大體積混凝土裂縫原因分析及控制措施

趙全法

摘要：混凝土是目前各類建筑中使用最廣泛的建筑材料，因此它的質(zhì)量決定了工程建筑的質(zhì)量。隨著高層建筑的興起，大體積混凝土成了灌漿技術(shù)中主要的施工方法，所以使用和控制好大體積混凝土對于工程建筑的發(fā)展具有重要意義。為了提高施工質(zhì)量，使建筑質(zhì)量更全面提高，我們需要對施工過程中的裂縫問題進(jìn)行進(jìn)一步的研究。文

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫原因；控制措施

大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體最小尺寸超過1米的大體量混凝土或者預(yù)測因混凝土水化熱會出現(xiàn)有害裂縫的混凝土。在新形勢下，高層建筑、超高層建筑、大型橋梁等層出不窮，混凝土構(gòu)件的體量也日漸變大，大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，面積較大、體積較厚，極易出現(xiàn)裂縫問題，大幅度降低了工程質(zhì)量，必須綜合分析大體積混凝土裂縫的成因，通過不同途徑采取有效的預(yù)防措施，避免大體積混凝土裂縫頻繁出現(xiàn)。

1.大體積混凝土裂縫的成因

1.1收縮裂縫

混凝土收縮是指混凝土拌合物硬化過后體積逐漸減小的現(xiàn)象，是自發(fā)的，和水泥特性緊密相連。混凝土收縮受到外部約束的時候，比如，鋼筋、模板，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生拉應(yīng)力，一旦超過混凝土抗拉強(qiáng)度，混凝土便會出現(xiàn)裂縫問題。由于收縮的原因各不相同，混凝土收縮類型收縮并不單一，即溫度收縮、塑性收縮、自收縮、干燥裂縫。以“自收縮”為例，c-s-H凝膠是泥水化反應(yīng)的核心產(chǎn)物，其體積不超過水泥、水二者之和，也就是說，固相體積增加的同時，水泥漿體卻在不斷減小，這便是自收縮，2/3的硅酸鹽水泥漿體全都水化之后，理論上體積會減縮7%-9%。

1.2溫度裂縫

在混凝土凝固過程中，水泥水化會釋放大量的水化熱，從而使混凝土內(nèi)部的溫度隨之上升。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在內(nèi)外環(huán)境溫差的作用下，結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度會隨時間增長而降低，直至達(dá)到多年平均氣溫水平。混凝土的溫度變化過程分為溫升、冷卻降溫、穩(wěn)定三個階段。大體積混凝土的溫度變化會引起溫度變形，受到約束產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度時產(chǎn)生裂縫。

1.3環(huán)境條件

環(huán)境溫度和濕度的變化會在混凝土內(nèi)部形成變化不均勻的溫度場和濕度場，促使內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，進(jìn)而形成表面的宏觀裂縫。大體積混凝土工程施工時，如果遇到連續(xù)的低溫天氣，混凝土澆筑后就會因?yàn)閮?nèi)外溫差過大而產(chǎn)生混凝土裂縫。連續(xù)陰雨天氣下，過多的雨水會滲入混凝土內(nèi)部，影響混凝土的凝固，造成微小裂縫的擴(kuò)展。混凝土澆筑之后及時完善的養(yǎng)護(hù)可以減小收縮變形。

1.4施工裂縫

施工中所產(chǎn)生的裂縫原因較多，主要是由于人工操作的原因，施工工藝的選擇，施工裂縫產(chǎn)生的原因眾多，而其裂縫的分布是隨機(jī)的，一般主要是由于澆筑與模板粘合的不充份，或是進(jìn)行澆筑時較快，其澆筑的程序缺少正確的方式等，以上這些原因都會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，對水利工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2.控制措施

2.1優(yōu)選混凝土各種原材料

2.1.1水泥的選擇

理論研究表明大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應(yīng)盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失，可適度增加活性細(xì)摻料替代水泥。

2.1.2骨料的選擇

在選擇粗骨料時，可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應(yīng)減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。在選擇細(xì)骨料時，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對混凝土的裂縫控制有重要作用。

2.1.3摻加外加料和外加劑

摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達(dá)到降低水化熱的目的。但摻量不能大于30%。摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動性，且能提高水泥水化率，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，從而可降低水化熱，同時可明顯延緩水化熱釋放速度。

2.2堅(jiān)持科學(xué)的施工工藝

（1）根據(jù)工程的具體情況，通過計(jì)算溫度應(yīng)力來確定混凝土澆筑方式。可以選取夜間進(jìn)行澆筑工作，從而減小溫差應(yīng)力，減少裂縫的產(chǎn)生。澆筑時據(jù)混凝土泵送產(chǎn)生的坡度，在混凝土卸點(diǎn)和坡角處布置振搗點(diǎn)，確保混凝土振實(shí)。因混凝土的流動性很大，泵送混凝土澆筑完畢之后，為消除混凝土表面裂縫，要在混凝土初凝之后、終凝之前進(jìn)行二次振搗，提高混凝土防水性能。充分的振搗可以有效減少結(jié)構(gòu)性裂縫。（2）在整個施工過程中要做好對溫度的測量、控制工作。采用先進(jìn)的測溫裝置做好溫度記錄，可以全面、準(zhǔn)確的掌握大體積混凝土內(nèi)部的實(shí)時溫度變化，技術(shù)人員可以利用測量結(jié)果制定、實(shí)施相應(yīng)的溫控措施。（3）重視大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。在工程項(xiàng)目建設(shè)中，施工企業(yè)必須做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，可以用塑膠袋包裹混凝土表面，也可以采用麻袋、棉氈等材料，可以起到較好的保濕作用，混凝土養(yǎng)護(hù)比較及時，澆筑結(jié)束后必須及時養(yǎng)護(hù)，確保在混凝土硬化早期養(yǎng)護(hù)到位。

3.結(jié)語

總而言之，在工程項(xiàng)目建設(shè)中，施工企業(yè)必須意識到大體積混凝土裂縫的重要性，要根據(jù)其成因，根據(jù)施工現(xiàn)場水文、地質(zhì)等情況，采取適宜的裂縫預(yù)防措施，科學(xué)施工。以此，提高工程整體性能與質(zhì)量，將所產(chǎn)生的裂縫危害降到最低，減少因其裂縫的產(chǎn)生對水利工程的質(zhì)量與壽命產(chǎn)生影響。使其更好地投入到運(yùn)行中，具有較好的“經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)”效益。