淺析大體積混凝土裂縫成因以及控制措施

張慶君　趙炳燾

摘 要：分析大體積混凝土施工中產生裂縫的原因，并通過各種手段，在實際工程中采取相應措施減少或消除裂縫的產生，保證建筑物的安全和穩定，滿足使用要求。

關鍵詞：大體積 混凝土 裂縫

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-0-01

大體積混凝土的定義，通常是以溫度和尺寸來區分的。當構件的斷面最小的尺寸，大于或者等于一米以上時，并且混凝土內最高溫度與外界氣溫之差超過25 ℃的，這種構件一般稱之為大體積混凝土。它具有以下幾個特點：厚度大、體型大、混凝土用量大、施工難度大等。它表面系數比較小，水化熱較為集中，內部升溫快。在目前國內的大部分高層建筑中，地下室基礎大部分都會采用大體積混凝土構件作為基礎，如箱形基礎、片筏基礎等等，這些建筑基礎底板的厚度大多在0.6 m至3 m左右，而相對于這些基礎，施工中面臨的最大的質量問題就是混凝土裂縫。因此，在實際施工過程中，我們需要制定可行的大體積混凝土施工方案，其中除了要依據施工規范，做好混凝土養澆筑，測溫，養護等工作以外，還要注意一些其他方面因素對大體積混凝土施工質量的影響。那么，我們就從以下幾個方面入手來簡單分析一下大體積混凝土在施工中產生裂縫的原因，并且找到如何才能有效的控制裂縫產生的辦法。

1 裂縫產生的原因

大體積混凝土產生裂縫的原因有很多，其中比較常見的原因無外乎有以下幾種，第一混凝土構件自身的特點所造成的裂縫，第二溫度和濕度的發生劇烈變化時產生裂縫等等。（1）水泥水化熱。水泥水化反應是一個放熱的過程，它的熱量隨著水化反應逐漸釋放，混凝土體積越大，其內部的熱量聚集在內部越難向外釋放。而這些熱量主要集中在混凝土澆筑后的2～5 d左右。在常溫條件下，水泥在3 d內放出熱量是總水化熱的一半左右。在澆筑完成后的3～5 d時間內，其內部溫度的上升使得混凝土內部和外部形成了很大溫差，此時的混凝土的抗拉強度處于較低的水平，當拉應力大于混凝土此時自身的抗拉強度之時，就會造成混凝土的表面出現裂縫。（2）混凝土收縮?；炷潦湛s是指混凝土在空氣中凝結，水分散失以后體積減小的一種現象。厚大結構混凝土在不受外力的情況下的表面干燥收縮快，中心干燥收縮慢，表面的干縮受到中心部的約束，因此在表面產生拉應力，這也可以使得混凝土產生裂縫。（3）外部約束條件。當大體積混凝土澆筑在堅硬地基或比較厚大的舊有混凝土墊層上時，施工中未采取任何隔離層等放松此種約束力的措施，那么，在混凝土上冷卻收縮時，新澆筑的混凝土受地基或舊有墊層的約束，會在混凝土內部產生一定的拉應力，同樣，因為此時混凝土初期強度不高，會造成溫度收縮裂縫。（4）外界氣溫。當大體積混凝土構件準備進行大面積澆筑的時候，需要注意澆筑前，所在場地的外界氣溫的變化。根據上面的分析，水化反應過程中，外界氣溫越高，混凝土內外溫差就越低，這樣控制裂縫越有利。

2 控制裂縫的措施

預防大體積混凝土裂縫，可從設計，材料選用，施工工藝等幾個方面著手。

2.1 從設計方面入手

首先在考慮混凝土配合比時，在滿足施工荷載的前提下，盡量利用混凝土的后期強度，以此方法來減少水泥用量。其次，混凝土強度等級不宜做得過高。厚度在一米以上的底板混凝土，其強度等級盡量做到 C35級以下。如遇在結構設計中的抗沖切強度不夠時，可以考慮用局部承臺，應盡量避免加厚底板。由此不但可以控制大體積混凝土裂縫的產生，還可以適當降低工程成本。

