浅析建筑工程大体积混凝土裂缝的控制措施

浅析建筑工程大体积混凝土裂缝的控制措施

周媛媛

（安徽水利开发有限公司） 安徽 蚌埠 233 000 【摘要】在大体积混凝土结构施工中，混凝土裂缝的控制是一个很重要的课题。本文介绍了大体积混凝土的定义及裂缝产生的原因，主要分析了防止裂缝产生的一些措施。 【关键词】大体积混凝土； 温度应力 ；配合比；裂缝措施 近年来国家对于基础设施的建设投资规模不断的加大，大型建筑的增多使得大体积混凝土的基础浇筑称为工程中极为重要的一个环节，这种混凝土浇筑方式因为其结构厚、钢筋密、混凝土数量多等特点受到广泛的应用，但是在浇筑过程中水泥的水化热产生的热量和混凝土本身的收缩作用却让混凝土产生裂缝，降低混凝土性能，给整个工程都带来了安全隐患。

1、大体积混凝土的定义

所谓大体积混凝土，是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。

2、建筑工程大体积混凝土的浇筑特点

大体积混凝土的体积大，构造厚实，而且在浇筑时容易形成裂缝，因此在浇筑的过程中一定要确保其整体性，通常情况下需要混凝土实施连续浇筑，防止留下任何缝隙；后期的养护工作一定要做好，不然大体积混凝土就会发生一连串问题，这对于整个项目而言都会形成非常大的影响。大体积混凝土在现实浇筑中，水泥的水化热量，再加上混凝土的体积大，因此混凝土内部不容易散发热量，而混凝土外部的热量散发快，这就产生了温差。温差就会造成应力的出现，从而导致混凝土出现裂缝，影响结构的安全性、适用性和耐久性等。

3、建筑工程大体积混凝土裂缝形成的因素分析

（1)水泥水化热的影响。

水泥在水化过程中产生大量的热量，这是大体积混凝土内部热量的主要来源。由于大体积混凝土截面的厚度大，水化热聚集在结构内部不易散发，会引起混凝土内部急剧升温。当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。
（2)内外约束条件影响。

混凝土在早期温度上升时，产生的膨胀受到约束而形成压应力。当温度下降，则产生较大的拉应力。若拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会产生裂缝。
（3)外界气温变化的影响。

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开裂有重大影响。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；外界温度下降，会增加混凝土的温度梯度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，产生温差和温度应力，使混凝土产生裂缝。

（4)混凝土的收缩变形。

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。

4、建筑工程大体积混凝土裂缝的控制措施：

4.1控制混凝土入模温度和浇筑温度

大体积混凝土工程施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行试算，并确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的升温峰值，里表温差及降温速率的控制指标，制定相应的温控技术措施。温控指标符合下列规定：

（1)混凝土浇筑体在人模温度基础上的温升值不宜大于50℃。如果混凝土浇筑体的温升值过大，将导致混凝土的整体温度与环境温度之间产生巨大的温差，降温速率不易控制，从而导致混凝土出现开裂。

（2)混凝土浇筑体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃。当里表温差超过25℃时，表层混凝土受到的拉应力将很有可能超过混凝土同龄期的抗拉强度，造成混凝土的开裂。因此规定了混凝土浇筑体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜于25℃.

（3)混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d.由于控制降温速率从根本上是在降温阶段控制由于外约束产生的宏观应力，所以要求控制的是断面加权平均温度的降温速率，而不是控制每个温度测试点的降温速率。经理论计算和工程经验的验证，小于2.0℃/d的降温速率，可以在很大程度上降低混凝土开裂的风险。

　 （4)混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。混凝土一旦拆除保温养护，表面温度将迅速降低，为防止由于混凝土表面与环境温差过大而造成混凝土表面降温速率大，进而导致表面温度收缩应力过大产生的裂缝。

4.2合理选择原材料，优化混凝土配合比

选择混凝土原材料、优化混凝土配合比的目的，是使混凝土具有较大的抗裂能力，就是要求混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小。在此，目前国内外的经验主要有以下几条：
（1)选择水泥
内部混凝土主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两方面的要求，一般采用低热矿渣水泥，中热硅酸盐水泥掺入一定量的粉煤灰；外部混凝土，除抗裂性能外，还有抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小等要求，因此一般采用较高强度等级的中热硅酸盐水泥。

（2)掺用混合材料
适当掺用混合材料可降低混凝土的绝热温升、提高混凝土抗裂能力，目前主要是粉煤灰掺得较多。掺以球形颗粒为主的细粉煤灰，有益于改善混合料的和易性，使其更加致密。粉煤灰的形态效应有利于减少混凝土的单位用水量；粉煤灰的微骨料效应可减少硬化混凝土的有害孔比例，有效提高混凝土的密实性。
（3)掺用外加剂
外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等多种类型。减水剂是最管用、最重要的外加剂，它具有减水和增塑作用，在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下，可减少用水量，节约水泥，降低绝热温升。
（4)优化混凝土配合比
严格控制砂石骨料的含泥量，在保证温凝土强度及流动传条件下，尽量减少水泥用量，降低混凝土绝热温升。
4.3加强混凝土的温度监测工作
温度监测既是大体积混凝土施工中的一个重要环节，也是防止温度裂缝的关键。而在引起裂缝产生的诸多因素中，混凝土水化热和外界气温造成的构件内部温度应力是一个很主要的因素。为了控制裂缝的产生，这不仅要在混凝土成型后，对混凝土的内部温度进行监测，而且应在一开始，就对原材料、混凝土拌合、入模和浇筑温度进行系统的监测。
4.4加强混凝土的保温与养护
保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度，防止表面裂缝的发生。无论在常温下还是在负温下施工，混凝土表面都需覆盖保温层。常温保温层，可以对混凝土表面因受大气温度变化或雨水袭击的影响起到缓冲作用；负温保温层则根据工程项目地点、气温以及控制混凝土内外温差等条件进行设计。通常情况下，大体积混凝土的养护要求如下：
（1)保温养护措施使混凝土浇筑块的里外温差及降温速度满足温控指标的要求。
（2)保温养护的时间根据温度应力加以控制确定。合理的保温时间是从混凝士降温时开始，这是因为混凝土在升温阶段基本上处于受压状态，混凝土出现裂缝的机会非常小；如果在升温阶段开始保温，这实际是进行混凝土蓄热，势必提高了混凝土的最高温升，根据多年经验，混凝土保温开始至少3d以后进行，大体积混凝土的养护期不得少于15d。

3. 用于混凝土的保温养护的材料应具有良好的保温性能。在大体积混凝土养护过程中，可因地制宜地采用保温性能好而又便宜的材料如塑料薄膜、草袋等。　

5. 结语　

总的来说，大体积混凝土仍然是施工中最常用的浇筑手段，施工人员在施工时应当注意使用方法，保证施工质量，尽量避免不必要的裂缝的产生，在防治措施的分析与问题的解决时要严格按照混凝土施工的注意事项处理，各方面共同合作，一旦出现问题，分析产生原因，及时寻找合理的解决办法，争取建造出优秀的建筑。

参考文献：

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[2]林松涛.大体积混凝土施工标准解析与应用指南[M].中国建筑工业出版社,2019:12-13.

[3]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会.建筑工程管理与实务[M].中国建筑工业出版社,2021:147-148.

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