大体积混凝土裂缝的成因及预防王刚

大体积混凝土裂缝的成因及预防王刚

王刚

关键词：大体积混凝土；裂缝成因；预防；措施

前言

在现代建筑工程中，经常会遇到大体积混凝土的施工，比如高层的基础工程、大型机械设备的基础工程、公路及水利工程等。其特点是施工困难、体积大，内部温度上升的比较快，水化热会放出较集中。当混凝土的内部和外部的温差大时，会引起混凝土出现温度裂缝，对结构的安全性和适应性造成不利影响。所以，必须分析裂缝产生的原因，以便有效控制裂缝。

1分析大体积混凝土裂缝产生的原因

1.1大体积混凝土结构受约束作用出现的裂缝

大体积混凝土结构在外界的环境中受到的荷载作用时很容易引起裂缝，当大体积混凝土在基础上浇筑时，在不采取有效措施控制基础上的约束时，极易引起较深的裂缝，有时候情况严重的直接贯穿的温度裂缝也会出现。

1.2大体积混凝土的收缩造成的裂缝

混凝土收缩是大体积混凝土在外界环境中凝结硬化时体积缩小的现象。混凝土在无荷载作用的情况下的这种变形，在受到约束的影响时，将在混凝土结构中产生应力，使得混凝结构土产生裂缝现象。

1.3大体积混凝土沉缩引起的裂缝

在大体积混凝土施工过程中会普遍遇到混凝土沉缩造成的裂缝这一种现象。其最重要的原因是在浇筑过程中由于振捣不到位，密实不足，表面浮浆较多，或者骨料下沉，再加上养护时覆盖不及时，在外界环境中经受风吹日晒，混凝土表面会很快失去水分，容易出现干缩现象，由于早期混凝土的强度比较低，因此在这种状态下就会受到荷载作用产生变形从而造成混凝土开裂现象。

1.4温度应力产生的裂缝

现在对温度应力产生的裂缝一般认为是由温差产生的应力造成的。温差可以分为3种情况：首先在混凝土浇筑初期，在水化过程中产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发出去，尤其是体积较大混凝土内部温度急聚上升，而结构混凝土外部温度为当时的环境温度，这时形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力超过混凝土当时的抗压强度时，就会导致混凝土开裂；另外，在混凝土拆模前后，表面温度降速很快，造成了表面温度骤降，也会产生混凝土开裂；同样当混凝土内部温度达到最高阶段，热量逐渐散发而降至正常环境温度时，其与最高温度的差值即是内部温差；这3种温差都会造成混凝土的开裂。在这3种温差中，最为重要的是由水化热引起的内外温差影响危害程度最严重。

2讨论大体积混凝土裂缝的预防措施

大体积混凝土应该该从设计阶段、混凝土材料选择、配合比设计、混凝土养护等环节进行有效控制，下面介绍几种有效预防裂缝的技术措施。

2.1混凝土的材料选择

（1）在大体积混凝土结构中，优先使用硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，选择中、底热并且初凝时间较长的其他种类水泥，比如：如矿渣硅酸盐水泥。在大体积混凝土的施工过程中控制水泥的水化热，使其3d的水化热小于等于240kj/kg，而且7d的水化热小于于270kj/kg。另外还要减少水泥的使用量，从而降低水化热释放的热量，达到降低混凝土的温度，以便有效增强混凝土的体积稳定性。

（2）在大体积混凝土的制备过程中，适当添加少量的外加剂，其不同外加剂的影响因素是：a.减水剂对混凝土的影响：减水剂的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时能减少水泥用量，而水灰比的降低和水泥用量的减少，对防止裂缝是极其必须的。b.缓凝剂对混凝土的影响：缓凝剂的主要作用是延缓混凝土释放水化热峰值的出现时间，由于混凝土的强度会随着龄期的增加而提高，所以，延缓放热峰值出现时混凝土已经有了一定的强度，从而减少裂缝产生的机率；另外改善拌和物的和易性，减少拌和物在入模前的坍落度损失。c.引气剂对混凝土的影响：引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性，可泵性和提高耐久性十分重要。在很大程度上增大混凝土的抗裂性能。需要特别引起关注的是外加剂的掺量不能过多，否则会引起负面影响。还要重视同水泥的相容性问题。在外加剂应用规范GB8076中规定，掺有外加剂的混凝土28d的比不得大于135%，即掺有外加剂的混凝土收缩比基准混凝土的收缩不得大于35%。

（3）选择级配良好的粗细骨料。①粗骨料尽量扩大其粒径，因为粗骨料的粒径越大，级配越好则孔隙率越小，总表面积也越小；每立方体用水泥砂浆量和水泥用量就越少，水化热也随即降低，对防止裂缝的产生有利。②细骨料：宜选择级配良好的中砂或中粗砂，最好还是用中粗砂较宜。因为其孔隙率最小，总表面积也小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热也低，裂缝会减少。另外由于要控制砂的含泥量，因含泥量越大则收缩变形量也大，裂缝产生更加严重。因此，对于细骨料的含泥量不要超过2%为宜。

（4）大体积混凝土的原材料要有产品合格证和相应的检验证明文件，原材料的质量必须满足国家的相关标准和有关规定，在确定这些原材料的各项性能指标复验合格后才能使用到大体积会凝土结构中。

2.2施工过程中有效技术措施

（1）在大体积混凝土浇筑之前，应该对编制的大体积混凝土施工方案进行技术交底，做好对模板、钢筋、支撑、预埋件等工作检查。浇筑混凝土应该提前把基槽里面的杂物等清理干净，而且混凝土的浇筑在现场环境温度大于35℃的情况下施工，应对模板进行洒水，降低温度。在浇筑大体积混凝土时，入模温度的上升值不大于50℃，混凝土的内部与外部温差不大于25℃，混凝土的外表面与大气的温度相差不大于20℃，浇筑混凝土的降低温度速度控制在每天不超过2℃。

（2）混在浇筑大体积混凝土是，要优先采用二次振捣技术，二次抹面工艺，及时对混凝土表面和内部进行处理，以便控制凝土表面收缩裂缝。

（3）在混凝土浇筑以后，应该及时进行养护，在水泥终凝前开始养护，养护时间不得少于14天。及时检测覆盖的情况，使混凝土表面始终保持湿润状态。

（4）在冬季施工中，大体积混凝土的外表面一级模板外侧及时做好保温措施，并加强温度检测的管理。

结语

大体积混凝土裂缝的产生，其原因是多种多样的。以目前我们的施工管理水平和技术管理水平，要彻底解决和消除大体积混凝土裂缝问题是十分困难的。但我们只要从材料、施工等方面采取一系列措施加以控制温升，控制混凝土内外温差，减少温度应力，裂缝是可以避免的，混凝土质量也能够得到保证，从而延长大体积混凝土的使用寿命以及使用效果，保障社会经济建设获得更好更快的发展。

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