大體積混凝土裂縫的成因及預(yù)防

章志鵬

福建忠科建設(shè)有限公司（361008）

大體積混凝土裂縫的成因及預(yù)防

章志鵬

福建忠科建設(shè)有限公司（361008）

在建筑工程中，大體積混凝土的澆筑是一種非常重要的建筑施工工藝，但大體積混凝土澆筑容易產(chǎn)生裂縫，卻一直是困擾建筑工程施工技術(shù)人員的一大難題。文章就建筑施工中，大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析和研究，并提出可行的預(yù)防措施，以促進(jìn)我國建筑工程的發(fā)展和進(jìn)步。

混凝土；裂縫；成因；預(yù)防

在我國，南北方氣候差異大，南北方的氣候因素對大體積混凝土裂縫的影響差異也較大。南方地區(qū)氣候比北方地區(qū)更加溫暖潮濕，特別是夏季，高溫酷熱天氣對混凝土水化過程中的散熱極為不利，比北方地區(qū)更易使混凝土構(gòu)件形成裂縫，所以需要采取有針對性的預(yù)防措施，防止大體積混凝土裂縫的形成。

1 大體積混凝土的概念

對于大體積混凝土的定義，各國略有差異，這是一個相對的概念。在我國，目前對大體積混凝土還沒有形成統(tǒng)一的定義，有的規(guī)定建筑物基礎(chǔ)范圍在1~3 m之間就可稱為大體積混凝土；有的則定義為實(shí)體結(jié)構(gòu)大于等于1米的混凝土實(shí)物才算是大體積混凝土。

不論如何定義大體積混凝土，由于大體積混凝土的特征，其裂縫風(fēng)險嚴(yán)重威脅了建筑工程的安全。所以在建筑施工的過程中，必須通過有效的預(yù)防措施，預(yù)防大體積混凝土裂縫的形成，降低風(fēng)險概率，保證建筑工程的質(zhì)量安全。

2 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，主要來自兩個方面:一方面是大體積混凝土在水化反應(yīng)的過程中，會產(chǎn)生大量的熱量而產(chǎn)生裂縫；另一方面則是因?yàn)榇篌w積混凝土的冷卻收縮現(xiàn)象，導(dǎo)致在混凝土實(shí)物上產(chǎn)生裂縫。

2.1 水泥水化熱影響產(chǎn)生的裂縫

在大體積混凝土中，水泥會產(chǎn)生水化現(xiàn)象，在水化的過程中，大體積混凝土的內(nèi)部會產(chǎn)生極高的熱量，但大體混凝土的表面卻由于水分的蒸發(fā)帶走熱量，處于冷卻狀態(tài)。有時在大體積混凝土水化過程中，內(nèi)部和外部的溫差最大可達(dá)到25攝氏度以上。當(dāng)大體積混凝土的內(nèi)部溫度過高時，就會使混凝土的體積在內(nèi)部膨脹，從而對混凝土的表面產(chǎn)生拉力，最終導(dǎo)致大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生。

大體積混凝土裂縫形成的主要原因與溫度的關(guān)系，如圖1所示。

圖1 裂縫形成的主要原因與溫度的關(guān)系

表1 普通硅酸鹽水泥摻下木鈣減水劑水化熱對比圖

2.2 混凝土收縮引起的裂縫

大體積混凝土在水化過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致混凝土的體積膨脹從而產(chǎn)生拉力，最終引起大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生。但當(dāng)大體積混凝土表面的水分蒸發(fā)，熱量漸漸散去，大體積混凝土的溫度會逐漸降低，此時大體積混凝土就會處于冷卻階段。而在冷卻階段，隨著溫度的降低，大體積混凝土又會產(chǎn)生冷縮現(xiàn)象，使混凝土的體積變小。而在冷縮過程中，受到收縮力量的影響，會使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。

3 大體積裂縫的預(yù)防

想要對大體積混凝土的裂縫做好預(yù)防措施，不能只是從單一的角度進(jìn)行預(yù)防,而是要從多個方面，對可能會影響大體積混凝土熱脹冷縮，最終導(dǎo)致其產(chǎn)生裂縫的因素進(jìn)行預(yù)防，從而有效的降低大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的概率，保證大體積混凝土的質(zhì)量安全。

能夠預(yù)防大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施有很多，但并不是所有的預(yù)防措施都能夠適合任何一種大體積混凝土，因此在具體施工的過程中，到底要選擇哪種預(yù)防措施，需要根據(jù)大體積混凝土的結(jié)構(gòu)類型、原材料性能、澆注以及修整的天氣環(huán)境等客觀條件，選擇最佳的預(yù)防裂縫產(chǎn)生的措施[1]。

