大体积混凝土裂缝的成因及预防

华彬合

江苏磐石新能源开发股份有限公司

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1.前言：混凝土裂缝具有许多危害，其中比较常见的危害是对于混凝土本身的伤害。裂缝现象降低了建筑物的不渗透性，使得混凝土结构易受外界腐蚀，降低了建筑物的耐久性和使用寿命。它还降低了建筑物的建筑容量，大大降低了建筑物的安全性。同时，混凝土裂缝的产生是具有多种原因的，只有抓住准确的原因，对症下药才能有效地控制和减少混凝土裂缝产生的危害，反过来，建筑物的生命周期得到保证，建筑物的承载能力得以延长。

2.大体积混凝土裂缝产生的原因

2.1.外界温差的影响

在实际施工的过程中，大面积混凝土的浇筑温度是会随着当时所处的环境的温度而发生改变的。特别是在冬天，混凝土的外部温度会在短时间内大幅度的下降，同时在高温的情况下，大体积的混凝土散热非常缓慢，并且会持续很久高温的情况，由此形成了十分巨大的内外部温差。温度应力是由温差引起的温度变形引起的。[1]温差越大，温度应力越大。内外部温差的加大，对混凝土造成了非常不好的影响，容易造成裂缝现象的产生。因此，如何控制大面积混凝土施工过程中难以控制的温度是亟待解决的问题。[2]

2.2.混凝土收缩

混凝土的一个特点是收缩，这对混凝土的性能有很大影响。[3]由于收缩会引发起一系列的蝴蝶效应，在最开始收缩所产生的仅仅是一个微观的非常细微的裂缝，随着时间的推移和发展，细小的裂缝逐渐变大，引起了建筑物的墙体的开裂、变形甚至严重的情况下会对墙体产生破坏。造成损坏的原因有很多，但大部分原因是混凝土水化热和施工阶段的外部温度导致混凝土收缩和开裂。这些混凝土裂缝中的大多数是规则的条带裂缝，并且几乎没有交叉。[4]大多数收缩裂缝现象发生在与建筑物的钢筋和小块体平行的结构的结构部分中。混凝土收缩裂缝虽然在初期并不太明显，但是危害却非常大，尤其是放任其发展之后，受到空气的腐蚀之后，产生的裂缝会更大。如果不加以预防，非常有可能造成无法挽回的不良影响。

2.3.水泥水化热

水泥在水化过程中会释放出一定量的热量。在这样的情况下，混凝土产生的热量不易散失，水化热无法及时释放，使得混凝土结构内的热量累积的越来越高，在表面温度和内部温度之间形成大的温差，导致温度应力和收缩应力。[5]由水化热产生的混凝土的最高温度将在浇注后的前三天出现，然后随时间逐渐降低。结构裂纹主要是由冷却和收缩引起的，前者引起外部约束，这是贯通裂纹的主要原因；后者引起自约束，主要引起表面裂纹。因此，在冷却阶段，如果温差大，则早期开裂的可能性更大。

2.4.混凝土材料及配合比

不合理的混凝土配合比会对混凝土质量产生非常不利的影响。[6]有关试验资料显示：当用水量不变时，水泥消耗量每增加10%，混凝土收缩率就会增加5%;当水泥量恒定时，每增加10%的水消耗，混凝土强度降低20%，混凝土与钢之间的附着力降低10%。换句话说，水泥的量越多，细度越细，收缩越高，混凝土的收缩越高，这往往是脆的并且容易破裂，从而导致裂缝。

2.5.施工现场的养护

在现场的实际施工过程中，施工不当或施工不合理，即使在很小的地方，它还会造成不可逆转的影响，导致混凝土拉起裂缝或使混凝土的混凝土均匀性大大降低。反过来，产生裂缝或松散的裂缝，然后发展成更大面积的更大面积的混凝土裂缝。

2.6.其他原因

在实际运营项目中，结构基础不均匀，使用的设备超载，或者是野蛮的装饰。在装修的过程中对于墙体产生的破坏，进而引起裂缝，或者是外界的不可抗因素，如火灾地震，这些也会造成大面积混凝土裂缝。

3.大面积混凝土裂缝如何预防

3.1.合理用料，科学调配

在实际操作过程中，要根据科学比例进行调整，避免不合理的混合，使混凝土破裂。在实际的操作过程中，通过科学的调理水的含量，水灰比例，水泥比例，来进行控制。保证混凝土能够足够的散热，减少内外的温差，使得混凝土不会产生裂缝，延长建筑物的寿命，增加建筑物的承载力。

3.2.优化浇捣方法

大体积混凝土施工段的划分和浇筑顺序应根据具体的工程结构，通常按单元工程划分。混凝土可以通过混凝土卡车，卡车泵或混凝土泵运输到仓库;如果没有泵送混凝土，可以使用起重机或脚手架直接分发材料或机动车辆分发材料。必须根据当地天气预报浇筑大体积混凝土，应选择最佳气候条件，并应尽可能低地浇注，以尽量减少混凝土的初始设定温度。在浇注过程中，应遵循“同时浇注、分层推进、一次上顶、逐步上顶”的成熟工艺。振动时，应控制两个关键点，即混凝土最近和最远的点。振动点在振动时不应泄漏。为了改善混凝土的紧凑性，应尽可能多地使用振动。

3.3.温度控制

混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝极为敏感。当混凝土的温度降低到开裂温度时，混凝土的拉应力超过混凝土的极限拉应力。因此，通过降低混凝土的水化热温度和混凝土的初始温度，减少并避免了裂缝的发生。表面隔热材料保护可以减少内外温差，但不可避免地导致混凝土的高温。从约束引起的裂纹贯穿的观点来看，它是裂纹条件的潜在劣化。此外，还应采取手动控制混凝土温度以防止过冷问题。过冷不仅会使混凝土的温度梯度过大，而且还会影响早期水泥胶体系统的水化程度和早期强度，这更容易产生早期的热裂缝。超冷会导致混凝土的温差过大，应尽可能在夜间安排温差裂缝的浇注时间，以尽量减少混凝土的初始冷凝温度。在白天施工期间，必须在砾石场中安装一个简单的遮阳装置，或用湿亚麻袋覆盖，并在必要时在骨料上喷洒冷水。在泵送混凝土时，水平和垂直泵管可以用草袋覆盖，并且可以喷洒冷水。

4.结束语

虽然大面积混凝土裂缝现象造成的原因中有许多是我们无法改变的，但是我们可以将能够控制的因素尽力的做到最好，将裂缝出现的机率降到最低之处，尽可能地防止裂缝出现，延长建筑物的寿命，提高建筑物的承载力。在实际我们要仔细观察总结经验，做好充分的施工准备，加强现场的协调与组织管理，进而保障施工的质量，是大面积混凝土裂缝出现的可能降到最低。