淺談大體積混凝土裂縫成因及控制措施

解生龍+姜祥胤

摘要：我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，使得我國建筑業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，建筑施工過程中的質(zhì)量能否達到國家規(guī)定的標準是人們普遍關注的?；诖?，本文主要闡述了大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因、控制技術(shù)及防治兩方面。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫控制；原因

在建筑施工的過程中，大體積混凝土出現(xiàn)裂縫問題是非常普遍的，針對這種現(xiàn)象，世界上各個國家都相應地制定了自己的標準，彼此之間都不相同。為了確保建筑施工的質(zhì)量，建筑業(yè)應該嚴格依據(jù)國家的標準，做好大體積混凝土裂縫的控制及防治工作，把裂縫帶來的危害降到最低。

1.大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1干縮裂縫

大體積混凝土的干縮裂縫大都是因為其內(nèi)外部水分蒸發(fā)程度的不同，進而引發(fā)不同程度變形的結(jié)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(chǎn)生變形；若內(nèi)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(nèi)部束縛，混凝土構(gòu)筑物容易產(chǎn)生較大的表面干縮變形，進而產(chǎn)生較大的拉應力，最終產(chǎn)生大體積混凝土裂縫。大體積混凝土容易產(chǎn)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(lián)。

1.2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(tài)下發(fā)生的收縮，混凝土裂縫常常會發(fā)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(fā)生水分快速蒸發(fā)和泌水現(xiàn)象，此刻的混凝土會發(fā)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(xiàn)?；炷了苄允湛s的裂縫大多是兩端細、中間寬，且長短不一的狀態(tài)。在混凝土表面積較大的面上經(jīng)常會產(chǎn)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。

1.3溫度裂縫

混凝土熱脹冷縮的性質(zhì)，注定會在其外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化時產(chǎn)生變形。若混凝土變形遭到約束，則會在其結(jié)構(gòu)內(nèi)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(shù)情況下會發(fā)生在混凝土施工后最初3-5天。

2.大體積混凝土裂縫的控制及防治

隨著建筑工程建設規(guī)模的不斷擴大，我國建筑建設質(zhì)量管理也愈加規(guī)范化，這就要求相關部門必須加強對工程施工質(zhì)量控制。但現(xiàn)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(chǎn)生的原因，只有這樣才能確保采取的控制技術(shù)科學有效。

2.1合理選擇原材料，優(yōu)化混凝土配合比

（1）水泥水化熱是產(chǎn)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(yōu)先考慮水化熱低、、具有微膨脹、凝結(jié)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(chǎn)生相應的預壓應力，減少混凝土內(nèi)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(fā)生的概率。

（2）摻人混合材料，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。

（3）摻加外加劑。在混凝土中摻加的外加劑，要選擇落度損失小、減水率高、坍摻量低、適量引氣、與低堿水泥適應性好的外加劑。減水劑是最常見的也是最常用的外加劑，它具有減水的作用。此外，要盡可能地減少用水量，拌合用水也應采用干凈的自來水或符合要求的井水。

2.2混凝土配合比設計的優(yōu)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(nèi)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(jié)省水泥，減少水化熱現(xiàn)象的發(fā)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(zhì)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(shù)小、質(zhì)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。

2.3合理布設冷卻水管

大體積混凝土結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫，因此必須在施工過程中對混凝土內(nèi)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(chǎn)生裂縫，下述四種措施可有效防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫：（1）合理配置和采用低發(fā)熱量的混凝土配合比；（2）埋設冷卻水管，采用循環(huán)冷水的方式達到降溫的目的；（3）混凝土養(yǎng)護期間的溫度監(jiān)控；（4）重視混凝土外部的保溫養(yǎng)護。在混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)水流量及流速的方式來控制大體積混凝土內(nèi)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人模溫度、養(yǎng)護條件、水化熱的發(fā)展變化規(guī)律以及混凝土通風散熱的狀況，將大體積混凝土裂縫的發(fā)生降到最低。

2.4加強混凝土的溫度監(jiān)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(huán)節(jié)，也是防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的關鍵因素?；炷了疅峄蜌鉁卦斐傻臉?gòu)件內(nèi)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(chǎn)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(tǒng)的檢測，并且在混凝土成型之后，對其內(nèi)部的溫度進行監(jiān)測。通過觀察混凝土內(nèi)部的溫度變化，采取有效措施，將內(nèi)外溫差控制在允許的范圍之內(nèi)，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。

2.5混凝土保溫和養(yǎng)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(fā)生在混凝土表面。大體積混凝土的保溫和養(yǎng)護工作一定要使混凝土澆筑塊的內(nèi)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(fā)生，以及減小混凝土表面與內(nèi)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，在大氣溫度變化或雨水襲擊中都可以發(fā)揮很好的作用。而負溫保溫層的設計主要是根據(jù)工程項目的地點、氣溫和混凝土內(nèi)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(fā)揮其本能作用，提高混凝土的表面抗裂能力。

3.結(jié)語

綜上所述，大量的理論研究、科學實驗以及成功的工程案例都表明只要在原材料的選擇、設計、施工工藝以及后期的養(yǎng)護和防控過程中充分考慮多種因素的影響，并在施工過程中，多觀察、多比較，多思考，具體問題具體分析，結(jié)合各種控制與防治措施的處理方案進行處理，就可以將混凝土裂縫控制在允許范圍內(nèi)，避免產(chǎn)生危害結(jié)構(gòu)的裂縫。

參考文獻：

[1]章輝.淺談大體積混凝土裂縫的原因及其控制措施[J].陜西建筑.2013（03）

[2]楊慶.淺析大體積混凝土裂縫[J].民營科技.2015（11）

[3]邢美金.淺析大體積混凝土裂縫原因及預防控制[J].四川水泥.2015（12）