浅析大体积混凝土裂缝的原因、修补及防治措施

孙石青

北京京铁联建建筑工程有限公司

浅析大体积混凝土裂缝的原因、修补及防治措施

孙石青

北京京铁联建建筑工程有限公司

大体积混凝土的定义为：混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土水化热导致有害裂缝产生的混凝土。随着经济的发展，高层建筑、超高层建筑、各种混凝土大坝、大型桥梁的大量出现，使得混凝土构件的体量越来越大，出现各种大体积混凝土结构。混凝土强度及其组成材料决定了大体积混凝土的抗拉强度，因此为确保大体积混凝土质量就必须要选择优质的原材料。对此，本文就大体积混凝土施工裂缝的控制进行简单的分析与思考，并提出一些可供参考的意见与措施。

大体积混凝土；裂缝；修补

新时期，现代工程数量与日俱增，工程设计与施工材料等日新月异。其中大体积混凝土凭借自身优势，在现代工程建设中运用日渐广泛，成为新起之秀。但是，基于混凝土材料特性，以及受到其他因素影响，裂缝时常降低工程质量，对裂缝进行控制与处理迫在眉睫。

1 大体积混凝土定义

在《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55－2011)中，大体积混凝土的定义为：“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温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土”。在大型桥梁、高层建筑、水利大坝等工程中，大体积混凝土结构应用十分广泛，在施工和养护过程中，大体积混凝土会因各种原因产生裂缝，影响结构的力学性能，造成混凝土的质量问题，严重的还会导致安全事故。因此，防止施工中出现有害裂缝是大体积混凝土施工的关键问题。大体积混凝土裂缝按深度不同，可分为表面裂缝(危害性较小，但影响结构外观)、深层裂缝(部分地切断了结构断面，影响结构耐久性)和贯穿裂缝(切断了结构断面，破坏结构的整体性和稳定性，危害性较大)三种。

2 裂缝产生的重要因素

(1)混凝土特性。针对所有混凝土而言，体积收缩是其自身具有的特性。由于混凝土是一种混合材料，水泥、骨料、外加剂等是构成的主要成分，选用不同的原材料，以及按照不同的比例进行配置，都会改变混凝土的特性，不仅是体积收缩特性，同时也会改变抗拉强度。当骨料含量较高，水泥种类具有较高细度时，开裂现象越易产生。

(2)温度效应。大体积混凝土裂缝的产生，有80%左右是与温度有关的，该类裂缝又被称为温度裂缝，引发温度裂缝的原因较多，现将常见的几类加以概述：其一，混凝土浇筑后，早晚环境温度发生变化，致使混凝土内外温差大，混凝土表面形成拉应力造成裂缝产生。其二，混凝土中水泥发生胶结硬化，在此过程中会产生水化热，致使内外温差产生，出现裂缝。

(3)施工不当。施工过程中的温度差是造成混凝土裂缝的主要原因。施工环境温度过低，容易造成混凝土的抗拉应力大于抗裂能力，温度过高或者空气过于干燥，混凝土表面的水分蒸发过快，影响混凝土质量。

3 大体积混凝土裂缝的修补和防治措施

3.1 修补方法

1)表面修补法。表面修补法适用于对建筑安全和结构承载力没有影响的表面裂缝。施工中常用措施有涂覆法、增加整体面层、压抹环氧胶泥、环氧浆液粘玻璃网格布和表面缝合等。

2)灌浆法。灌浆法应用范围十分广泛，从细微裂缝到大裂缝均可运用，处理效果好。利用加压设备把浆液注入混凝土裂隙里。常用材料有水泥浆、环氧树脂、聚氨酯、聚氯乙烯胶泥、塑料油膏等。

3)结构补强法。由于混凝土粉化、疏松、剥落、开裂和钢筋锈蚀，使结构物裂缝扩展、强度刚度降低、挠度增大，承载力削弱，以致结构物涉险服役，就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理，常用方法有：加大截面法、体外预应力法、外包钢板法和碳纤维补强法。

3.2 防治措施

1)材料比例需明确。施工大体积混凝土的过程中，施工员首先需要做的就是针对项目认真确认混凝土材料比例，比如主楼、地下室、商场。一般来讲，如果混凝土的材料比例准确，那么混凝土不仅能够抗压，还能够防水，同时在很大程度上避免出现渗水问题，进而更好地处理混凝土表面，让混凝土强度得到强化，在后期施工维护中起着很大的作用。故而施工大体积混凝土时，施工员要不断确认混凝土材料，然后按照施工情况对混凝土材料比例进行确认，以此在施工中防治混凝土裂缝产生。

2)约束条件需规范。要想提高工程大体积混凝土裂缝防治效率就必须要规范约束条件。施工人员在工程的剪力墙结构和框架结构的设计检查中需要优化约束条件，并独立进行科学的思考。施工人员要采取科学的措施对混凝土约束条件进行补充，从而保证混凝土裂缝不会反复出现。混凝土裂缝的防范以及混凝土应力因素的规避都需要通过规范约束条件来实现。

3)完善混凝土养护。积极做好混凝土的养护工作，防止混凝土的水分流失，保证水泥水化反应的正常进行，避免混凝土表面温度突变造成的收缩裂缝。养护的关键是控制混凝土内外温差，保持适当的养护温度和湿度。(1)降低混凝土内部温度。在混凝土内部相应位置预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部温度。冷却水的温度越低，冷却水与混凝土温度的温差越大，冷却效果越明显。还可在混凝土内投毛石，大块石可以吸收热量，降低混凝土内部温度，有效控制混凝土开裂。(2)保持混凝土表面温度。在混凝土表面铺设保温材料(如草袋、土工布、塑料薄膜等)，把混凝土散热过程中的内外温差控制在20℃以内，并尽可能延长养护时间，拆模后及时回填或再次覆盖保护。提前埋设测温探头，监控混凝土内部温度，控制好混凝土内外温差。

综上所述，大体积混凝土出现裂缝，大都由混凝土特性、结构设计、温度效应、施工不当等因素造成，其中温度的影响最大。为此，在对混凝土裂缝进行控制与处理时，需科学选择混凝土材料，合理进行抗裂设计，严格控制混凝土材料温度，规范工程施工。

[1] 江昔平. 大体积混凝土温度裂缝控制机理与应用方法研究[D]. 西安建筑科技大学，2013.

[2] 童育林. 大体积混凝土裂缝控制研究[D]. 重庆大学，2004.