2.2 從材料方面入手

首先針對水化作用散熱的特點，可以盡量選擇一些水化熱比較低的、且凝結時間長的水泥作為主料。常用的可以采用硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。其次在混凝土中摻入外加劑的。一般比較常見的有減水劑和粉煤灰兩種。前者可以減慢混凝土水化反應產生的熱量的釋放速度，還可以避免冷接縫，對混凝土的收縮和抗拉強度基本沒有影響。而后者則可以改善混凝土的粘塑性，還可降低水化熱約15%。在次是提高混凝土抗拉強度。包括：控制含泥量。首先對所使用的粗細骨料進行清洗，減少砂、石的含泥量，因為含泥量過大不僅會增加混凝土的收縮，而且還會降低混凝土的抗拉強度，我們知道保證混凝土的抗拉強度是控制混凝土裂縫的重要手段，因此，在混凝土攪拌前，必須要控制好含泥量，粗骨料一般含泥量要控制在1%以下，細骨料控制在2%以下。骨料采用連續級配，細骨料宜采用中砂。

2.3 從施工方面入手

首先，在混凝土的澆筑時可事先需要估算出混凝土的澆筑溫度和水化熱的溫度。得出大致的最高溫度后，采取必要措施，使混凝土的內外部溫差，以及表面和外界溫度的溫差，保持在25 ℃以下。以此為例，在室外氣溫較高時，澆筑混凝土應當適當降低溫度，比如攪拌過程中摻入冰水；而當室外溫度過低，則以混凝土不受凍為前提，在混凝土表面做好保溫措施。其次，施工期間，針對大體積混凝土的施工，應該采取分層澆灌的方式，逐層澆筑，每層的厚度一般在0.8 m到1 m左右，分層澆筑的好處是可以加速散熱，減少混凝土凝固過程中產生的水化熱，并且降低混凝土內部和外部的溫差。另外，在施工方案中需要考慮如何解決分層澆筑產生的施工縫的問題，具體的處理方法有，如，在底板的中間放置鋼筋網，它可以保證混凝土在分層澆灌時，上下層之間能很好的結合，并且，鋼筋網可以有效的抵抗混凝土自身所產生的收縮應力。其三，在澆筑時注意振搗的有效性，均勻的振搗可以保證混凝土的密實度，隨打隨抹，在澆筑完成以后，清理表面的積水并加以覆蓋，按要求及時養護，始終保持混凝土的外表面濕潤，但應注意的是，在使用水養護時，表面與內部溫差同樣不能超過25度，否則，必須覆蓋塑料薄膜或其他保溫材料，這樣才能起到既保水又保溫的效果。

2.4 其他預防措施

改善約束條件，削減溫度應力。針對基底的狀況，在條件允許的情況下，可以在的基礎和墊層之間涂刷一層熱瀝青，或者在基底上澆熱瀝青的同時，再鋪設一層砂子或者鋪兩層油氈，這樣，作為一個滑動層可以很好的釋放混凝土澆筑后產生的約束力，減少裂縫的產生。

3 結語

眾所周知，混凝土構件產生裂縫是非常普遍的一種通病，很難做到完全杜絕。它的危害是降低了混凝土的抗滲能力，并且使鋼筋接觸空氣產生銹蝕，混凝土亦會發生碳化反應，影響著混凝土構件的承載能力。所以，我們不但要對混凝土裂縫進行認真研究和探討，還要根據實際工程中遇到的問題把裂縫進行區分，與此同時，采取具有針對性的措施，對裂縫進行控制和處理，盡量減少或者杜絕裂縫的產生，以此保證建筑物的安全和穩定，滿足使用要求。

參考文獻

[1] 建筑施工手冊第四版編寫組.建筑施工手冊[M].中國建筑工業出版社，2003.

[2] 徐榮年，徐欣磊.工程結構裂縫控制：”王鐵夢法”應用實例集（第2集）[M].中國建筑工業出版社，2005.