大體積混凝土開裂的原因及對策探析

【摘要】大體積混凝土施工時總是被裂縫問題所困擾，主要的原因是水泥自身性質所決定的，包括水化熱、收縮等，以及外界的溫濕度。大體積混凝土施工最重要的工作也就是裂縫的控制。本文主要分析了大體積混凝土施工中裂縫形成的原因，并提出一些控制對策。

【關鍵詞】大體積混凝土；裂縫；對策

一、大體積混凝土裂縫成因

1、水泥水化產生的熱量

水泥是建筑的必需材料，由于水泥本身的性質，在水化過程中會釋放出大量的熱量，一般在澆筑七天左右集中釋放熱量，這對于正在凝固的混凝土產生較大影響。根據實際中的統計和計算，可以發現每克水泥可以釋放的熱量在500焦左右，但是由于建筑工程水泥的使用量很大，那么釋放的熱量將會很大，舉例來說，如果一立方米使用350千克的水泥，每立方米的混凝土釋放的熱量將達到27500千焦，這樣混凝土內部的熱量就會明顯升高。如果是大體積的混凝土，那么這種熱量的釋放將對建筑物結構產生更大的影響。混凝土表面的散熱效果要好于內部散熱，由于內部熱量不能散出，就造成了表面到內部的溫度差，這樣混凝土內部必將產生應力，當表面的拉力應力過大時，就出現裂縫。

2、混凝土的收縮

混凝土會慢慢地凝固硬結，在這個過程中其體積會縮小，這也就是常說的混凝土收縮。混凝土即使不受外部外力的影響，也會發生形變，當這種形變受到外部的約束時，混凝土就會產生應力，試圖抵消外部的約束力，但是，產生的應力超過表面強度的時候就會造成裂縫。一般混凝土自己的形變，前期主要是由于水化凝固硬結產生的體積上的變化，到了后期，形變則主要是由于混凝土內部水分蒸發引起的干縮形變。所以，在混凝土的前后期都有可能出現收縮造成的裂縫，在后期維護中要格外注意。

3、外界溫濕度因素

混凝土對溫度和濕度是非常敏感的，外界的變化將影響到混凝土的凝固硬結。建筑工程的工期有長有短，但是一般涉及到大體積混凝土的工程，可能工程都比較長，而混凝土本身的凝固也需要一段時間，在這期間外界的溫濕度變化是不可避免的，尤其夏季的溫差和雨天濕度。另外，澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高：如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應力。極其容易引發混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產生。

4、沉陷的影響

建筑工程經常會遇見地基土質不勻，土質松軟，或者是回填土沒有壓實，這些都容易造成地基的沉陷。另外，地質條件造成的滲水也會造成地基沉陷，模板的強度如果不夠，也可能會造成沉陷，尤其在一些寒冷的地區或者是冬季，由于模板是支撐在凍土上的，一旦解凍，那么勢必造成地基的沉陷。沉陷在結構上會對建筑物造成非常大的影響，其中混凝土裂縫就是一個主要結果。這種裂縫的程度主要取決于沉陷的角度和程度，如果沉陷比較均勻，可能不會有太大影響，但是一旦沉陷造成了結構上的錯位，那么裂縫就會非常嚴重，只有當地基比較穩定以后這種裂縫才能進行補救處理。

二、大體積混凝土裂縫控制對策

1、使用外加劑避免裂縫

外加劑的使用已經有一百多年的歷史，也是人們最早使用的方法之一。簡單說就是首先分析出使用的混凝土的成分，找到產品的缺點，然后尋找彌補產品不足的材料，制作成外加劑，在使用產品的同時添加外加劑。例如，為了節省成本或者工程需要，可以通過添加減水劑來減少水泥的使用量，如果需要延遲混凝土的初凝時間，可以使用緩凝劑，要減少水泥水化的熱量可以摻一些煤粉，可以使用膨脹劑減少混凝土的收縮。針對不同的問題，人們研制了不同的外加劑，但是外加劑的使用一定要注意量，外加劑使用不當會造成大面積的裂縫，后果是比較嚴重，尤其是大體積的混凝土，更要注意外加劑的量。在使用前一定先檢驗產品，通過實驗數據解決問題，確定使用量。外加劑一般占水泥用量的10%~15%，但是不同的產品也會有所不同。水泥的外加劑一定要慎重使用，尤其是大體積的混凝土。

2、混凝土水化熱的控制

隨著技術的不斷發展，大體積混凝土結構的溫度檢測已經從最開始的溫度計檢測發展到現在用精密的熱電阻、熱電偶等傳感器精確檢測，從最開始的人工讀數記錄，到現在計算機直接讀取數據，并繪制溫度曲線。溫度監測在大體積混凝土結構施工中有著重要作用，在振搗和養護期間，對混凝土結構實施二四小時溫度監測能夠更迅速而全面的反映其內部結構應力的變化，以及混凝土某一段時間內的凝固狀態。及時制定并實施合理有效的溫度控制措施，防止結構產生溫度裂縫。溫度監測的實施，很好地體現了信息化的施工優勢。

3、混凝土結構的養護

對混凝土防裂來說，養護是非常關鍵的一環。大體積混凝土養護一般包含保溫和保濕兩層涵義。保溫是為了提高表層混凝土的溫度，減少內表溫差，盡量使整個結構的溫度趨于均勻，同時減少混凝土降溫速度。保濕是盡可能使混凝土處于濕潤狀態，讓水泥充分水化，這可大大增強混凝土的抗裂能力。常用的方法有保溫法（利用保溫材料濕砂、鋸末、草袋等）覆蓋在結構物表面和覆掛在結構物四周模板外和蓄水法。對梁式轉換層蓄水法用得較少，但采用蓄水法進行溫度控制還可以防止混凝土表面發生龜裂，提高混凝土的強度和密實性，對建筑面積不大的梁式轉換層經濟易行，蓄水深度可根據溫度控制需要經計算確定。混凝土的養護越早越好，在混凝土表面的泌水排除后就要及時采取措施，一些養護措施在表面發白以后再開始的做法是錯誤的，一定要及時。對混凝土的養護要二十四小時持續不間斷，且不能出現長時間無人看管。

三、結語

大體積混凝土產生裂縫的原因很多，但最主要的還是溫度，由于溫度引起的應力變化導致裂縫出現是現在控制的難點也是重點。需要合理的選擇材料以及科學的養護方法來控制裂縫。本文簡單介紹了大體積混凝土施工中裂縫形成的原因，并提出一些控制裂縫的措施。

參考文獻

[1]黎開建.大體積混凝土的裂縫控制[J].民營科技.2010(06)

[2]李紅萍.混凝土施工裂縫分析及防控[J].山西建筑.2013(23)