建筑工程大體積混凝土裂縫防治技術分析

代星星 丁方方

摘 要：大體積混凝土開裂后，其性能與原狀混凝土性能差異很大，尤其是對耐久性（滲透性）的影響更大；混凝土滲透反過來又會加速和促使混凝土的進一步惡化，嚴重影響其結構的長期安全和耐久運行。裂縫的產生大多在早期，因此，本文主要對建筑工程大體積混凝土裂縫產生的原因及防治措施進行了分析與探究。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫控制；原因

隨著我國綜合國力不斷提高，對基礎設施的投入不斷加大，大型、特大型工程日益增多，必然導致大體積混凝土工程也越來越多。由于大體積混凝土整體性要求高。因此對砼施工技術要求較高，水泥的水化熱量大且聚集在構件內部不易散出，往往形成較大的里表溫差（temperature difference of center and surface），造成砼表面產生收縮裂縫等。要解決裂縫問題就需要對其產生原因、防治措施進行深入研究，以此提升工程質量。

1 大體積混凝土裂縫產生的原因

大體積混凝土澆筑后水泥水化熱溫升較高，由于體積較大，聚集在混凝土內部的水泥水化熱不易散發，混凝土內部溫度顯著升高，造成混凝土內外溫差較大，混凝土表面易產生裂縫。降溫階段，混凝土逐漸散熱收縮，混凝土內部易出現貫穿性裂縫。總之混凝土的升降溫過程會引起混凝土內部溫度應力劇烈變化而導致混凝土結構產生有害裂縫，施工難度較大。在具體施工應用中，往往會遇到大體積混凝土裂縫問題，如干縮裂縫、溫度裂縫等，產生這些裂縫的主要原因如下：

1、干縮裂縫

大體積混凝土的干縮裂縫大都是因為其內外部水分蒸發程度的不同，進而引發不同程度變形的結果。如果大體積混凝土受外部條件的影響，表面水分就會損失過快，從而產生變形；若內部濕度變化較小，混凝土的變形程度相對來說也會變小。因為受到混凝土的內部束縛，混凝土構筑物容易產生較大的表面干縮變形，進而產生較大的拉應力，最終產生大體積混凝土裂縫。大體積混凝土容易產生干縮裂縫與混凝土的相對濕度和水泥漿體的干縮性關系尤為重要。混凝土的相對濕度越低，水泥漿體的干縮性也就越大，混凝土干縮程度主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量以及外加劑的用量有著密切的關聯。

2、塑性收縮裂縫

塑性收縮是混凝土在完成澆筑后且尚在塑性狀態下發生的收縮，混凝土裂縫常常會發生在項目施工的過程中，大約是在混凝土澆筑后的四小時左右，此時的水泥水化反應劇烈，會發生水分快速蒸發和泌水現象，此刻的混凝土會發生失水收縮的情況。通常在干熱或大風天氣，塑性收縮裂縫會出現。混凝土塑性收縮的裂縫大多是兩端細、中間寬，且長短不一的狀態。在混凝土表面積較大的面上經常會產生混凝土裂縫，因此，為了減小混凝土的塑形收縮，在施工過程中，一定要合理控制和把握好水灰比，攪拌時間不宜太長，避免快速下料，振搗一定要密實，分層澆筑要注意豎向變截面的處理。

3、溫度裂縫

混凝土熱脹冷縮的性質，注定會在其外部環境或內部溫度發生變化時產生變形。若混凝土變形遭到約束，則會在其結構內形成拉應力，當此時的拉應力超過混凝土的抗拉極限時，大體積混凝土表面便會形成裂縫，這種裂縫多數情況下回發生在混凝土施工后最初3～5天。

2 建筑大體積混凝土裂縫防治措施

1、合理選擇原材料，優化混凝土配合比

水泥水化熱是產生大體積混凝土裂縫的主要溫度因素，因此在選擇水泥時，要優先考慮水化熱低、、具有微膨脹、凝結時間長、抗凍融性、耐磨性的水泥，這一類的水泥在水化膨脹期，便會產生相應的預壓應力，減少混凝土內部的拉應力，從而提高混凝土的抗裂能力，減少混凝土裂縫發生的概率。摻入混合材料，在混凝土中用一定量的粉煤灰來代替部分水泥，則可以減少混凝土中的水泥用量，并且能夠改善混凝土的粘塑性，并延遲混凝土水化熱，因此在混凝土中摻入適量的粉煤灰，可以改善混凝土的后期強度，強化混凝土的抗裂能力，在其早期的抗拉輕度以及早期的拉伸值會有小幅度的降低，對防止混凝土裂縫起到很好的作用。因此，在工程中，常用粉煤灰做外摻料。

