大体积混凝土裂缝控制研究

王 曼郭 阳王 永

（1郑州科技学院 河南郑州 450064 2河南新太行电源股份有限公司 河南 新乡 453000）

大体积混凝土裂缝控制研究

王 曼1郭 阳1王 永2

（1郑州科技学院 河南郑州 450064 2河南新太行电源股份有限公司 河南 新乡 453000）

随着我国经济的高速发展，大体积混凝土由于其结构厚实、整体性好、抗震性高而被广泛应用于各类建筑工程中。然而，大体积混凝土在固化过程释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用[1]。由此而产生的温度和收缩应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素,从而影响结构的整体性、防水性和耐久性,成为结构的隐患。本文通过分析大体积混凝土裂缝种类及成因，最终为大体积混凝土的裂缝控制提出了一些建议。

混凝土；温度；裂缝控制

前言

混凝土工程作为建筑工程的重要环节之一，包含多个施工环节，混凝土工程施工质量的好坏将直接影响建筑工程的施工质量。大体积混凝土在浇筑过程中释放的水化热较大，将产生较大的温度变化和收缩作用，进而影响结构的整体性、防水性以及耐久性[2]，为建筑工程的质量造成较大隐患。因此，对大体积混凝土裂缝种类及成因进行研究，并提出切实有效的裂缝控制措施对提高大体积混凝土的施工质量，保障建筑工程及人民群众的生命财产安全具有重大意义。

1.大体积混凝土裂缝的分类

大体积混凝土裂缝大体上可以分为如下三种：

（1）收缩裂缝。收缩裂缝通常是由于混凝土自身的收缩引起的。混凝土中的水和水泥是引起混凝土收缩的主要因素。水和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。不同品种的水泥，混凝土的收缩、干缩量也不相同。

（2）温差裂缝。大体积混凝土浇筑过程中，会释放大量的热量，使混凝土内部温度急剧升高，且热量不易挥发，造成混凝土结构内部产生较大温差，当温差超过25℃的时候，混凝土就受外边界混凝土的约束，而当温度超过其抗拉强度时，就会使得混凝土外部产生裂缝。

（3）安定性裂缝。水泥安定性不合格通常也会造成混凝土开裂，安定性裂缝表现为龟裂。

2.混凝土裂缝的成因[3]

2.1温度裂缝

混凝土施工过程中的内外温差是引起大体积混凝土开裂的最主要原因之一。温度的变化，通常会引起混凝土结构发生膨胀或收缩，膨胀或收缩受其约束的同时，会造成混凝土内部结构产生温度应力。温差越大，温度应力也越大。大体积混凝土在浇筑后，水泥与水发生水化反应，将产生大量的热量，使得混凝土内部温度升高较快，且不易挥发，然而混凝土外部温度与环境基本保持一致，这将使得混凝土结构内外产生较大温差，当温差超过25℃时候，混凝土就受外边界混凝土的约束，而当温度超过其抗拉强度时，就会使得混凝土外部产生裂缝。

2.2收缩裂缝

（1）裂缝自身收缩。混凝土浇筑完成后，如果养护不当会造成水泥在水化作用下消耗较多，水泥凝胶孔液面降低，混凝土中会产生干燥效应，使得混凝土结构体积减小，造成相对湿度降低，从而引发混凝土结构自身收缩，导致自身收缩裂缝。

（2）裂缝干缩。大体积混凝土在凝结硬化过程中，水分不断蒸发，通常表面水分挥发较快，内部水分挥发较慢，容易造成表面体积收缩远大于内部体积收缩，从而造成混凝土内外收缩变形不一致，一旦表面的收缩变形收到内部约束时，混凝土结构就会出现拉应力[4]，从而出现干缩裂缝。

2.3钢筋锈蚀

钢筋锈蚀也是引起混凝土开裂的重要原因之一。混凝土保护层不规范易造成钢筋锈蚀。钢筋一旦锈蚀，会在混凝土中产生锈蚀物氢氧化铁，使得混凝土体积发生变化，从而导致腐蚀裂缝的产生。

