大體積混凝土產生裂縫的原因及控制措施

麥珩

摘 要：本文主要分析了大體積混凝土裂縫原因，并提出了預防控制裂縫的措施。

關鍵詞：混凝土；分析裂縫；控制措施

1.概述

所謂大體積混凝土，就是混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m 的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土。美國給出了大量的具體社會的具體定義：任何在現澆混凝土，其規模達到水化熱，必須與解決問題的體積變形引起的，盡量減少大體積混凝土開裂是已知的影響。這就提出了大體積混凝土裂縫問題，以及如何采取有效措施，防止大體積混凝土開裂，已成為一個令人關注的問題。

2.分析裂縫產生的原因

裂縫產生的原因可以分為兩類：一類是材料裂縫，是由非變形引起的，主要是由熱應力和混凝土收縮引起的。二類是結構裂縫，是由于外部載荷，包括總體結構中的主應力，以及其他的應力裂紋的應力引起的結構。

建筑結構物的裂縫原因，屬于由變形變化（溫度、濕度、地基變形）引起的約占80%以上，屬于荷載引起的約占20%左右。在大體積混凝土工程施工中，由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內部溫度和溫度應力劇烈變化，從而導致混凝土發生裂縫。因此，控制混凝土澆筑塊體因水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內外溫差及降溫速度，防止混凝土出現有害的溫度裂縫（包括混凝土收縮）是其施工技術的關鍵問題。混凝土裂縫成因類型和其大致可分為以下幾點：

（1）裂紋受溫度變化引起的裂縫。

大氣溫度低于零石，吸水飽和的混凝土出現冰凍，水變成冰，體積膨脹9%，因此混凝土產生膨脹應力的自由，而在混凝土凝固過冷水造成滲透壓力，使得在擴張增加動力，降低混凝土強度混凝土，并導致裂縫出現。

（2）收縮造成的裂縫。

在實際工程中，由于受混凝土收縮造成的裂縫是最常見的。在混凝土的收縮型，塑料收縮，收縮是混凝土的體積變形的主要原因時，除了自收縮和炭化收縮。

（3）地基變形引起的裂縫。

由于垂直或水平位移的不均勻沉降，產生額外的壓力在結構超出了混凝土結構抗拉能力，導致結構出現裂縫。

（4）施工材料質量引起的裂縫。

混凝土主要由水泥，砂，碎石，攪拌水和添加劑組成。

2.1水泥。

不合格的水泥的安定性，過度氧化鈣水泥內容的自由。水泥工廠，水泥阻尼或過期，可能會混凝土強度不足，力量不足導致混凝土開裂。當水泥含堿量高的，同時還含有骨料堿活性，可能會導致堿骨料反應。

2.2砂，石骨料。

碎石顆粒大小，分級和雜質含量。碎石顆粒尺寸過小，營養不良層次，空洞，會造成水和水泥攪拌混凝土強度，混凝土的增加，收縮率增加的影響，如果超出了特細砂，用于提供更嚴重的后果。

2.3水和外加劑。

水或添加劑含量高氯等雜質有一個鋼筋腐蝕時產生更大的影響。利用海水或堿泉水攪拌混凝土，或混合使用堿可能對堿骨料反應的影響。

（5）施工過程質量裂縫造成的。

澆注混凝土結構，構件生產，運輸，堆放，在裝配和安裝過程中，如果不合理的施工工藝，施工質量差，易產生垂直，水平，對角線，垂直，水平，淺，深進入和通過裂縫，特別是細長薄壁結構更容易。

3.大體積混凝土裂縫及質量控制措施

綜上所述，混凝土產生裂縫的原因可以概括為以下三個主要領域：溫度裂縫，收縮裂縫和拉裂下沉。在施工中，您可以通過以下措施來控制混凝土結構裂縫。

3.1保證混凝土質量。

確保混凝土質量主要有以下幾個措施：

3.1.1嚴格控制原材料的用量和配比。

（1）水泥：進場水泥需提供出廠合格證和檢測報告，廠家營業執照、生產許可證、質量體系認證證書。

（2）砂子：采用大沙河天然河砂，中砂，細度模數控制在2.7～3.0，含泥量不大于3%。澆筑混凝土前應做含水率及篩分，調整試驗配合比。

（3）石子：選擇良好級配的粗骨料，嚴格控制含泥量。

（4）粉煤灰：為了改善混凝土泵送性能，降低水泥用量，增強混凝土的自密性，降低水化熱并且使水化熱均勻緩慢釋放，減少早期收縮；增加混凝土的工作性和可泵性；同時由于粉煤灰的二次水化效應，使混凝土后期強度有一定增長。

