浅谈大体积混凝土裂缝成因及控制措施

董旭东

【摘 要】:近年来我国建筑行业蓬勃发展，常规的建筑不能满足人们的需求，高层建筑、复杂构型建筑也随处可见，大体积混凝土由于其整体性被广泛采用。然而在大体积混凝土施工中的裂缝问题却逐渐引起了整个行业的重视。本文分析了并探讨了裂缝产生的原因，进一步提出了控制裂缝的建议和措施。

【关键词】：大体积混凝土；裂缝成因；控制措施

中图分类号： TV544+.91文献标识码： A 文章编号：

引言

随着我国经济和建筑业的迅速发展，建筑物规模不断扩大，高层建筑、超高层建筑、复杂构型构筑物不断增多，大体积混凝土逐渐成为其重要的组成部分。由于大体积混凝土体积庞大、一次性混凝土浇筑量大、工程施工工序复杂，如果施工组织不当极易产生不同程度、不同形式的裂缝。一旦产生裂缝，特别是基础贯穿裂缝出现在重要部位，危害极大，会降低结构的耐久性，削弱混凝土构件的承载力，同时可能会影响到建筑物的安全使用。探析裂缝形成的原因并采取有针对性地预防和控制措施已成为工程技术人员普遍关注的问题。

一、大体积混凝土裂缝产生的主要原因

钢混凝土中产生的裂缝有多种原因，结构型裂缝是由荷载引起的；而材料型裂缝主要是由温度和湿度的变化引起的，另外混凝土的收缩和变形，水泥安定性不合格，基础不均匀沉降，模板变形等都会导致裂缝的产生。下面具体分析这些因素如何导致裂缝的产生。

1、外界温度的变化。当外界温度变化较大时时，混凝土内外温差也比较大，产生了拉应力和压应力，容易导致混凝土裂缝的产生。这种情况下，合理的控制温度，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力从而导致裂缝，就显得极为重要。

2、混凝土的收缩变形。混凝土收缩裂缝主要有干燥收缩、塑性收缩、温差收缩和自收缩四种。塑性收缩是指在混凝土硬化之前，处于塑性状态，硬化初期主要是水泥、石子在凝结过程中产生的体积变化。干燥收缩是由于水泥、石子的脱水收缩。自收缩指混凝土浇筑完成后，密闭的混凝土内部相对湿度会由于水化热的原因降低，以致毛细孔中水分不充足引起负压，从而引起混凝土的自收缩。温差收缩主要是指由于水泥的水化中水化热引起温差所导致。

3、水泥的安定性不合格和水化热的影响。水泥安定性不合格容易导致混凝土产生的裂缝，其主要表现为混凝土表面龟裂，因此选取合格的水泥是关键；水泥在水化过程中会产生一定的热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源。由于大体积混凝土构件断面较厚，水泥产生的热量聚集在结构内部不容易散失，这就导致混凝土内部温度升高，而混凝土表面温度为室外环境温度。内外温度不同将导致自身膨胀程度不同，在混凝土内部产生压应力，在表面产生拉应力。如果温差超过25℃，则面层混凝土所造成的拉应力将要超过混凝土极限抗拉强度，此时混凝土构件的表面就可能产生裂缝，危害构件的安全性。

4、混凝土构件模板的拆除。拆除混凝土构件的模板时，如果没有达到承重梁、板的必要养护时间，导致混凝土的抗拉、压强度都低于正常值，在上部荷载作用下，从而使混凝土梁、板的下部在受拉情况下被拉裂，形成承重裂缝。

5、基础不均匀沉降。基础设计的主要依据是工程地质勘探报告。任何一个地质勘察，其结果都是类似的。当设计假设模型与地质实情不符等情况出现时，都很可能造成不均匀沉降。同时，由于上部建筑物荷载不同，也会产生不均匀沉降。这种不均匀沉降对混凝土就产生拉应力，当应力超过混凝土极限拉应力值时，将会产生裂缝。这种裂缝是比较严重的，对建筑物的危害较大，一旦出现，就会危及建筑物的安全和使用。

二、大体积混凝土裂缝控制措施

1、温度控制措施

混凝土温度和温度变化对混凝土是极其敏感的。当混凝土从零应力温度下降到混凝土开裂温度时，混凝土内部的拉应力超过了此时的极限拉应力。因此，通过人工控制混凝土温度的方法来降低混凝土内部水化热的温度和混凝土初温，减少和避免裂缝。在人工控制混凝土温度的过程中需注意的问题是防止超冷和过速冷却，超冷会使混凝土温差过大，引起温差裂缝，因此浇筑时间尽量安排在夜间，最大限度的降低混凝土的初凝温度。过速冷却不仅会使混凝土温度变化过大，而且前期的过速超冷会影响水泥——胶体体系的早期强度和水化程度，更容易产生早期裂缝。因此注意季节施工：在夏季施工时,应提前一周将水泥入库降温,对砂石场进行覆盖,避免阳光直射,混凝土搅拌时应采用凉水搅拌。冬期施工尽量采用水化热小的水泥做为混凝土骨料。

2、原材料选择控制措施

（1）选择级配良好的骨料。骨料在大体积混凝土中所占比例一般是混凝土绝对体积的80%～83%，因此在选择骨料时应选择线膨胀系数小、弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。具体来说可以选用粒径4mm～40mm的粗骨料，尽量采用中砂，控制砂子含泥量不得超过3％、石子的含泥量不得超过1％并且控制水灰比在0.6以下。还可以在混凝土中掺缓凝剂减缓浇筑速度以利于散热。另外还可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150mm～300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量，降低了水化热；而且石块本身也吸收了热量使水化热能进一步降低对控制裂缝有一定好处。

（2）尽量选用低热或中热水泥或利用混凝土的后期强度降低水泥用量，减少水化热在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥

（3）适量搀加粉煤灰。在混凝土中掺用粉煤灰后，可以提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料的水化热，提高混凝土内部的抗拉强度，有效地抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水情况发生等。

（4）精心设计混凝土配合比。设计合适的水灰比，尽可能的减少水泥的用量，减小水化热的影响。这样可以有效的控制因骨料原因而导致的裂缝。

（5）适当选用引气剂和高效减水剂，可以减少大体积混凝土胶凝材料用量和单位用水量，改善新拌混凝土的工作强度，提高硬化混凝土的热学、力学、变形、耐久性等性能。

3、施工组织方法控制措施

选择合适的浇筑方案。混凝土的浇筑方案应结合构件尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件以及实际情况合理分段分层。常见的浇筑方案有全面分层、斜面分层、分段分层三种。进行大体积混凝土浇筑时内部应适当预留一些孔道，在内部通循环冷水或冷气冷却，当混凝土浇筑在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时，在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层(浇二度沥青胶撒铺5mm厚砂子或铺二毡三油)，底板高低起伏和截面突变处，做成渐变化形式，以消除或减少约束作用。此外，还应加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。尽可能晚拆模。尽量采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

结束语

大体积混凝土开裂是目前建筑业行普遍面临的问题，大体积混凝土裂缝产生的原因不是单一的，不仅与混凝土的配合比有关,更重要的是与实际施工流程有关,是一个整体工程。只要严格按规范施工，认真的探索裂缝产生的原因，对于大体积混凝土裂缝,以预防为主,通过改善施工技术,提高施工质量,选择合适的施工组织方案等,有效地控制大体积混凝土温度裂缝的发生。提高建筑工程的耐久性、整体性和安全性。

参考文献：

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