大体积混凝土裂缝的成因及预防

文/王庐山 山东文景生态环境工程有限公司 山东济宁 272000

1、建筑工程大体积混凝土施工中的特点

1.1 温度变化特点

水泥在凝结硬化过程中，会放出大量的水化热。水泥在开始凝结时放热较快，以后逐渐变慢，普通水泥最初3d放出的总热量占总水化热的50%以上。大体积混凝土温度变化一般经历升温期、冷却期和稳定期三个时期。混凝土硬化过程中，导热性差，升温较快，降温较慢，温度梯度最大。最可能出现裂缝的部位是在3个临边处，即上表面、下表面和四周侧表面，是混凝土温度裂缝控制的关键。

1.2 工作环境特点

建筑地下室施工期间较少受到或完全不受日晒、雨淋等危害，同时深基坑中构筑物周围空间狭窄，通风条件差，就连昼夜温差变化大的气温影响也比地面小。拆模后及时回填，此后混凝土内部残余温度（余热）将通过回填缓慢外泄，直至与地面温度平衡。土壤导热性差，残余温度的消失将在长时间内缓慢地完成，这过程中温度应力不会影响混凝土质量，以致产生温度裂缝。

2、大体积混凝土裂缝的成因

2.1 温度影响

大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对大体积混凝土是否开裂有着很大影响。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起混凝土变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。另外，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度可达65℃,并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差过大引起的混凝土裂缝。

2.2 水泥水化热的影响

水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小，所以发生的热量聚集在结构内部不易散失，水化热越积越高，使内外温差增大，产生温度应力和收缩应力。水泥水化热引起的温升与混凝土结构的厚度、单位体积水泥用量和水泥品种等有关。混凝土结构的厚度愈大，水泥用量愈多，水泥的水化热越大，则混凝土结构的内部温升愈快。由于混凝土的导热性能较差，随着混凝土龄期的增长，其弹性模量和强度相应不断提高,对混凝土变形的约束也愈来愈强，即产生很大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗此温度应力时，易产生温度裂缝。

2.3 混凝土收缩变形的影响

在混凝土硬化之前,混凝土处于塑性状态，如果上部混凝土的均匀沉降受到限制，如遇到钢筋或大的混凝土骨料，或者平面面积较大的混凝土，其水平方向的减缩比垂直方向更难时，就容易形成一些不规则的混凝土塑性收缩性裂缝。

3、大体积混凝土裂缝的预防措施

3.1 加强大体积混凝土的配制

原料选择要根据实际情况和施工要求进行合理选择。在选择材料时，需要保证混凝土中砾石和沙的连续性。在混凝土中加入砾石和沙，可以减少水化反应产出的热量，在配制混凝土时可以添加一些缓凝剂和减水剂。根据施工规定，为确保施工质量，应添加一些粉煤灰材料增强混凝土的牢固性，以此对混凝土的强度进行控制和提升，并确定混凝土材料配合比。在使用材料的过程中，尽可能减少水泥使用量，这样可以减少成本，也可以提高混凝土的强度，从而保证施工的质量。在混凝土材料的配制过程中，我们可以选择水化作用比较小的水泥，尽可能减少热量的产生，降低因水化热原因造成对混凝土质量的影响，以此确保混凝土质量的提高。

3.2 控制混凝土温度

据大量实践证明，对混凝土影响最大的因素是温度。在混凝土配制过程中，对混凝土进行搅拌，伴随混凝土热量产生，温度会逐渐升高，导致混凝土的内部结构被破坏并形成裂缝。因此在施工过程中，要控制混凝土配制而产生的温度，要将温度控制在合理范围内。据相关资料显示，可以从两方面对温度予以控制:第一方面是对沙砾和石子进行清洗，这样做的目的是为了防止在混凝土搅拌过程中因摩擦而产生更多的热量。可以通过水分进行降温，且必须要有专业的人员进行检查和跟进，确保混凝土的质量得到保证。第二方面是找一个背阳的地方进行操作，可以搭棚或者进行其他的操作，这样做可以减少因太阳直射造成原料温度升高而对混凝土质量造成的影响。

3.3 加强混凝土浇筑及温度控制

因大体积混凝土结构具有较高的整体性需求，要求浇筑工作具有一次性、连续性，且不能进行施工缝留设。此工程采取斜面一层一层浇筑的方式，通过混凝土自由流动呈现出斜坡现象，泵送施工规范化，才能防止拆除、冲洗及接长混凝土输送管现象的频繁产生，才能对泵送效率进行有效提升。在进行混凝土浇筑施工时，也会因为众多因素的影响，导致混凝土的温度升高，使其内部温度发生变化，导致内外温差增大，使混凝土的内部结构遭到破坏，造成混凝土内部出现裂缝。在施工过程中，要对施工的设备和现场的工作流程进行检验和梳理，确保工作的正常进行，同时加大对施工现场的管理力度，确保每个环节都能有效进行施工，使空间的流动性变大，加快流通，减少太阳光的直射可以降低温度。

3.4 加强养护工作

在完成混凝土施工后，要及时对其进行养护，在实践中可以得知，保湿养护是混凝土养护的主要方法，养护应该不小于15d，在保湿养护的同时还要对混凝土的外表面进行保护。比如撒一层灰对混凝土表面进行保护。除此之外，还需控制混凝土的温度，对其温度进行检测和调控。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。

结语：

由于建筑工程大体积混凝土结构复杂且庞大，所以在施工过程中非常容易受到外来因素的影响。因此，我们必须充分的掌握大体积混凝土的施工特点，加强施工前的准备工作，注意各个环节中的问题注意各个环节中的问题，始终坚持以预防为主、管理严格的工作态度作态度，将建筑工程的质量管理工作落到实处。

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[2]欧世奇.房屋建筑工程大体积混凝土施工技术探讨[J].企业技术开发，2015，（2）.