2.4冻胀

外界低于零度时，易造成混凝土的冻胀，冻胀现象的产生会使得混凝土体积变大，混凝土强度降低，从而造成混凝土开裂。

3 大体积混凝土裂缝控制的一些建议

大体积混凝土出现有限制的裂缝是正常的，同时也是无法避免的。采取措施控制混凝土出现非有限制的裂缝并最大限度的减少裂缝对保证混凝土结构的耐久性、美观性有着重要意义。

3.1加强控制结构设计质量

进行准确的混凝土结构设计可以有效防止混凝土裂缝的产生。通常可以采取如下措施：1）设计时优先选用低中强度的混凝土2）设置分布钢筋、适当配置细而密的构造钢筋3）适当设置后浇带、应力释放带、膨胀加强带。

3.2做好施工技术准备

施工前要做好准备工作。各种施工机械设备要能立即使用，使混凝土的温度能够得到有效控制。混凝土各项材料的温度应满足混凝土拌合物合成后所需温度。尽可能缩短混凝土的输送时间，保证混凝土冬季入模温度不低于10℃，夏季入模温度不高于25℃，混凝土入模时的和易性及坍落度应满足要求。混凝土浇筑时应采用分层方法及分层厚度，确保混凝土浇筑过程连续不中断。混凝土振捣时要做到振捣密实，还应做好振捣后混凝土表面收光处理，必要的话应采取二次振捣。根据工程实际采用适当的方法对混凝土进行养护。

3.3优化混凝土材料的配合比

合适的材料配比可以提高混凝土的抗压性、防水性、抗离性，从而可以起到有效的控制大体积混凝土裂缝的效果，因此，优化材料配比显得非常重要。优化混凝土材料配比应做到以下几点：

（1）优先选用低热和中热水泥，减少单位水泥用量和单位用水量。优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料，保证骨料级配的连续性。

（2）优先选用粒径较大的粗骨料，在不影响混凝土可泵性的前提下尽可能的降低砂率。

（3）在混凝土中掺入适量的优质掺合料和外加剂，如：粉煤灰、减水剂、膨胀剂等，可以有效的减少水泥用量并可以较好的改善混凝土的和易性。

如有必要时应根据试验确定适合工程需要的最优配合比。

3.4减小环境气候对大体积混凝土的影响

为降低混凝土的入模温度，在浇筑混凝土时尽可能避开夏季温度过高的时段；为避免混凝土内外温差过大，并考虑防止混凝土冻裂的因素，在浇筑混凝土时，还应该尽量避开冬季温度较低的时段。在浇筑混凝土前应做好充分准备，对天气状况进行充分了解，尽可能较少环境天气等因素对混凝土的影响。

3.5加强养护处理

混凝土浇筑好以后应该注意做好养护工作。适当提高环境的湿度可以有效避免混凝土因干裂而产生的裂缝。施工过程中应尽可能降低环境内外温度差，并降低应力，从而达到提高混凝土抗拉及抗压能力的效果。然而，在实际施工过程中，由于混凝土散热比较困难，所以当水泥水化热高峰期过去时，仍需注意对混凝土的养护，以便可以更好地防止裂缝的产生。

4 结语

总之，随着社会经济的发展，大体积混凝土在建筑行业的应用越来越广泛，控制其裂缝的开展可以有效地保障混凝土工程乃至建筑的质量。造成大体积混凝土出现裂缝的原因多，控制其产生裂缝的措施也不尽相同，只有严格把握好勘测、设计、原料、施工及养护等各个阶段，切实做到“预防为主、防止结合[5]”，才能有效解决大体积混凝土易产生裂缝这一问题。

[1]才素平.大体积混凝土施工技术及其应用[D]. 西安建筑科技大学,2009,06.

[2]刘柏军.建筑工程施工中混凝土裂缝的成因与治理[J]. 工程管理,2017:148-163.

[3]王树武. 大体积混凝土裂缝的控制措施[J]. 工程技术研究, 2016,(7):113.

[4]耿振刚. 关于土木工程混凝土施工技术的研究[J].建西建材,2012,02,15.

[5]方仙梅. 大体积混凝土裂缝的分析及防治[J]. 中国西部科技,2011,10（10）:20-21.

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