建筑工程大体积混凝土裂缝成因分析

周西强

摘要：大体积混凝土构件作为一种重要的结构材料，被广泛应用在各种建筑工程中。大体积混凝土构件有着其他结构材料无法比拟的优点，当然也存在明显的缺点，裂缝问题是其使用中面临的一个最突出问题，本文对其进行了探讨，仅供参考。

关键词：建筑工程；大体积混凝土；构件裂缝；成因；措施

中图分类号：TU198文献标识码： A

引言

大体积混凝土出现裂缝将直接影响建筑工程质量，施工者要把握住对大面积混凝土结构施工的关键，充分认识到施工的难点，认真研究分析裂缝出现的成因，拿出应对措施，有效防止裂缝的出现。不断提高企业施工人员的综合素质，尽快适应不断变化的建筑市场。

一、积混凝土裂缝产生的主要原因

1、混凝土时

水泥在灌注混凝土时会释放大量水化热，受混凝土导热性的影响，水化热在构件内部进行了大量的积聚进而导致温度不断升高，在构件内部与构件外部形成温度差，进而在构件的表面出现拉应力，随着拉应力的逐步增大，当超出混凝土本身的抗拉强度的极限时，就会在构件的表面产生裂缝。

2、内外温差产生温差裂缝，即混凝土内外部温差过大产生的裂缝

其主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大，温度变化大，在混凝土内部产生拉应力，产生温度胀缩裂缝。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝，大体积混凝土浇筑后数日内容易出现等距离的直线形裂缝，有表面的，也有贯通的。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。混凝龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。

3、水泥的安定性

水泥的安定性是指水泥出炉后必须存放一段时间后（一般必须大于7天）才能施工使用，其主要目的是使新制水泥充分反应达到稳定状态。如果水泥刚出炉未过安定期就进行使用是大体积混凝土初凝前收光时出现混凝土开裂的最主要原因，对混凝土养护中出现的裂缝也有相当的影响。

4、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而不易散失。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。

5、结构引起的裂缝

结构发生裂缝产生的原因有: 模板及其支撑不牢,产生变形或局部沉降;拆模不当,引起开裂; 混凝土和易性不好、浇筑后产生分层,出现裂缝;构件厚薄不均匀,使收缩不均匀而产生裂缝;主筋位置严重位移,而使结构受拉区开裂;混凝土初凝后又受到振动,产生裂缝;构件受力过早或超载引起裂缝;基础不均匀,下沉引起开裂;设计不合格或使用不当引起开裂等等。

6、收缩胀裂引起的裂缝

混凝土的收缩和胀裂是裂缝形成的主要因素之一，收缩出现的裂缝主要是因为大体积的混凝土发生了变形。由于施工中混凝土表面的水分蒸发吸收很快，混凝土内部的水分相比来说损失吸收就比较小，混凝土表面的变形不能与混凝土内部的变形形成一致，所以当表面混凝土的拉力超过其荷载时，就会产生裂缝。冻胀引起的混凝土裂缝主要是由于气温低于零摄氏度的时候，这时，因为混凝土结冰体积变大，与混凝土的强度发生冲突，最终出现混凝土裂缝的产生。

二、大体积混凝土裂缝的控制措施

1、设计措施

避免结构突变产生应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。在易裂的边缘部位设置暗梁,提高该部位的配筋率,提高混凝土的极限拉伸。为保证模板有足够刚好强度、稳定性必须进行模板方案设计。

2、选用合理强度的水泥

在大体积混凝土中，混凝土温度的升高主要因素是水泥产生的水化热，因而，应该选用低水化热和凝结时间较长的水泥。如采用高水化热的水泥，就必须采取相应措施延缓水化热的釋放，同时，不宜用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土，避免增加水泥用量，一般选用强度等级为32.5或42.5的硅酸盐水泥、普通水泥和粉煤灰水泥。

