大體積混凝土裂縫的成因及預防

文/王廬山 山東文景生態環境工程有限公司 山東濟寧 272000

1、建筑工程大體積混凝土施工中的特點

1.1 溫度變化特點

水泥在凝結硬化過程中，會放出大量的水化熱。水泥在開始凝結時放熱較快，以后逐漸變慢，普通水泥最初3d放出的總熱量占總水化熱的50%以上。大體積混凝土溫度變化一般經歷升溫期、冷卻期和穩定期三個時期。混凝土硬化過程中，導熱性差，升溫較快，降溫較慢，溫度梯度最大。最可能出現裂縫的部位是在3個臨邊處，即上表面、下表面和四周側表面，是混凝土溫度裂縫控制的關鍵。

1.2 工作環境特點

建筑地下室施工期間較少受到或完全不受日曬、雨淋等危害，同時深基坑中構筑物周圍空間狹窄，通風條件差，就連晝夜溫差變化大的氣溫影響也比地面小。拆模后及時回填，此后混凝土內部殘余溫度（余熱）將通過回填緩慢外泄，直至與地面溫度平衡。土壤導熱性差，殘余溫度的消失將在長時間內緩慢地完成，這過程中溫度應力不會影響混凝土質量，以致產生溫度裂縫。

2、大體積混凝土裂縫的成因

2.1 溫度影響

大體積混凝土結構在施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土是否開裂有著很大影響。特別是氣溫驟降，會大大增加內外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應力是由于溫差引起混凝土變形造成的，溫差愈大，溫度應力也愈大。另外，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度可達65℃,并且有較長的延續時間。因此，應采取溫度控制措施，防止混凝土內外溫差過大引起的混凝土裂縫。

2.2 水泥水化熱的影響

水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚,表面系數相對較小，所以發生的熱量聚集在結構內部不易散失，水化熱越積越高，使內外溫差增大，產生溫度應力和收縮應力。水泥水化熱引起的溫升與混凝土結構的厚度、單位體積水泥用量和水泥品種等有關。混凝土結構的厚度愈大，水泥用量愈多，水泥的水化熱越大，則混凝土結構的內部溫升愈快。由于混凝土的導熱性能較差，隨著混凝土齡期的增長，其彈性模量和強度相應不斷提高,對混凝土變形的約束也愈來愈強，即產生很大的溫度應力，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗此溫度應力時，易產生溫度裂縫。

2.3 混凝土收縮變形的影響

在混凝土硬化之前,混凝土處于塑性狀態，如果上部混凝土的均勻沉降受到限制，如遇到鋼筋或大的混凝土骨料，或者平面面積較大的混凝土，其水平方向的減縮比垂直方向更難時，就容易形成一些不規則的混凝土塑性收縮性裂縫。

3、大體積混凝土裂縫的預防措施

3.1 加強大體積混凝土的配制

原料選擇要根據實際情況和施工要求進行合理選擇。在選擇材料時，需要保證混凝土中礫石和沙的連續性。在混凝土中加入礫石和沙，可以減少水化反應產出的熱量，在配制混凝土時可以添加一些緩凝劑和減水劑。根據施工規定，為確保施工質量，應添加一些粉煤灰材料增強混凝土的牢固性，以此對混凝土的強度進行控制和提升，并確定混凝土材料配合比。在使用材料的過程中，盡可能減少水泥使用量，這樣可以減少成本，也可以提高混凝土的強度，從而保證施工的質量。在混凝土材料的配制過程中，我們可以選擇水化作用比較小的水泥，盡可能減少熱量的產生，降低因水化熱原因造成對混凝土質量的影響，以此確保混凝土質量的提高。

3.2 控制混凝土溫度

據大量實踐證明，對混凝土影響最大的因素是溫度。在混凝土配制過程中，對混凝土進行攪拌，伴隨混凝土熱量產生，溫度會逐漸升高，導致混凝土的內部結構被破壞并形成裂縫。因此在施工過程中，要控制混凝土配制而產生的溫度，要將溫度控制在合理范圍內。據相關資料顯示，可以從兩方面對溫度予以控制:第一方面是對沙礫和石子進行清洗，這樣做的目的是為了防止在混凝土攪拌過程中因摩擦而產生更多的熱量。可以通過水分進行降溫，且必須要有專業的人員進行檢查和跟進，確保混凝土的質量得到保證。第二方面是找一個背陽的地方進行操作，可以搭棚或者進行其他的操作，這樣做可以減少因太陽直射造成原料溫度升高而對混凝土質量造成的影響。

3.3 加強混凝土澆筑及溫度控制

因大體積混凝土結構具有較高的整體性需求，要求澆筑工作具有一次性、連續性，且不能進行施工縫留設。此工程采取斜面一層一層澆筑的方式，通過混凝土自由流動呈現出斜坡現象，泵送施工規范化，才能防止拆除、沖洗及接長混凝土輸送管現象的頻繁產生，才能對泵送效率進行有效提升。在進行混凝土澆筑施工時，也會因為眾多因素的影響，導致混凝土的溫度升高，使其內部溫度發生變化，導致內外溫差增大，使混凝土的內部結構遭到破壞，造成混凝土內部出現裂縫。在施工過程中，要對施工的設備和現場的工作流程進行檢驗和梳理，確保工作的正常進行，同時加大對施工現場的管理力度，確保每個環節都能有效進行施工，使空間的流動性變大，加快流通，減少太陽光的直射可以降低溫度。

3.4 加強養護工作

在完成混凝土施工后，要及時對其進行養護，在實踐中可以得知，保濕養護是混凝土養護的主要方法，養護應該不小于15d，在保濕養護的同時還要對混凝土的外表面進行保護。比如撒一層灰對混凝土表面進行保護。除此之外，還需控制混凝土的溫度，對其溫度進行檢測和調控。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。

結語：

由于建筑工程大體積混凝土結構復雜且龐大，所以在施工過程中非常容易受到外來因素的影響。因此，我們必須充分的掌握大體積混凝土的施工特點，加強施工前的準備工作，注意各個環節中的問題注意各個環節中的問題，始終堅持以預防為主、管理嚴格的工作態度作態度，將建筑工程的質量管理工作落到實處。

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