大体积混凝土裂缝成因及控制技术研究

汤利 李松 黄林华

摘要：从现代建设发展的角度的来看，大体积混凝土结构裂缝控制已成为广泛关注的技术问题，由于大体积混凝土工程的质量问题关系到工程安危，在大体积混凝土结构中裂缝问题是工程中普遍存在的问题，相比普通混凝土结构，大体积混凝土裂缝产生原因较复杂，论文将从多个方面分析大体积混凝土裂缝产生原因并分析其控制技术，寻求科学可靠的方法来处理裂缝问题。

关键词：大体积混凝土，裂缝成因，裂缝控制

在当前国家城市化进度大幅度加快的背景下，土地也成了非常重要的资源，超高层建筑和大体积水利能源结构物随处可见，企业和行业也非常重视大体积混凝土的施工技术，而当前大体积混凝土结构的施工技术仍有改进空间。大体积混凝土结构施工普通施工工期长，绝大部分工程是长期在露天的情况下进行，于是大体积混凝土结构的裂缝现象也较普遍[1]。裂缝的产生不但会影响建筑主体的安全性，也会给人一种工程质量差、不美观的感觉，让人对工程施工质量的质疑，也有产生一定的经济效应。由此，大体积混凝土结构的裂缝控制成为工程技术人员研究的热门技术问题之一。

1大体积混凝土裂缝产生原因分析

1.1 水泥水化热与养护问题

水泥与水接触时会发生反应产生大量热量，而在大体积混凝土工程中，由于大体积混凝土水泥用量高，截面相对较大，但大体积混凝土散热面积小，所以水化热会对混凝土的性能产生较大的影响，且造成的问题也比较显著。当混凝土制作时，由于工程中的普通混凝土密实性较好，且混凝土导热性能差，内部的热量得不到有效的散发，累积在混凝土内部。混凝土是一个稳定的结构，当内部温差过大时就会产生温度应力，进而使混凝土内部不均匀处产生裂缝。水泥水化热是内部一个不可忽视的影响因素，外界气温湿度是外界影响中的一个重要因素，外界气温湿度也是在温度上对混凝土造成影响，且更直接，外界气温越低，内部温度越得不到散发，湿度也是如此，因此在实际施工时技术人员通常会将浇筑好一段时间的混凝土用棉布或隔热材料外界隔离，以防止裂缝的产生[2]。

1.2 混凝土的收缩变形影响

混凝土收缩变形影响可以从两个方面分析，一是混凝土的拌合浇筑质量控制，二是混凝土的胶凝材料配合比。混凝土的拌合浇筑，在混凝土进行拌合的时候，骨料的选择和用水量的控制是判断混凝土搅拌良好程度的重要衡量指标，混凝土拌合的水，在接触后起着不同的作用，而裂缝的产生也与水息息相关，收缩裂缝主要是由于保证混凝土和易性的那部分水在外界条件下得到了蒸发，使混凝土和易性降低，混凝土的密实性降低，抗变形能力降低无法抵抗混凝土内部产生的收缩力，进而产生裂缝[3]。还有就是混凝土的胶凝材料，混凝土的主要胶凝材料是水泥，而裂缝的产生从胶凝材料与骨料的粘结强度方面来看，水泥的水化和凝结硬化就显得非常重要，如果水泥与骨料的粘结程度不够，那么在混凝土内部出现水囊，当水囊的水蒸发后，那么在混凝土体积收缩的时候就会产生收缩应力，出现裂缝。

3混凝土浇筑结束后的约束作用

大体积混凝土在浇筑结束定型后，不同的部位，它们的功能、作用部位、受力等各不相同，当不同的部位受到荷载和约束力的时候，它们内部产生的应力和变形各不相同，由于内部产生的变形不同，且变形程度相差较大的时候就会裂缝现象。

2.大体积混凝土裂缝的预防措施

2.1 低水化热水泥

水化热反应主要是由水泥与水反应产生，从水泥的角度，在水泥选用时，选择加主要由水化放热较少的矿物组成的水泥，用来降低水化热总量和反应速度，达到降低混凝土内部累积的热量。还有合理的水灰比也可以从很大程度上减少水化热的大量产生，在水化热反应中，水灰比可以用水来吸收大量的水化热，且在反应的过程中会形成水蒸气将水化热带走，进而达到水化热的散发。此外，高效匹配的化学掺和剂的使用也能对水化热反应进行良好控制[4]。

2.2 外加剂的选用

混凝土作為一种由胶凝材料、粗集料、细集料和水适当的比例配合、拌合制成混合物，经过一定时间后硬化而成的人造石材。在反应的过程中有许多的难以控制的过程，如混凝土的凝结硬化、碱-骨料反应、碳化。混凝土的凝结硬化，如果混凝土中的水泥中含有的铝酸三钙较多，那么混凝土的凝结硬化将会变得十分迅速，施工中可以加入缓凝剂和冷却剂。在混凝土发生碱-骨料反应时，通常采用降低骨料活性的外加剂，防止混凝土膨胀开裂而破坏，混凝土的碳化一般由于内部水泥石中的熟石灰与空气中的二氧化碳发生反应，导致内部碱性下降，引起混凝土碳化收缩形成裂缝。从这个方面来讲，合理的添加外加剂是控制大体积混凝土裂缝问题的一个高效解决方法[5]。

2.3 内部冷却处理

大体积混凝土的内部温度处理主要是通过水或者用比热容比较大的液体来将大量水化热带走，在工程中如果每一块大体积混凝土都通过这个方法来处理，显然比较麻烦而且会造成大量的水资源浪费，但可以同过采用冰片循环的方法的方式来达到目的。先在混凝土内部布置水循环管，在管内填满小冰块，这样可以充分吸收水化热，且还可以通过将水凝结成冰在对混凝土进行二次降温，水循环可以反复利用，处理效果良好且不会造成水资源浪费。如果是大体积混凝土工程中的重要构件，还可以通过利用混凝土冻水机这种机器来进行高生产效应的减温。

结语：

从大体积混凝土结构裂缝产生原因来看，绝大部分裂缝是由于干缩、温差和施工应力不均造成的，针对裂缝问题的产生，应当从水泥种类、外加剂选用和后期养护等方面研究处理技术。虽然大体积混凝土裂缝问题成为工程中的技术性难题，但是随着国家的大力支持和行业不断发展的工程技术，大体积混凝土结构裂缝问题处理方法越来越多，可供选择的技术措施也不断丰富。

参考文献

[1]黄贤君.大体积混凝土温度场及裂缝控制[J].小水电，2021（01）：102-107.

[2]侯博文.大体积混凝土配合比设计及工程应用[J].中国住宅设施，2021（01）：20-21.

[3]陈永刚，李成春，赵月.大体积混凝土温度裂缝控制与监测措施分析[J].工程建设与设计，2021（02）：204-205.

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