大体积混凝土裂缝控制及处理措施分析

蔡伟红

摘要：随着温度的不断变化，大体积混凝土结构受拉应力的影响，经常会出现结构裂缝的现象，进而对大体积混凝土结构的整体性产生一定破坏作用，并大大降低结构的寿命。因此，如何控制和处理大体积混凝土裂缝现象是建筑工程过程中所必须面对和深入研究的重要问题。

关键词：大体积混凝土；裂缝；控制；处理；拉伸变形

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.07.095

1 大体积混凝土出现裂缝的原理

1.1 结构内部的约束应力

在大体积混凝土结构施工过程及施工完成之后，由于混凝土温度的变化，不同的温度结构内外的混凝土产生具有差异的应力，即内部产生压应力，外部产生拉应力。在压应力和拉应力的共同作用下，大体积混凝土表面就会产生裂缝的现象。具体来说，大体积混凝土结构中的混凝土需要一个浇注的过程，在这一过程中必然会导致混凝土各方面发生变化，再加上结构中混凝土又要经历由流态向固态转化的过程，必然会导致混凝土浇过程中温度的变化，即在这一过程中混凝土的温度也是一个动态的过程，不同的温度，必然会导致混凝土结构内部不同应力的作用，因而使大体积混凝土出现开裂的现象。

1.2 结构外部的约束力

大体积混凝土结构会随着混凝土温度及水化的变化而产生形状的变化。但由于混凝土的浇注需建立在一定的基础之上，而外界基础必然会对混凝土形状的变化产生一定的约束作用，最终导致对混凝土产生正向或反向的约束力。

总的来说，由于水化热导致混凝土温度的变化，再加上混凝土内外的温度差，是致使大体积混凝土结构产生裂缝的主要原理。

2 大体积混凝土裂缝的原因分析

2.1 温度应力——大体积混凝土出现裂缝的原动力

通常来讲、学术界都会把控制混凝土的温度作为处理大体积混凝土结构裂缝现象的主要措施，然而这一观点是不全面的。因为，温度应力才是导致大体积混凝土结构出现裂缝的原动力。由于受温度差以及约束条件的影响，当拉应力超过混凝土的抗压强度时，大体积混凝土结构的裂缝就会产生。

2.2 材料属性的影响

一般的大体积混凝土结构中的拉应力通常由钢筋来承担，而混凝土只需承担压应力，而无需承担拉应力。然而在大体积混凝土结构中，结构的内部以及钢筋边缘区域，一旦产生拉应力，则需要混凝土靠自身的力量来承受。当这些区域的拉应力过大时，混凝土裂缝就会产生。

3 控制和处理混凝土裂缝的措施

3.1 优化配比混凝土原材料，提高抗裂能力

大体积混凝土结构中的混凝土，一定要做好原材料选择及配合比的优化工作，从而达到提高混凝土抗裂能力的目的。也就是说为了有效的控制和处理大体积混凝土的裂缝问题，必须要求混凝土具有较强的抗拉能力、极限拉伸能力、绝热能力，并将其体积变形及线胀系数降到最低。

对于水泥的选择，要尽量选择低热矿渣硅酸盐水泥或者是中热、低热的硅酸盐水泥。要特别注意在使用普通硅酸岩水泥时，要加入一定量的矿物质和料，并将3d胶凝材料，控制在240 kj/kg之内，7d水化热控制在270kj/kg之内。此外还要严格遵守《水泥水化热测定方法》GB/T12959来具体实施水化热的相关试验。

对于骨料的选择，尽量选择中沙作为细骨料的主要构成材料，并将，泥量控制在3.0%以内。此外，采用连续级配的方式来选择粗骨料，并尽量选择最大公称粒径大于31.5mm，含泥量小于1.0%的材料。

此外，还要特别注意在选择和配比混凝土原材料时应该适当的加入缓凝型减水剂和粉煤灰等矿物掺合料。

3.2 水管冷却

为了达到降低混凝土温体的效果，可以采取在大体积混凝土结构中埋设水管并注入低温水里的方法。随着技术的不断进步，近年来塑料水管逐步取代传统的钢冷却水管，从而达到降低成本，提高降温效果的作用。由于塑料水管比较柔软，因此可在混凝土浇筑过程中同时铺设，并通过有效降低水管铺设的铅直间距和水平间距，进而实现加密水管、有效降低水化热升温的效果。

然而水管冷却同时存在水管漏水或堵塞的隐患。由于在水管铺设过程中存在水管接头不良的现象，而导致大量混凝土侵入水管，进而产生漏水、堵塞的现象。因此，做好水管的接头工作以及水管铺设后的压水试验，是有效解决水管冷却措施中漏水、堵塞现象的有效途径。

3.3 控制表面温度

特别是在气温比较低的北方，气温差异往往是引发大体积混凝土结构产生裂缝的主要原因。因此，在混凝土结构表面覆盖一定的保温材料，则可以有效达到降低混凝土结构内外温差的作用。

在浇注混凝土的过程中，也要注意采用薄层、均匀、短间歇的技术方法，并通过严格的养护，实现温度的有效控制。

总而言之，裂缝是大体积混凝土结构施工过程中危害最大并最为常见的一个质量问题。本文在深入分析裂缝原理其成因的基础上，对如何有效控制及处理大体积混凝土结构中的裂缝问题提出了具体策略。然而在真正的施工过程中，要想有效的控制和处理混凝土的裂缝问题，还需要结合大体积混凝土结构施工过程中的其他要点，并采取全面、综合的措施，只有这样才能够有效地达到提高建筑工程的效益、保障工程质量的效果。