3.1 嚴(yán)格控制水泥用量

在預(yù)防大體積混凝土形成裂縫的有效措施中，依照合理原則，對水泥的使用量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，是一種能夠減少大體積混凝土形成裂縫有效方法。這主要是因?yàn)閷?dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一就是水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量。嚴(yán)格控制水泥的使用量，就是嚴(yán)格控制水泥在水化反應(yīng)的過程中釋放出的熱量，而水化反應(yīng)過程中，釋放出的熱量越少。大體積混凝土內(nèi)部和外部產(chǎn)生的溫差就越小。根據(jù)裂縫大小與深度和大體積混凝土在水化反應(yīng)過程中內(nèi)部和外部產(chǎn)生的溫差成正比這一客觀規(guī)律，降低溫差可以有效地減少裂縫的產(chǎn)生，即便產(chǎn)生裂縫，也可降低裂縫的深度。

3.2 嚴(yán)格控制骨料級配和含泥量

所謂的骨料級配，就是指混凝土中組成滑料的各種不同大小的顆粒之間的比例關(guān)系。對于不同的建筑要求，對混凝土骨料級配和含泥量的要求也各有不同?；炷林饕怯晒橇?、細(xì)集料和水泥漿這三種物質(zhì)混合而成的，三種物質(zhì)按照一定的比例進(jìn)行混合，可以使混凝土變?yōu)槊軐?shí)的膠合體?；霞壟浜秃嗔繒苯佑绊懟炷恋拿軐?shí)度，從而影響混凝土的質(zhì)量。質(zhì)量不合格的混凝土在實(shí)際應(yīng)用中不僅不能夠承受極高的強(qiáng)度，對裂縫的預(yù)防效果也較差，所以嚴(yán)格控制骨料級配和含泥量，提高混凝土的質(zhì)量，是預(yù)防大體積混凝土裂縫的有效方法之一。

3.3 控制水灰比和摻外加劑

混凝土的粘稠度對于快速澆注和搗實(shí)都有著直接的影響，因此在攪拌混凝土?xí)r，需要對混凝土中的水灰比以及外加劑的使用量及比例進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以便使混凝土最終的粘稠度達(dá)到建筑工程澆注混凝土的要求，而且粘稠度符合要求的混凝土也比較容易搗實(shí),從而提高大體積混凝土的質(zhì)量，這對減少裂縫的形成能夠起到積極的作用。

3.4 改善約束條件

改善約束條件，是預(yù)防大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的重要措施之一。大體積混凝土之所以會產(chǎn)生裂縫，主要是由于水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致大體積混凝土熱脹冷縮。對此除了嚴(yán)格控制水泥的使用量，降低水泥在水化過程中產(chǎn)生的熱量，縮小大體積混凝土的內(nèi)部和外部溫差外，在澆注和修整時，通過對大體積混凝土進(jìn)行遮陽、淋水噴霧、擋風(fēng)以減少水分的流失，也是一種極為有效的方法。這是因?yàn)樗谋葻崛葺^大，能夠吸收大量的熱量，減少溫差。當(dāng)水泥在水化過程中釋放出大量的熱量時,充足的水份可以吸收這些熱量，使大體積混凝土的內(nèi)部和外部的溫差減小，從而減少裂縫的形成。這一措施，對預(yù)防大體積混凝土形成裂縫非常有效，而且操作簡單，成本低廉，在建筑工程的施工過程中，被普遍應(yīng)用以預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫。

3.5 盡量減少水泥用量

在滿足建筑工程施工對混凝土的質(zhì)量要求的前提下，盡量減少水泥的用量，可以降低水化反應(yīng)對大體積混凝土產(chǎn)生的不利影響，減少大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，同時，還能夠節(jié)約水泥材料，降低建筑成本，對建筑工程施工企業(yè)來說，是一項(xiàng)一舉兩得的預(yù)防方法。

3.6 加強(qiáng)溫度監(jiān)測

加強(qiáng)溫度監(jiān)測，也是控制和預(yù)防大體積混凝土形成裂縫的有效措施。在施工前，就要嚴(yán)密監(jiān)測天氣情況，不僅要避免在大風(fēng)大雨等天氣環(huán)境下進(jìn)行混凝土的澆注，氣溫過高的晴天，也不利于大體積混凝土裂縫的預(yù)防。在必要時，可以在較為涼爽的夜晚進(jìn)行施工。

3.7 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

在大體積混凝土澆注完畢后，養(yǎng)護(hù)工作也必不可少。做好養(yǎng)護(hù)工作，也有利于預(yù)防大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生。保持水化過程中大體積混凝土所需要的溫度和濕度條件,能夠大大減少裂縫的形成。

4 結(jié)語

建筑工程對我國社會經(jīng)濟(jì)和人們的日常生活的重要作用不言而喻，而大體積混凝土在建筑工程中占有舉足輕重地位,所以預(yù)防大體積混凝土裂縫，是保障社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全的重要措施，不容忽視。

[1]汪秋明.水工結(jié)構(gòu)大體積混凝土裂縫成因及控制處理[J].廣東建材,2011(6):101-103.