大體積混凝土裂縫產生的原因及預防措施

張志杰　馬俊濤

摘 要：大體積混凝土開裂的問題是建筑施工中一個普遍性的技術問題。裂縫一旦形成，特別是基礎貫穿裂縫出現在重要的結構部位，危害極大，它會降低結構 的耐久性，削弱構件的承載力，同時可能會危害到建筑物的安全使用。本文分析大體積混凝土裂縫的產生原因，然后提出具體的防裂措施。

關鍵字：大體積混凝土；裂縫產生原因；溫差；收縮；預防措施

近年來，隨著我國國民經濟和建筑技術的發展，大型現代化技術設施和建筑物不斷增加，而混凝土結構因其施工方便、承載力大、且價格低廉等特點，廣泛受到人們的歡迎，因此大體積混凝土逐步成為構成大型建筑物主題的重要組成部分。大體積混凝土就是體積尺寸較大的混凝土。雖然大體積混凝土有很多的優勢，但是也存在很多的不足。其中混凝土開裂問題就是其中最重要的問題。大體積混凝土的開裂問題是工程建設中的普遍性技術問題，并且裂縫一旦形成，特別是裂縫出現在重要的結構部位，危害是非常大的，不僅降低了混凝土結構的耐久性，還削弱了構件的承載能力，危害建筑物的安全使用。所以采取何種有效措施來防止大體積混凝土開裂成為了一個值得我們關注的問題。

1 大體積混凝土產生裂縫的原因

裂縫產生的原因大致可分為兩類：一是結構型裂縫，是由外部載荷引起的，包括常規的結構計算張的主要應力及其他的結構次應力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，是由非受力變形引起的，主要是溫度應力和混凝土自身的收縮引起的。

1、結構型裂縫

此類裂縫產生的主要原因是混凝土外部載荷較大，導致混凝土自身抗壓或抗拉能力不足很產生的受力裂縫。

2、溫度應力引起的裂縫（溫度裂縫）

目前溫度裂縫產生主要是由溫差造成的。在混凝土澆注初期，產生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導體，水化熱積聚在混凝土內部不易散發，常使混凝土內部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環境溫度，這就形成了內外溫差，這種內外溫差在混凝土凝結初期產生的拉應力當超過混凝土抗壓強度時，就會導致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導致裂縫的產生；大體積混凝土施工時，由于混凝土內部與外表散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應力。同時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，由溫差產生的表面拉應力超過此時混凝土的極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生裂縫。混凝土降溫階段，由于逐漸降溫而產生收縮，再加上混凝土的硬化過程中，由于混凝土內部拌合水的水化和蒸發以及膠質體的膠凝等作用，促使混凝土的硬化收縮。這兩種收縮由于受到基底或結構本身的約束，也會產生很大的拉應力，直至產生收縮裂縫。

2 防止混凝土開裂的措施

1、混凝土材料的選擇

可以優先選用水化熱較低的水泥。由于溫差主要是由水化熱產生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采取早期水化熱低的水泥。由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調整水泥的細度模數。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。并且在混凝土中加入適量外加劑。加入外加劑后能減小混凝土收縮開裂的機會。減水劑的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對防止開裂是十分有利的；緩凝劑的作用一是延緩混凝土放熱峰值出現的時間，由于混凝土的 強度會隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值出現時，混凝土強度也增大了，從而減小裂縫出現的機率。引氣劑在混凝土的應用對改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。

2、采用綜合措施，控制混凝土入模溫度

混凝土的溫度和溫度變化對混凝土裂縫是非常敏感的。因此我們需要采取綜合措施，控制混凝土的入模溫度，減小溫度對混凝土開裂造成的影響。人工控制混凝土的措施有很多中：例如，在混凝土表面灑水冷卻、或是在混凝土的內部埋設冷卻的水管或風管、混凝土表面保溫材料保護等措施。另外人工控制混凝土溫度還需要注意的問題是防止“過速冷卻”和“超冷”，過速冷卻不僅使混凝土的溫度梯過大，而且早期的過速冷卻還會影響水泥—膠體體系的水花程度和早期混凝土強度，更容易產生早期熱裂縫。還有就是澆筑時間盡量安排在夜間，最大限度的降低混凝土的初凝溫度。如果是白天施工時要求在沙、石堆場搭建遮陽裝置或是用麻袋覆蓋，必要時還可向骨料噴冷水。

3、混凝土澆筑完成后，注意養護

混凝土澆筑完畢后，應及時灑水養護以保持混凝土表面經常濕潤，這樣既減少外界高溫倒灌，又能夠防止干縮裂縫的發生，促使混凝土強度的穩定增長。

3 結語

大體積混凝土的開裂目前是工程界關注的一個重要問題，通過以上的分析可知，大體積混凝土產生裂縫的原因主要有溫度應力拉裂和混凝土收縮裂縫。而減少混凝土的開裂的措施主要有精心的選擇優質的原材料以及合理的和控制混凝土中的溫差，就可以有效地控制和防止裂縫的發生。

參考文獻

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