选用一般的水泥。

其次在水泥中可加入粉煤灰，通过加入粉煤灰替代一部分水泥的方式来降低水化热产生的高温，有时等量取代20%～30%的水泥90天或1年龄期可以得相等的强度。还可以应用减水剂或高效减水剂，通过加入高校减水剂，可以同时减少用水和水泥用量，减少了水泥的用量也必然会降低混凝土的温度。

（2）骨料的选择。骨料除应符合普通混凝土用砂和碎石或卵石的有关质量标准外，应注意以下要求：1）有害杂质：在混凝土的骨料中，经常混入云母、新土以及淤泥等有害物质。2）品种和粒径：细骨料宜采用粗砂或中砂。3）含泥量：如果大体积混凝土的含沙量过大，不仅使得混凝土的收缩增大，也会使得强度降低，对混凝土的抗裂性产生很大的危害。

3.2 采用合理的施工方法

在大体积混凝土的施工工艺方面，要采取有效的温控措施，尽可能降低混凝土的入模温度，合理安排施工。具体可以采取以下措施：

（1）降低混凝土的浇注温度。依据大体积混凝土的结构尺寸以及其外部环境条件，一般可以采用以下两种方法来减小温差。第一种方法是通过埋设冷却水管，通过冷却水管中流动的冷却水带走热量来降低混凝土的温度；第二种方法是采用保温隔热材料将混凝土结构包覆起来，以减少混凝土结构的温差，保温方法已在现今一些大体积混凝土工程中得到广泛的应用。

（2）分块分层浇筑混凝土。由于大体积混凝土结构的水平尺寸越大则其所受的约束也越大，所以一般会根据现有设备的搅拌及浇筑能力来进行分块分层浇筑，在进行分块浇筑是要尽量避免断面的突变，因此不同的端面其温度变化和干缩均不相同，在断面的变化处会产生约束。同时采用薄层浇筑，利用层面散热以降低混凝土温度，分层厚度一般可以为0.75m～3.0m。分块分层浇筑有利于削减混凝土最高温度和内外温差，也可以减少约束。

4 结论

随着人们对大体积混凝土裂缝研究的不断深入，在裂缝的成因和计算方法方面有着不同的理论，但是对裂缝的预防及处理措施方面较为统一，这些方法也在实践中得到了广泛的应用，效果良好，在具体的工程实践过程中，只要我们多观察，多总结，时候多分析，就可以最大程度地防治大体积混凝土裂缝的产生。

参考文献：

[1]武卫江.大体积混凝土裂缝的产生原因与预防措施[J].山西建筑，2005，12（23）：25-27.

[2]张磊，鲁企造.浅谈大体积混凝土浇筑的主要措施[J].科技资讯，2007，9（20）：19-21.

[3]刘冰.浅谈大体积混凝土[J].东北公路，2001，1（02）：35-36.

作者简介：朱婧（1986-），本科，助理工程师。