建筑工程大体积混凝土裂缝防治技术分析

代星星 丁方方

摘 要：大体积混凝土开裂后，其性能与原状混凝土性能差异很大，尤其是对耐久性（渗透性）的影响更大；混凝土渗透反过来又会加速和促使混凝土的进一步恶化，严重影响其结构的长期安全和耐久运行。裂缝的产生大多在早期，因此，本文主要对建筑工程大体积混凝土裂缝产生的原因及防治措施进行了分析与探究。

关键词：大体积混凝土；裂缝控制；原因

随着我国综合国力不断提高，对基础设施的投入不断加大，大型、特大型工程日益增多，必然导致大体积混凝土工程也越来越多。由于大体积混凝土整体性要求高。因此对砼施工技术要求较高，水泥的水化热量大且聚集在构件内部不易散出，往往形成较大的里表温差（temperature difference of center and surface），造成砼表面产生收缩裂缝等。要解决裂缝问题就需要对其产生原因、防治措施进行深入研究，以此提升工程质量。

1 大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土浇筑后水泥水化热温升较高，由于体积较大，聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度显著升高，造成混凝土内外温差较大，混凝土表面易产生裂缝。降温阶段，混凝土逐渐散热收缩，混凝土内部易出现贯穿性裂缝。总之混凝土的升降温过程会引起混凝土内部温度应力剧烈变化而导致混凝土结构产生有害裂缝，施工难度较大。在具体施工应用中，往往会遇到大体积混凝土裂缝问题，如干缩裂缝、温度裂缝等，产生这些裂缝的主要原因如下：

1、干缩裂缝

大体积混凝土的干缩裂缝大都是因为其内外部水分蒸发程度的不同，进而引发不同程度变形的结果。如果大体积混凝土受外部条件的影响，表面水分就会损失过快，从而产生变形；若内部湿度变化较小，混凝土的变形程度相对来说也会变小。因为受到混凝土的内部束缚，混凝土构筑物容易产生较大的表面干缩变形，进而产生较大的拉应力，最终产生大体积混凝土裂缝。大体积混凝土容易产生干缩裂缝与混凝土的相对湿度和水泥浆体的干缩性关系尤为重要。混凝土的相对湿度越低，水泥浆体的干缩性也就越大，混凝土干缩程度主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量以及外加剂的用量有着密切的关联。

2、塑性收缩裂缝

塑性收缩是混凝土在完成浇筑后且尚在塑性状态下发生的收缩，混凝土裂缝常常会发生在项目施工的过程中，大约是在混凝土浇筑后的四小时左右，此时的水泥水化反应剧烈，会发生水分快速蒸发和泌水现象，此刻的混凝土会发生失水收缩的情况。通常在干热或大风天气，塑性收缩裂缝会出现。混凝土塑性收缩的裂缝大多是两端细、中间宽，且长短不一的状态。在混凝土表面积较大的面上经常会产生混凝土裂缝，因此，为了减小混凝土的塑形收缩，在施工过程中，一定要合理控制和把握好水灰比，搅拌时间不宜太长，避免快速下料，振捣一定要密实，分层浇筑要注意竖向变截面的处理。

3、温度裂缝

混凝土热胀冷缩的性质，注定会在其外部环境或内部温度发生变化时产生变形。若混凝土变形遭到约束，则会在其结构内形成拉应力，当此时的拉应力超过混凝土的抗拉极限时，大体积混凝土表面便会形成裂缝，这种裂缝多数情况下回发生在混凝土施工后最初3～5天。

2 建筑大体积混凝土裂缝防治措施

1、合理选择原材料，优化混凝土配合比

水泥水化热是产生大体积混凝土裂缝的主要温度因素，因此在选择水泥时，要优先考虑水化热低、、具有微膨胀、凝结时间长、抗冻融性、耐磨性的水泥，这一类的水泥在水化膨胀期，便会产生相应的预压应力，减少混凝土内部的拉应力，从而提高混凝土的抗裂能力，减少混凝土裂缝发生的概率。掺入混合材料，在混凝土中用一定量的粉煤灰来代替部分水泥，则可以减少混凝土中的水泥用量，并且能够改善混凝土的粘塑性，并延迟混凝土水化热，因此在混凝土中掺入适量的粉煤灰，可以改善混凝土的后期强度，强化混凝土的抗裂能力，在其早期的抗拉轻度以及早期的拉伸值会有小幅度的降低，对防止混凝土裂缝起到很好的作用。因此，在工程中，常用粉煤灰做外掺料。

