建筑工程大體積混凝土裂縫成因分析

周西強

摘要：大體積混凝土構件作為一種重要的結構材料，被廣泛應用在各種建筑工程中。大體積混凝土構件有著其他結構材料無法比擬的優(yōu)點，當然也存在明顯的缺點，裂縫問題是其使用中面臨的一個最突出問題，本文對其進行了探討，僅供參考。

關鍵詞：建筑工程；大體積混凝土；構件裂縫；成因；措施

中圖分類號：TU198文獻標識碼： A

引言

大體積混凝土出現(xiàn)裂縫將直接影響建筑工程質量，施工者要把握住對大面積混凝土結構施工的關鍵，充分認識到施工的難點，認真研究分析裂縫出現(xiàn)的成因，拿出應對措施，有效防止裂縫的出現(xiàn)。不斷提高企業(yè)施工人員的綜合素質，盡快適應不斷變化的建筑市場。

一、積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因

1、混凝土時

水泥在灌注混凝土時會釋放大量水化熱，受混凝土導熱性的影響，水化熱在構件內部進行了大量的積聚進而導致溫度不斷升高，在構件內部與構件外部形成溫度差，進而在構件的表面出現(xiàn)拉應力，隨著拉應力的逐步增大，當超出混凝土本身的抗拉強度的極限時，就會在構件的表面產(chǎn)生裂縫。

2、內外溫差產(chǎn)生溫差裂縫，即混凝土內外部溫差過大產(chǎn)生的裂縫

其主要原因是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大，溫度變化大，在混凝土內部產(chǎn)生拉應力，產(chǎn)生溫度脹縮裂縫。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫，大體積混凝土澆筑后數(shù)日內容易出現(xiàn)等距離的直線形裂縫，有表面的，也有貫通的。大體積混凝土結構一般要求一次性整體澆筑。澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內部溫度將顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力。混凝齡期短，抗拉強度很低。當溫差產(chǎn)生的表面抗拉應力超過混凝土極限抗拉強度，則會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

3、水泥的安定性

水泥的安定性是指水泥出爐后必須存放一段時間后（一般必須大于7天）才能施工使用，其主要目的是使新制水泥充分反應達到穩(wěn)定狀態(tài)。如果水泥剛出爐未過安定期就進行使用是大體積混凝土初凝前收光時出現(xiàn)混凝土開裂的最主要原因，對混凝土養(yǎng)護中出現(xiàn)的裂縫也有相當?shù)挠绊憽?/p>

4、水泥水化熱

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(shù)相對較小,所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結構內部而不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發(fā)出去,以至于越積越高,使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱,與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關,并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱,實際上內部的最高溫度,多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3～5天。

5、結構引起的裂縫

結構發(fā)生裂縫產(chǎn)生的原因有: 模板及其支撐不牢,產(chǎn)生變形或局部沉降;拆模不當,引起開裂; 混凝土和易性不好、澆筑后產(chǎn)生分層,出現(xiàn)裂縫;構件厚薄不均勻,使收縮不均勻而產(chǎn)生裂縫;主筋位置嚴重位移,而使結構受拉區(qū)開裂;混凝土初凝后又受到振動,產(chǎn)生裂縫;構件受力過早或超載引起裂縫;基礎不均勻,下沉引起開裂;設計不合格或使用不當引起開裂等等。

6、收縮脹裂引起的裂縫

混凝土的收縮和脹裂是裂縫形成的主要因素之一，收縮出現(xiàn)的裂縫主要是因為大體積的混凝土發(fā)生了變形。由于施工中混凝土表面的水分蒸發(fā)吸收很快，混凝土內部的水分相比來說損失吸收就比較小，混凝土表面的變形不能與混凝土內部的變形形成一致，所以當表面混凝土的拉力超過其荷載時，就會產(chǎn)生裂縫。凍脹引起的混凝土裂縫主要是由于氣溫低于零攝氏度的時候，這時，因為混凝土結冰體積變大，與混凝土的強度發(fā)生沖突，最終出現(xiàn)混凝土裂縫的產(chǎn)生。

二、大體積混凝土裂縫的控制措施

1、設計措施

避免結構突變產(chǎn)生應力集中,在易產(chǎn)生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。在易裂的邊緣部位設置暗梁,提高該部位的配筋率,提高混凝土的極限拉伸。為保證模板有足夠剛好強度、穩(wěn)定性必須進行模板方案設計。

2、選用合理強度的水泥

在大體積混凝土中，混凝土溫度的升高主要因素是水泥產(chǎn)生的水化熱，因而，應該選用低水化熱和凝結時間較長的水泥。如采用高水化熱的水泥，就必須采取相應措施延緩水化熱的釋放，同時，不宜用低強度等級水泥配制高強度等級混凝土，避免增加水泥用量，一般選用強度等級為32.5或42.5的硅酸鹽水泥、普通水泥和粉煤灰水泥。