（5）外加劑：外加劑中含有引氣、防水、減水（緩凝）、泵送功能，可以改善混凝土的和易性，減少用水量，延緩、降低水化熱峰值、對混凝土收縮有補償功能，以抵消或部分抵消混凝土后期由于干縮和降溫引起的混凝土收縮，避免或減輕混凝土開裂開展的可能性。可提高混凝土的抗裂性，提高硬化后的混凝土抗滲性能。

（6）水：要求達到飲用水標準。

3.1.2 嚴格控制混凝土的施工工藝

（1）混凝土拌制

1）嚴格按照施工配合比進行配料和拌制，后臺專人計量，電子稱稱量準確。

2）在一個工作班內至少檢查坍落度和和易性三次，混凝土拌合物應攪拌均勻，顏色一致，并具有良好的流動性、凝聚性和飽水性，不泌水、不離析。

3）抗滲混凝土攪拌時間不應少于90秒。

4）混凝土攪拌站應根據現場混凝土的澆搗情況，適時調整生產速度，以避免混凝土積壓時間過長。

5）混凝土出廠時應在攪拌車前方顯眼位置張貼本車混凝土的標號及澆筑部位。

（2）混凝土運輸

1）從攪拌機中卸出的混凝土，應及時運到澆筑地點進行澆筑，在運輸過程中，要防止混凝土離析、水泥漿流失、坍落度變化以及產生初凝等現象。如發生離析現象，必須在澆筑前進行人工拌合，均勻后方可入模。混凝土運輸中，攪拌車的配套必須滿足泵送的需要。

2）混凝土運輸的安排和調度要滿足混凝土連續澆筑的需要和混凝土質量要求。

3）運輸中保持攪拌罐筒慢速轉動，以防止混凝土沉淀離析。

4）運輸罐車卸料前，攪拌罐筒快轉30-60S，以便混凝土攪拌均勻。

5）卸料時，應檢查混凝土的坍落度，當混凝土坍落度損失過大造成施工困難時，可補加高效減水劑進行二次流化以調整混凝土的和易性，但嚴禁向混凝土中加水。在二次流化時，混凝土攪拌罐應快轉60S以上，直至使減水劑拌和均勻。

6）混凝土進場時還應備齊有效的技術資料，驗收合格后方可使用。

（3）混凝土澆筑

1.混凝土入模，不得集中傾倒沖擊模板或鋼筋骨架，當澆筑高度大于2M時，應采用串筒，溜管下料，出料管口至澆筑層的傾落自由高度不得大于1.5M。

2.混凝土必須在5小時內澆筑完畢（從發車時起），為防止混凝土澆筑出現冷縫，兩次混凝土澆筑時間不超過1.5小時，交接處用振搗棒不間斷的攪動。

3.澆筑過程中，振搗持續時間應使混凝土表面產生浮漿，無氣泡，不下沉為止。振搗器插點呈梅花形均勻排列，采用行列式的次序移動，移動位置的距離應不大于40CM。保證不漏振，不過振。

4.澆筑梁板混凝土

澆筑梁板混凝土時，先澆筑梁混凝土，從梁柱節點部位開始，保證梁柱節點部位的振搗密實，在用趕漿法循環向前和板一起澆筑，但不得出現冷縫。

（1）混凝土養護

保溫養護是大體積混凝土施工的關鍵環節，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應力，充分發揮徐變特性，減低溫度應力；其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體承受外約束廊力的抗裂能力，達到防止或控制溫度裂縫的目的。同時，在養護過程中保持良好的濕度和抗風條件，使混凝土在良好的環境下養護。本工程在混凝土澆筑完成后，即采用塑料布、草簾進行覆蓋，并澆水濕潤。必要時應采用碘鎢燈表面加熱或蓄水養護等措施。塑料布及保溫材料的拆除時間以在混凝土內部和表面溫差以及表面和大氣的溫差均小于25℃為準。保溫材料的拆除以10d以上為妥，以充分延緩降溫時間和速度，發揮混凝土的“應力松弛效應”。