大體積混凝土裂縫控制研究

王 曼郭 陽王 永

（1鄭州科技學院 河南鄭州 450064 2河南新太行電源股份有限公司 河南 新鄉 453000）

大體積混凝土裂縫控制研究

王 曼1郭 陽1王 永2

（1鄭州科技學院 河南鄭州 450064 2河南新太行電源股份有限公司 河南 新鄉 453000）

隨著我國經濟的高速發展，大體積混凝土由于其結構厚實、整體性好、抗震性高而被廣泛應用于各類建筑工程中。然而，大體積混凝土在固化過程釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用[1]。由此而產生的溫度和收縮應力是導致混凝土出現裂縫的主要因素,從而影響結構的整體性、防水性和耐久性,成為結構的隱患。本文通過分析大體積混凝土裂縫種類及成因，最終為大體積混凝土的裂縫控制提出了一些建議。

混凝土；溫度；裂縫控制

前言

混凝土工程作為建筑工程的重要環節之一，包含多個施工環節，混凝土工程施工質量的好壞將直接影響建筑工程的施工質量。大體積混凝土在澆筑過程中釋放的水化熱較大，將產生較大的溫度變化和收縮作用，進而影響結構的整體性、防水性以及耐久性[2]，為建筑工程的質量造成較大隱患。因此，對大體積混凝土裂縫種類及成因進行研究，并提出切實有效的裂縫控制措施對提高大體積混凝土的施工質量，保障建筑工程及人民群眾的生命財產安全具有重大意義。

1.大體積混凝土裂縫的分類

大體積混凝土裂縫大體上可以分為如下三種：

（1）收縮裂縫。收縮裂縫通常是由于混凝土自身的收縮引起的。混凝土中的水和水泥是引起混凝土收縮的主要因素。水和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。不同品種的水泥，混凝土的收縮、干縮量也不相同。

（2）溫差裂縫。大體積混凝土澆筑過程中，會釋放大量的熱量，使混凝土內部溫度急劇升高，且熱量不易揮發，造成混凝土結構內部產生較大溫差，當溫差超過25℃的時候，混凝土就受外邊界混凝土的約束，而當溫度超過其抗拉強度時，就會使得混凝土外部產生裂縫。

（3）安定性裂縫。水泥安定性不合格通常也會造成混凝土開裂，安定性裂縫表現為龜裂。

2.混凝土裂縫的成因[3]

2.1溫度裂縫

混凝土施工過程中的內外溫差是引起大體積混凝土開裂的最主要原因之一。溫度的變化，通常會引起混凝土結構發生膨脹或收縮，膨脹或收縮受其約束的同時，會造成混凝土內部結構產生溫度應力。溫差越大，溫度應力也越大。大體積混凝土在澆筑后，水泥與水發生水化反應，將產生大量的熱量，使得混凝土內部溫度升高較快，且不易揮發，然而混凝土外部溫度與環境基本保持一致，這將使得混凝土結構內外產生較大溫差，當溫差超過25℃時候，混凝土就受外邊界混凝土的約束，而當溫度超過其抗拉強度時，就會使得混凝土外部產生裂縫。

2.2收縮裂縫

（1）裂縫自身收縮。混凝土澆筑完成后，如果養護不當會造成水泥在水化作用下消耗較多，水泥凝膠孔液面降低，混凝土中會產生干燥效應，使得混凝土結構體積減小，造成相對濕度降低，從而引發混凝土結構自身收縮，導致自身收縮裂縫。

（2）裂縫干縮。大體積混凝土在凝結硬化過程中，水分不斷蒸發，通常表面水分揮發較快，內部水分揮發較慢，容易造成表面體積收縮遠大于內部體積收縮，從而造成混凝土內外收縮變形不一致，一旦表面的收縮變形收到內部約束時，混凝土結構就會出現拉應力[4]，從而出現干縮裂縫。

2.3鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕也是引起混凝土開裂的重要原因之一。混凝土保護層不規范易造成鋼筋銹蝕。鋼筋一旦銹蝕，會在混凝土中產生銹蝕物氫氧化鐵，使得混凝土體積發生變化，從而導致腐蝕裂縫的產生。

