大体积混凝土裂缝的分析及防治陈玉飞

大体积混凝土裂缝的分析及防治陈玉飞

陈玉飞

江苏南通二建集团有限公司江苏启东226200

摘要：大体积混凝土工程裂缝是建筑施工中得常见问题，如何控制大体积混凝土的产生，是建筑工程施工得一大难点，本文分析了大体积混凝土产生裂缝的原因，并总结提出了防治裂缝的工程对策措施，供大体积混凝土工程施工中参考。

关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；防治

一、大体积混凝土的定义

通常是以温度和尺寸来区分的。当构件的断面最小的尺寸，大于或者等于1米以上，并且混凝土内最高温度与外界气温之差超过25℃的，这种构件一般称之为大体积混凝土。

二、大体积混凝土的特点

在目前国内的大部分高层建筑中，地下室基础大部分都会采用大体积混凝土构件作为基础，如箱形基础、片筏基础等等，这些建筑基础底板的厚度大多在0.6m至3m左右，具有厚度大、体型大、混凝土用量大、施工难度大等特点。另外关键得是它表面系数比较小，水化热较为集中，内部升温快，施工中面临的最大的质量问题就是混凝土裂缝。

三、大体积混凝土产生裂缝的成因

1、水泥水化热

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,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3-5天。

2、外界气温变化大

大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。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温度变形造成的,温差愈大,温度应力也愈大。同时,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一般可达60-65℃或者更高,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引起的温度应力。

3、表面水分蒸发快

混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的,而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。当混凝土表面的湿度不能及时、适量得到供给时,就容易产生干缩裂缝。影响混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺(特别是养护条件)等。

4、其他因素的影响

建筑物基础的不均匀沉降也会产生裂缝,这种裂缝会随着基础的沉降而不断的增大,待地基下沉稳定后,将不会变化。混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝。一般是在混凝土配合比中,粗骨料级配不连续、数量不够,砂率及水灰比不当所造成的裂缝。水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。

四、大体积混凝土裂缝的防治处理

1、设计构造措施

①设置缓冲层：在底板的地梁、坑内水沟等关键部位，可用聚苯乙烯泡沫或沥青木丝板作垂直隔离，以缓和地基对基础收缩时的侧向压力，避免应力集中。

②在大体积混凝土结构的孔洞或截面突变处，由于温度和收缩作用，会产生应力集中而导致开裂，应采取增配钢筋或设置过渡段的措施。

③增设暗梁：在现浇钢筋混凝土地下室、水池等结构施工时，为了防止底板与边墙、边墙之间因约束应力产生的裂缝及边墙上部因边缘效应引起的裂缝，可在施工缝上下等薄弱部位增配钢筋予以加强。

④合理配筋：当混凝土的底板或墙体厚度较小时，增配构造钢筋，能起到抵抗混凝土温度裂缝的作用。

⑤合理设置施工缝：“抗”的方法，即不设任何施工缝，通过采取措施减少被约束体与约束体之间的相对温差，减少约束，改善配筋，减少混凝土收缩，提高混凝土抗拉强度等，以抵抗温度收缩变形和约束应力。“放”的方法：即以设置永久性伸缩缝的办法，将超长的现浇钢筋混凝土结构分成若干段，以释放大部分变形，减少约束应力。“放”“抗”结合的方法：采用“后浇带”的施工方法，在施工期间设置作为临时施工缝的“后浇带”，将结构分成若干段，可有效削减温度收缩应力。

⑥合理制定温控指标：大体积混凝土施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的最高温度、温度收缩应力进行验算，以此确定施工阶段混凝土的浇筑温度、内表温差、降温速度及温度陡降等控制指标，以达到控制裂缝的目的。

2、从原材料方面采取技术措施

①选择合适的原材料，优化混凝土配合比：可优先选用低热水泥，降低水泥水化热。

②合理选用外掺料：在混凝土中加入适量的外加剂，可以改善混凝土的特性，减少水泥用量，减少混凝土的温升。

③控制混凝土出机温度和浇筑温度：控制混凝土出机温度和浇筑温度是一个很重要的措施。

3、从施工方面采取措施

在实际施工过程中，我们需要制定可行的大体积混凝土施工方案，其中除了要依据施工规范，做好混凝土养浇筑，测温，养护等工作以外，还要注意一些其他方面因素对大体积混凝土施工质量的影响。

①合理选择混凝土浇筑方案：大体积混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或分段分层踏步式推进的浇筑方法。

②改进混凝土搅拌和振捣工艺：即采用二次投料和二次振捣的新工艺，提高混凝土的强度。

③混凝土的泌水处理：应采取在侧模留设孔洞等措施将浇筑混凝土过程中形成的泌水排出坑外。

④混凝土的表面处理：先用长刮尺刮平，在初凝前用铁滚筒碾压数遍，再用木楔打磨压实，以闭合收水裂缝。

⑤加强混凝土的养护：根据工程的具体情况，可采用薄膜加草袋或蓄水的养护方法。

⑥温度监测：大体积混凝土保温保湿养护中，应对混凝土的内表温度，顶面及底面温度，室外温度进行监测，根据监测结果对养护措施作出相应的调整，确保温控指标的要求。

五、结语

大体积混凝土工程的裂缝产生机理我们研究的已经比较深入，掌握了其内在规律，在此基础上也总结出了一系列的防范措施，都有一定的效果。在工程实践中，我们一方面要防范裂缝的产生，同时也要使得所采取的措施对混凝土的强度及耐久性等影响要足够小，这俩这之间既有统一的一面：如加强浇注后养护工作既能提高强度，也能防止开裂；同时也有对立的一面：如在采取分层浇注时，可以有效防治开裂问题，但降低了混凝土的整体性。同时，在选取防治大体积混凝土开裂的措施时，我们还要考虑成本，工期等因素，这就使大体积混凝土在施工方案选择时要细心谨慎，不可忽略任何一个相关因素。

参考文献：

[1]吴立业，高玉良.试论大体积混凝土的施工[J].赤峰教育学院学报.2001（01）.

[2]张荣华.大体积混凝土施工技术[J].中国西部科技.2004（08）.

[3]张潞斌.大体积混凝土裂缝产生原因及防治措施[J].山西建筑，2008，08：164-165.

[4]尹学胜，孙亮.大体积混凝土裂缝产生原因及防治研究[J].山西建筑，2013，05：80-81.

[5]王良荣.大体积混凝土裂缝产生的原因与防治技术措施[J].门窗，2014，05：135+139.