2、混凝土配合比设计的优化

大体积混凝土配合比的设计原则是在满足混凝土强度和密实性的前提下，尽量减少水泥用量，减少水泥水热化的释放和减缓释放速度。通常情况下，我们长采用“双掺”或“三掺”的手段，即采用外粉煤灰或膨胀剂取代部分水泥，这样可有效地减少水泥用量，达到降低混凝土的内外温差的目的。我们一般会选用良好级配的骨料，要严格控制砂石骨料的含泥量，降低水灰比，并且要在保证混凝土弧度及流动的条件下，尽可能地节省水泥，减少水化热现象的发生，以达到降低混凝土绝热温升的目的，进而降低大体积混凝土所受的拉应力。细骨料应尽可能地洁净的天然河砂，质地坚固、级配合理、吸水率低、孔隙率小的洁净天然河砂都是首选。线膨胀系数小、质地均匀坚固、粒形良好、级配合理的洁净碎石是粗骨料的首选，此外，采用碎卵石也是不错的选择。

3、合理布设冷却水管

大体积混凝土结构容易产生裂缝，因此必须在施工过程中对混凝土内部温度加以控制。在实践中采用埋设冷却水管的方式，以防止混凝土产生裂缝，下述四种措施可有效防止大体积混凝土产生温度裂缝： 第一，合理配置和采用低发热量的混凝土配合比；第二，埋设冷却水管，采用循环冷水的方式达到降温的目的；第三，混凝土养护期间的温度监控；第四，重视混凝土外部的保温养护。 在混凝土的内部结构中，埋设热交换效率高、连通比表面积大的金属薄壁管，通过调节水流量及流速的方式来控制大体积混凝土内部的温升速率，达到有效地快速解决大体积混凝土温度裂缝的问题。在大体积商品混凝土冷却管施工过程中，要综合考虑混凝土的入模温度、养护条件、水化热的发展变化规律以及混凝土通风散热的状况，将大体积混凝土裂缝的发生降到最低。

4、加强混凝土的温度监测工作

温度控制是大体积混凝土施工过程中的一个重要环节，也是防止大体积混凝土产生温度裂缝的关键因素。混凝土水热化和气温造成的构件内部应力是引起混凝土开裂的诸多因素其中的一个主要因素。为了控制混凝土裂缝的产生，这就要求对原材料，混凝土的拌合、入模、浇筑温度进行系统的检测，并且在混凝土成型之后，对其内部的温度进行监测。通过观察混凝土内部的温度变化，采取有效措施，將内外温差控制在允许的范围之内，对大体积混凝土温差裂缝的控制大致可分为施工前、施工中、施工后的多种措施。

5、混凝土保温和养护

刚浇筑的混凝土具有强度低、抗压能力小、易变形等特点，当大体积混凝土遇到温湿度条件不利的情况，干缩裂缝和冷缩裂缝就比较容易发生在混凝土表面。大体积混凝土的保温和养护工作一定要使混凝土浇筑块的内部和外部温差以及降温速度满足温控的指标要求。

防止混凝土表面裂缝的发生，以及减小混凝土表面与内部温差是加强混凝土保温的目的。大体积混凝土在常温或者负温条件下施工，其表面都必须覆盖保温层。比如，常温保温层可以对混凝土表面温度起到缓冲作用，像大气温度化或雨水袭击的温度都可以发挥很好的作用。而负温保温层的设计主要是根据工程项目的地点气温和混凝土内外温差等条件，但是负温保温层必须设置密不透风的材料覆盖层，只有这样，才能发挥其本能作用，提高混凝土的表面抗裂能力。

3 结束语

综上所述，随着建筑工程建设规模的不断扩大，我国建筑建设质量管理也愈加规范化，这就要求相关部门必须加强对工程施工质量控制。但现阶段我国建筑工程施工中还存在诸多问题，如大体积混凝土裂缝等。为有效处理此类问题，必须充分了解、掌握大体积混凝土裂缝产生的原因，只有这样才能确保采取的控制技术科学有效。

参考文献

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