大體積混凝土裂縫成因及防治措施

文/王海濤 王成楠，河南海納建設管理有限公司

大體積混凝土裂縫成因及防治措施

文/王海濤 王成楠，河南海納建設管理有限公司

混凝土是由很多種材料混合而成的物質，主要含有砂石、水泥以及其他材料物質。混凝土自身具有差異性、施工的實時性以及易受外界環境干擾等原因，容易使得混凝土成型后出現很多小細孔和空隙，通過一段時間的使用和外界環境的影響，混凝土結構中的空隙會被逐漸擴大，最終變成很大的裂縫，直接影響這個建筑物的使用安全性。

大體積混凝土；裂縫成因；預防

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象，是自發的，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，混凝土內部會產生拉應力，一旦超過混凝土抗拉強度，混凝土便會出現裂縫問題。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凝膠是泥水化反應的核心產物，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 水泥水化熱

水化熱是指水泥、水二者反應后產生的熱量，一旦混凝土中的水泥用量增加，水化熱也會越高，這是因為鋁酸三鈣是水泥的礦物成分，其水化熱特別高。水泥水化產生的熱量會使大體積混凝土內部溫度迅速升高，50℃—60℃，甚至更高，導致混凝土內外溫差較大。在溫差作用下，出現的內應力會使處于凝結硬化的混凝土出現裂縫。根據相關調查分析，混凝土結構80%—90%的裂縫都是因為混凝土水化熱后產生的較大溫差，其拉應力遠遠超過混凝土抗拉強度，尤其是大體積混凝土結構。

1.3 外界氣溫變化

物體都存在熱脹冷縮的現象，混凝土也不例外，一旦外界氣溫發生變化，混凝土體積也會出現熱脹冷縮現象。就大體積混凝土而言，硬化早期影響內部溫度的因素較多，和外界氣溫形成溫度差，即混凝土內外溫差梯度，隨著溫度梯度增大，混凝土產生裂縫的幾率也越高，裂縫寬度也會增大，一旦外界氣溫下降，混凝土會產生較大的溫度應力，出現裂縫。

2 大體積混凝土裂縫的預防措施

2.1 控制混凝土的溫度

2.1.1 優化混凝土配比

在利用大體積混凝土進行建筑工程施工時，經常需要將混凝土中的水泥與其他的施工物料進行混合使用。在混合水泥與其他的施工物料的過程中，施工人員應該要盡量減少水泥的用量，并且改善骨料級配，優化混凝土的配備比，從而優化混凝土的內部結構。在預防混凝土產生裂縫的過程中，施工人員可以在大體積混凝土中摻入適量的粉煤灰，因為粉煤灰作為一種孔隙極小的物質，能夠增加混凝土的密實度，從而提高其抗滲能力。在摻和粉煤灰作為反應物料的過程中，能夠改善混凝土的工作度并且降低最終的收縮值。由于混凝土裂縫的產生與水泥水化熱有較大的關系，因此在施工過程中更應該使用粉煤灰，它可以降低大體積混凝土水泥水化熱引起的內部溫度升高的現象，從而提高混凝土的強度以及抗裂能力，從實質上起到預防裂縫的作用。

2.1.2 降低混凝土的澆筑溫度

混凝土在澆筑過程中容易聚集大量的熱量而使其內部溫度升高，并且其外部溫度也會在一定時間內有所上升，因此施工人員可以從降低混凝土的建筑溫度入手，預防裂縫的產生。在對混凝土進行澆筑的時候，施工人員要在拌合混凝土時加入適量的水，或者可以直接用水將碎石冷卻，這對于降低澆筑溫度預防裂縫都有一定的作用。

2.1.3 規定合理拆模時間

拆模時間的有效利用，也能夠對大體積混凝土裂縫起到一定程度的預防作用。在施工過程中，施工人員要規定合理的拆模時間，在氣溫驟降時采取措施對混凝土的表面進行保溫，可以避免混凝土表面發生急劇溫度梯度而產生裂縫。

2.2 采用合理的施工方法

合理的施工方法對于大體積混凝土裂縫的產生及整個建筑工程的施工質量都能夠起到一定程度的保障。因此，在進行大體積混凝土施工的過程中，施工人員要規范施工技術，制定合理的大體積混凝土澆筑方案，為預防裂縫的產生做好充分的準備。在大體積混凝土施工過過程中，可以采用分層的方式進行施工，而分層的施工方式又可以分為全面分層、分段分層及斜面分層。就全面分層來說，施工人員在施工過程中要以豎向為施工基點，將大體積混凝土分為若干個層次，當澆筑完第一層之后，需要在混凝土還沒有初凝的時候迅速澆筑第二層，之后再逐層澆筑，這種施工方式可以使得大體積混凝土有效散熱，避免溫度的持續升高。但是需要注意的是，全面分層的混凝土澆筑方式只適用于建筑面積較小的工程，對于一些建筑面積較大的工程來說，可以采用分段分層的方法進行混凝土的澆筑施工，這種方法需要以水平方向為基點，而斜面分層的方法則適用于長條狀結構的施工。

2.3 做好混凝土養護工作

在建筑工程的施工過程中，養護工作的進行能夠對工程的整體質量起到較好的保障作用。在進行大體積混凝土施工的過程中，做好養護工作同樣能為預防裂縫的產生提供基礎。施工單位可以將混凝土表面用塑膠袋包裹起來，或者可以用麻袋、棉氈等材料代替塑膠袋的保濕作用。在整個大體積混凝土的養護過程中，最重要的就是在混凝土澆筑之后實施養護措施，能夠保證混凝土在硬化早期得到保護。養護劑作為一種較好的建筑工程養護工具，能夠為防止大體積混凝土裂縫提供較好的幫助。養護工作并不是只在使用后期進行的，為了保證大體積混凝土產生裂縫的幾率降到最低，施工單位需要提前埋設好測量溫度的探頭，保證混凝土的內部溫度能夠得到有效得到動態控制，當外界溫度變化過大時，施工人員就可以及時采取措施進行保溫，防止裂縫的產生。

結束語

總而言之，在工程項目建設中，施工企業必須意識到大體積混凝土裂縫的重要性，要根據其成因，根據施工現場水文、地質等情況，采取適宜的裂縫預防措施，科學施工。以此，提高工程整體性能與質量，降低裂縫發生率，使其更好地投入到運行中，具有較好的“經濟、社會、生態”效益。

[1]淡振奇,常延民.大體積混凝土裂縫的成因分析及防治措施[J].民營科技,2015,02:138.

[2]王適.淺議大體積混凝土裂縫的成因及預防措施[J].科技創新與應用,2015,01:126.

[3]陳湘勇.大體積混凝土裂縫的成因及預防措施[J].科技致富向導,2015,06:58.