3、合理的混凝土配合比

混凝土配合比應經(jīng)實驗室嚴格標準試驗，而不能僅憑經(jīng)驗設計配合比。具體試驗方式應依據(jù)原材料來進行配合比的設計，并且按照普通混凝土拌和物的性能等標準來進行試驗和試配，以便滿足混凝土對建筑施工性能、強度、耐久性等的要求。配置前應嚴把材料關，要檢查水泥的種類、級別、出廠日期、包裝及散裝倉號等，并且要復驗水泥的強度、安定性以及其他性能指標。在混凝土的生產(chǎn)中，砂、石等材料實際的含水率有時會和配合比的設計有一定的差異，所以在拌制混凝土之前應該檢測和確定砂、石的含水率，根據(jù)測試的結果來調整材料的實際用量，提出恰當?shù)幕炷潦┕さ呐浜媳?。施工時嚴格按要求澆筑混凝土，各種標號混凝土嚴禁混淆，掌握各層各個混凝土構件的標號，按要求施工。添加劑控制技術：摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量，減水防裂劑作用，摻加外加劑可使混凝土密實性好，減少碳化收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能。

4嚴格控制混凝土的組成材料

增加混凝土抗裂縫強度的首要問題，就是對混凝土組成材料質量的嚴格把關。原料最好是使用合乎規(guī)的材料，如果條件許可，最好是用那些收縮能力不是很強的。砂石的尺寸不合理，配比無序等都會使得材料的性能受到影響，導致收縮現(xiàn)象加劇，如果砂中的泥土數(shù)量非常多的話，不單單會對拌合作用產(chǎn)生負面意義，同時還會對材料的防凍性等產(chǎn)生負面意義。要明確收縮工藝的使用步驟。在建設之前的時候，最好是進行多次的測試工作，以此來明確最為合理的比例。并且工作者要進入場地，督導澆筑等活動，要確保坍落度合理，結合實際狀況，認真地調節(jié)配比。

5、施工過程溫度的變化，防止溫度變化引起裂縫

在施工過程中，多數(shù)施工單位會選擇在施工地點直接進行混凝的攪拌工作，如此會節(jié)省大量是時間和造價成本。在混凝土攪拌的過程中，要注意水量的添加，控制好混凝土的溫度。在高溫季節(jié)進行施工時，可以適當減少混凝土的澆筑厚度，加快混凝土的散熱速度，在必要時可采用內部降溫的方法保證混凝土整體的堅固性。對于溫度低時，要加強對混凝土的表面保溫措施，這樣才能增加混凝土的抗裂性，降低混凝土裂縫的現(xiàn)象。

6、混凝土的早期養(yǎng)護

混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫，因此混凝士的保溫對防止表面早期裂縫尤為重要。從溫度應力觀點出發(fā)，保溫應達到下述要求：一是防止混凝土內外溫度差及混凝土表面產(chǎn)生梯度；二是防止混凝土超冷，應盡量設法使混凝土施工期間的最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度；三是防止老混凝土面的過冷，以減少新老混凝土間的約束。

7、混凝土表面處理

大體積混凝土不但表面水泥漿比較厚而且泌水現(xiàn)象比較嚴重，必須謹慎處理，否則會引起裂縫的出現(xiàn)。在混凝土澆筑即將結束時，其表面會出現(xiàn)泌水。應當將泌水引向低處，再用抽水工具將其抽走。在澆注完畢后的4--8個小時內，盡快將浮漿清理掉。做法是用長刮尺將其刮平，然后用木抹子搓平壓實。如果在初凝之后表面出現(xiàn)龜裂，就要盡快進行第二次抹壓，不能拖延，抹壓有助于消除龜裂紋。

8、改善施工工藝，預防混凝土裂縫

首先，可以改善大體積混凝土的攪拌工藝。在攪拌時，可以更改投料順序，在對水、水泥和砂進行充分的拌合后，再和石子一起進行攪拌。其優(yōu)點在于不會產(chǎn)生泌水作用，使得混凝土構件硬化后的界面過渡層更加緊密。其次，適當二次振搗。采用二次振搗可以對大體積混凝土構件在泌水作用下產(chǎn)生的水分和空隙進行排除，可以提高混凝土的握裹力，防治混凝土沉落產(chǎn)生裂縫。

結束語

優(yōu)質的原材料,合理的混凝土配合比是避免大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的基礎;合理的施工組織、正確的施工方案、嚴格的溫控措施是減少大體積混凝土裂縫的技術保證。

參考文獻

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