大體積混凝土裂縫的原因及預(yù)防措施

■袁和平 ■中國建筑第四工程局有限公司，廣東 廣州 510310

目前，隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層建筑的數(shù)量不斷越多，建筑基礎(chǔ)常采用箱型基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)，從中促進(jìn)大體積混凝土在建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，混凝土施工常受外界溫度變化的影響，對其抗?jié)B性要求也越來越高。所以，如何控制好大體積混凝土的裂縫，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性成為了建筑技術(shù)人員首要關(guān)注的話題。本文結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，主要就高層建筑大體積混凝土裂縫的原因及預(yù)防措施進(jìn)行了論述。

1 工程概況

某高層住宅樓，地下1 層，地面以上18 層，總高61.4m，采用柱下平板式筏形基礎(chǔ)，筏板厚度1000mm，混凝土等級為C35，地下室基礎(chǔ)埋深-5.82m。本工程筏板基礎(chǔ)混凝土采用一次性連續(xù)澆筑，混凝土量約為5000m3，為大體積混凝土施工。大體積混凝土施工經(jīng)常出現(xiàn)混凝土裂縫問題，需要做好相應(yīng)的預(yù)防措施。

2 大體積混凝土裂縫及產(chǎn)生原因分析

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因主要是是由于混凝土內(nèi)外溫差過大、混凝土收縮變形、堿—骨料反應(yīng)等因素。

2.1 混凝土內(nèi)外溫差過大

大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥水化時產(chǎn)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易及時散發(fā)，以至于越積越高，但外部混凝土澆筑后未及時采取覆蓋保溫措施，或環(huán)境溫度過低，使混凝土內(nèi)外溫差過大，膨脹不一致。混凝土表面便產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，當(dāng)這種拉應(yīng)力超過混凝土硬化過程中的抗拉強(qiáng)度時，便產(chǎn)生了裂縫。產(chǎn)生這種裂縫的主要影響因素是水泥水化熱過大、環(huán)境溫度低;混凝土澆筑時分層、分段過于厚大;未采取降低大體積砼內(nèi)部溫度的措施;澆筑完混凝土后未及時采取外部保溫養(yǎng)護(hù)措施等。

2.2 混凝上收縮變形

混凝土在空氣中凝結(jié)硬化時體積要縮小，產(chǎn)生收縮變形，這種變形不同程度的受到外部的約束，這種約束作用，就會在混凝土體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)收縮應(yīng)力，當(dāng)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過當(dāng)時的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。影響混凝土收縮的主要因素有混疑土中的水泥用量、水泥品種以及結(jié)構(gòu)的配筋率，混凝土中水泥用量越高，混凝土收縮就越大，構(gòu)件的配筋率越大，對混凝土的收縮約束作用就越大，就越容易產(chǎn)生裂縫。

2.3 堿—骨料反應(yīng)引起的裂縫

當(dāng)混凝土中含有堿活性骨料和堿含量過高的水泥，或受到含可溶性硫酸鹽的水作用，反應(yīng)的生成物遇水可產(chǎn)生膨脹，由于混凝土各組分體積變化特性的差異所造成混凝土不均勻應(yīng)力，會破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并影響水泥石與骨料顆粒之間的膠結(jié)，形成裂縫。另外某些介質(zhì)與水泥結(jié)合會形成一種可溶性較低的化合物，由于這種化合物的體積比生成這些化合物的水泥漿體積大，使混凝土產(chǎn)生裂縫。在密實(shí)的混凝土中，這類浸蝕破壞大多屬于表面性。

3 大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施

3.1 水泥的品種及用量選擇

水泥釋放溫度的大小及速度取決于水泥內(nèi)礦物成分的不同。水泥礦物中發(fā)熱速率最快和發(fā)熱量最大的是鋁酸三鈣，其他成分依次為硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣。另外，水泥越細(xì)發(fā)熱速率越快，但是不影響最終發(fā)熱量。充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，以減少水泥的用量。

3.2 溫度控制

(1)減少混凝土中的水泥用量，改善骨料級配，優(yōu)化混凝土配合比。在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密實(shí)度，提高抗?jié)B能力，改善混凝土的工作度，降低最終收縮值，利用粉煤灰作混凝土的摻合料，降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內(nèi)部溫升，提高混凝土的后期強(qiáng)度及其抗裂能力;(2)降低混凝土的澆筑溫度，拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻;(3)埋設(shè)水管，冷水降溫;(4)規(guī)定合理拆模時間，氣溫驟降時做好混凝土表面保溫措施，避免混凝土表面發(fā)生急劇溫度梯度;(5)在寒冷季節(jié)，對在施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，采取保溫措施。

4 結(jié)論

總之，大體積混凝土的裂縫對建筑結(jié)構(gòu)危害很大，嚴(yán)重影響了建筑的耐久性和安全性。本文通過工程實(shí)際分析了大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因，并從材料選擇、溫度控制、施工質(zhì)量控制和養(yǎng)護(hù)方面提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，旨在有效地減少混凝土的裂縫的發(fā)生率，從而避免裂縫對建筑結(jié)構(gòu)造成危害。

［1］混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) GB50164 -2011.

［2］邢小平.建筑工程大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施［J］.四川建材，2011(4).

［3］高安平.大體積混凝土基礎(chǔ)承臺溫度裂縫控制［J］.城市經(jīng)濟(jì)，2011(7).

［4］王藝紅.大體積混凝土施工技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)探討［J］.科技與傳播，2010(5).