3、合理的混凝土配合比

混凝土配合比应经实验室严格标准试验，而不能仅凭经验设计配合比。具体试验方式应依据原材料来进行配合比的设计，并且按照普通混凝土拌和物的性能等标准来进行试验和试配，以便满足混凝土对建筑施工性能、强度、耐久性等的要求。配置前应严把材料关，要检查水泥的种类、级别、出厂日期、包装及散装仓号等，并且要复验水泥的强度、安定性以及其他性能指标。在混凝土的生产中，砂、石等材料实际的含水率有时会和配合比的设计有一定的差异，所以在拌制混凝土之前应该检测和确定砂、石的含水率，根据测试的结果来调整材料的实际用量，提出恰当的混凝土施工的配合比。施工时严格按要求浇筑混凝土，各种标号混凝土严禁混淆，掌握各层各个混凝土构件的标号，按要求施工。添加剂控制技术：掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，减水防裂剂作用，掺加外加剂可使混凝土密实性好，减少碳化收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能。

4严格控制混凝土的组成材料

增加混凝土抗裂缝强度的首要问题，就是对混凝土组成材料质量的严格把关。原料最好是使用合乎规的材料，如果条件许可，最好是用那些收缩能力不是很强的。砂石的尺寸不合理，配比无序等都会使得材料的性能受到影响，导致收缩现象加剧，如果砂中的泥土数量非常多的话，不单单会对拌合作用产生负面意义，同时还会对材料的防冻性等产生负面意义。要明确收缩工艺的使用步骤。在建设之前的时候，最好是进行多次的测试工作，以此来明确最为合理的比例。并且工作者要进入场地，督导浇筑等活动，要确保坍落度合理，结合实际状况，认真地调节配比。

5、施工过程温度的变化，防止温度变化引起裂缝

在施工过程中，多数施工单位会选择在施工地点直接进行混凝的搅拌工作，如此会节省大量是时间和造价成本。在混凝土搅拌的过程中，要注意水量的添加，控制好混凝土的温度。在高温季节进行施工时，可以适当减少混凝土的浇筑厚度，加快混凝土的散热速度，在必要时可采用内部降温的方法保证混凝土整体的坚固性。对于温度低时，要加强对混凝土的表面保温措施，这样才能增加混凝土的抗裂性，降低混凝土裂缝的现象。

6、混凝土的早期养护

混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成的，寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝，因此混凝士的保温对防止表面早期裂缝尤为重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：一是防止混凝土内外温度差及混凝土表面产生梯度；二是防止混凝土超冷，应尽量设法使混凝土施工期间的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；三是防止老混凝土面的过冷，以减少新老混凝土间的约束。

7、混凝土表面处理

大体积混凝土不但表面水泥浆比较厚而且泌水现象比较严重，必须谨慎处理，否则会引起裂缝的出现。在混凝土浇筑即将结束时，其表面会出现泌水。应当将泌水引向低处，再用抽水工具将其抽走。在浇注完毕后的4--8个小时内，尽快将浮浆清理掉。做法是用长刮尺将其刮平，然后用木抹子搓平压实。如果在初凝之后表面出现龟裂，就要尽快进行第二次抹压，不能拖延，抹压有助于消除龟裂纹。

8、改善施工工艺，预防混凝土裂缝

首先，可以改善大体积混凝土的搅拌工艺。在搅拌时，可以更改投料顺序，在对水、水泥和砂进行充分的拌合后，再和石子一起进行搅拌。其优点在于不会产生泌水作用，使得混凝土构件硬化后的界面过渡层更加紧密。其次，适当二次振捣。采用二次振捣可以对大体积混凝土构件在泌水作用下产生的水分和空隙进行排除，可以提高混凝土的握裹力，防治混凝土沉落产生裂缝。

结束语

优质的原材料,合理的混凝土配合比是避免大体积混凝土裂缝产生的基础;合理的施工组织、正确的施工方案、严格的温控措施是减少大体积混凝土裂缝的技术保证。

参考文献

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[3]孙志亮 治理钢混结构裂缝的常用方法 内蒙古水利，2010年第4期

[4王铁梦编，工程结构裂缝控制.北京.[M]中国建筑工业出版社