2.4凍脹

外界低于零度時，易造成混凝土的凍脹，凍脹現象的產生會使得混凝土體積變大，混凝土強度降低，從而造成混凝土開裂。

3 大體積混凝土裂縫控制的一些建議

大體積混凝土出現有限制的裂縫是正常的，同時也是無法避免的。采取措施控制混凝土出現非有限制的裂縫并最大限度的減少裂縫對保證混凝土結構的耐久性、美觀性有著重要意義。

3.1加強控制結構設計質量

進行準確的混凝土結構設計可以有效防止混凝土裂縫的產生。通常可以采取如下措施：1）設計時優先選用低中強度的混凝土2）設置分布鋼筋、適當配置細而密的構造鋼筋3）適當設置后澆帶、應力釋放帶、膨脹加強帶。

3.2做好施工技術準備

施工前要做好準備工作。各種施工機械設備要能立即使用，使混凝土的溫度能夠得到有效控制。混凝土各項材料的溫度應滿足混凝土拌合物合成后所需溫度。盡可能縮短混凝土的輸送時間，保證混凝土冬季入模溫度不低于10℃，夏季入模溫度不高于25℃，混凝土入模時的和易性及坍落度應滿足要求。混凝土澆筑時應采用分層方法及分層厚度，確保混凝土澆筑過程連續不中斷。混凝土振搗時要做到振搗密實，還應做好振搗后混凝土表面收光處理，必要的話應采取二次振搗。根據工程實際采用適當的方法對混凝土進行養護。

3.3優化混凝土材料的配合比

合適的材料配比可以提高混凝土的抗壓性、防水性、抗離性，從而可以起到有效的控制大體積混凝土裂縫的效果，因此，優化材料配比顯得非常重要。優化混凝土材料配比應做到以下幾點：

（1）優先選用低熱和中熱水泥，減少單位水泥用量和單位用水量。優先選用熱膨脹系數小、含泥量低的骨料，保證骨料級配的連續性。

（2）優先選用粒徑較大的粗骨料，在不影響混凝土可泵性的前提下盡可能的降低砂率。

（3）在混凝土中摻入適量的優質摻合料和外加劑，如：粉煤灰、減水劑、膨脹劑等，可以有效的減少水泥用量并可以較好的改善混凝土的和易性。

如有必要時應根據試驗確定適合工程需要的最優配合比。

3.4減小環境氣候對大體積混凝土的影響

為降低混凝土的入模溫度，在澆筑混凝土時盡可能避開夏季溫度過高的時段；為避免混凝土內外溫差過大，并考慮防止混凝土凍裂的因素，在澆筑混凝土時，還應該盡量避開冬季溫度較低的時段。在澆筑混凝土前應做好充分準備，對天氣狀況進行充分了解，盡可能較少環境天氣等因素對混凝土的影響。

3.5加強養護處理

混凝土澆筑好以后應該注意做好養護工作。適當提高環境的濕度可以有效避免混凝土因干裂而產生的裂縫。施工過程中應盡可能降低環境內外溫度差，并降低應力，從而達到提高混凝土抗拉及抗壓能力的效果。然而，在實際施工過程中，由于混凝土散熱比較困難，所以當水泥水化熱高峰期過去時，仍需注意對混凝土的養護，以便可以更好地防止裂縫的產生。

4 結語

總之，隨著社會經濟的發展，大體積混凝土在建筑行業的應用越來越廣泛，控制其裂縫的開展可以有效地保障混凝土工程乃至建筑的質量。造成大體積混凝土出現裂縫的原因多，控制其產生裂縫的措施也不盡相同，只有嚴格把握好勘測、設計、原料、施工及養護等各個階段，切實做到“預防為主、防止結合[5]”，才能有效解決大體積混凝土易產生裂縫這一問題。

[1]才素平.大體積混凝土施工技術及其應用[D]. 西安建筑科技大學,2009,06.

[2]劉柏軍.建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理[J]. 工程管理,2017:148-163.

[3]王樹武. 大體積混凝土裂縫的控制措施[J]. 工程技術研究, 2016,(7):113.

[4]耿振剛. 關于土木工程混凝土施工技術的研究[J].建西建材,2012,02,15.

[5]方仙梅. 大體積混凝土裂縫的分析及防治[J]. 中國西部科技,2011,10（10）:20-21.

G322

B

1007-6344（2017）06-0332-01