2、混凝土配合比設計的優化

大體積混凝土配合比的設計原則是在滿足混凝土強度和密實性的前提下，盡量減少水泥用量，減少水泥水熱化的釋放和減緩釋放速度。通常情況下，我們長采用“雙摻”或“三摻”的手段，即采用外粉煤灰或膨脹劑取代部分水泥，這樣可有效地減少水泥用量，達到降低混凝土的內外溫差的目的。我們一般會選用良好級配的骨料，要嚴格控制砂石骨料的含泥量，降低水灰比，并且要在保證混凝土弧度及流動的條件下，盡可能地節省水泥，減少水化熱現象的發生，以達到降低混凝土絕熱溫升的目的，進而降低大體積混凝土所受的拉應力。細骨料應盡可能地潔凈的天然河砂，質地堅固、級配合理、吸水率低、孔隙率小的潔凈天然河砂都是首選。線膨脹系數小、質地均勻堅固、粒形良好、級配合理的潔凈碎石是粗骨料的首選，此外，采用碎卵石也是不錯的選擇。

3、合理布設冷卻水管

大體積混凝土結構容易產生裂縫，因此必須在施工過程中對混凝土內部溫度加以控制。在實踐中采用埋設冷卻水管的方式，以防止混凝土產生裂縫，下述四種措施可有效防止大體積混凝土產生溫度裂縫： 第一，合理配置和采用低發熱量的混凝土配合比；第二，埋設冷卻水管，采用循環冷水的方式達到降溫的目的；第三，混凝土養護期間的溫度監控；第四，重視混凝土外部的保溫養護。 在混凝土的內部結構中，埋設熱交換效率高、連通比表面積大的金屬薄壁管，通過調節水流量及流速的方式來控制大體積混凝土內部的溫升速率，達到有效地快速解決大體積混凝土溫度裂縫的問題。在大體積商品混凝土冷卻管施工過程中，要綜合考慮混凝土的入模溫度、養護條件、水化熱的發展變化規律以及混凝土通風散熱的狀況，將大體積混凝土裂縫的發生降到最低。

4、加強混凝土的溫度監測工作

溫度控制是大體積混凝土施工過程中的一個重要環節，也是防止大體積混凝土產生溫度裂縫的關鍵因素。混凝土水熱化和氣溫造成的構件內部應力是引起混凝土開裂的諸多因素其中的一個主要因素。為了控制混凝土裂縫的產生，這就要求對原材料，混凝土的拌合、入模、澆筑溫度進行系統的檢測，并且在混凝土成型之后，對其內部的溫度進行監測。通過觀察混凝土內部的溫度變化，采取有效措施，將內外溫差控制在允許的范圍之內，對大體積混凝土溫差裂縫的控制大致可分為施工前、施工中、施工后的多種措施。

5、混凝土保溫和養護

剛澆筑的混凝土具有強度低、抗壓能力小、易變形等特點，當大體積混凝土遇到溫濕度條件不利的情況，干縮裂縫和冷縮裂縫就比較容易發生在混凝土表面。大體積混凝土的保溫和養護工作一定要使混凝土澆筑塊的內部和外部溫差以及降溫速度滿足溫控的指標要求。

防止混凝土表面裂縫的發生，以及減小混凝土表面與內部溫差是加強混凝土保溫的目的。大體積混凝土在常溫或者負溫條件下施工，其表面都必須覆蓋保溫層。比如，常溫保溫層可以對混凝土表面溫度起到緩沖作用，像大氣溫度化或雨水襲擊的溫度都可以發揮很好的作用。而負溫保溫層的設計主要是根據工程項目的地點氣溫和混凝土內外溫差等條件，但是負溫保溫層必須設置密不透風的材料覆蓋層，只有這樣，才能發揮其本能作用，提高混凝土的表面抗裂能力。

3 結束語

綜上所述，隨著建筑工程建設規模的不斷擴大，我國建筑建設質量管理也愈加規范化，這就要求相關部門必須加強對工程施工質量控制。但現階段我國建筑工程施工中還存在諸多問題，如大體積混凝土裂縫等。為有效處理此類問題，必須充分了解、掌握大體積混凝土裂縫產生的原因，只有這樣才能確保采取的控制技術科學有效。

參考文獻

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