大体积混凝土工程的裂缝控制

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摘要

在现代工业与民用建筑中，混凝土规模越来越大，结构形式也越来越复杂，所以大体积混凝土的应用范围也越来越广泛。当前，裂缝问题已成为大体积混凝土工程中普遍存在的问题。本文主要从施工配料、混凝土的搅拌、浇筑与振捣、养护与拆模方面针对裂缝产生的原因作了简要分析，并提出一些预防和控制措施，对实际工程有一定指导意义。

关键词：

大体积混凝土 裂缝原因 控制措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

前言

大体积混凝土具有结构厚、体积大、混凝土用量大等特点，且大体积混凝土结构对整体性要求较高，一般要求施工时连续浇筑，不留施工缝。正是因为上述这些特点，导致裂缝问题成为大体积混凝土工程中最容易出现的质量通病，严重影响了工程质量，那么如何因地制宜采取有效的预防和控制措施就成了防止裂缝问题出现的关键。本论文将针对裂缝产生的不同原因提出相应的预防和控制措施，尽可能的减少裂缝出现。

一、裂缝现状

裂缝的产生是由很多因素造成的，目前裂缝主要可以分为以下两大类：

（一）收缩裂缝

混凝土在凝结硬化初期的体积变化是因水泥水化凝固结硬而产生的，后期则主要是混凝土内部自由水分蒸发引起的干燥收缩变形。

（二）温差裂缝

大体积混凝土结构因其结构厚、体积大、混凝土用量大且施工时要求整体浇筑，所以浇筑后，水泥水化会在混凝土内部产生大量的热量且不易散发，致使混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，温度会显著下降，这样使结构内表形成了较大温差，其内部产生了压应力，表面则产生了拉应力，一旦表面拉应力超过了混凝土的抗拉强度极限值，就会产生裂缝。由此可见，在大体积混凝土工程中更容易出现此类裂缝，因此作好对温差裂缝的预防和控制对保证工程质量来说是很重要的。

二、裂缝产生的原因分析

（一）施工配料

1、混凝土用水量不当

混凝土在搅拌过程中用水量不当，将直接影响混凝土的水灰比。当用水量过大时，水灰比增大，混凝土凝结硬化后多余的水分残留在混凝土内部形成水泡，或者水分蒸发留下气孔，从而造成混凝土凝结硬化后期出现因水分蒸发而产生由表及里的干缩变形，引起裂缝产生；同时，用水量过大还会增加水泥用量，水泥水化后产生的热量会增加，这样就可能造成温差裂缝的出现。当用水量过小时，水灰比会减小，混凝土流动性变差，甚至成型后密实性也会降低，造成结构内部松散，在混凝土凝结硬化前期容易出现因自身收缩而产生的裂缝。

2、水泥水化热过大

水泥水化热过大是引起温差裂缝的主要原因。在大体积混凝土工程中选用的普通水泥如果是低强、高热型的，为了达到工程所要求的强度，势必就要增加水泥用量，这样就使得水泥水化时产生的热量也增加，造成裂缝的产生。

3、骨料质量波动过大

在大体积混凝土工程中，混凝土用量大且其主要组成材料之一的骨料体积又占了混凝土总体积的70％——80％，因此，许多工程通常都会事先准备大量的砂、石在施工现场，砂、石在这个过程中，可能会受天气影响，比如雨水冲刷、风化等，这样会使骨料的含水量、含泥量、坚固性等都发生变化，如果施工人员忽视这些因素的影响按骨料进场时提交的检查结果认定这些骨料合格，并用这些骨料拌制混凝土时，那么无论是骨料的含水量、含泥量，还是坚固性发生的变化都会影响混凝土的质量：骨料含水量过大，会影响混凝土的水灰比，使结构在凝结硬化过程中，因水分蒸发留下气孔，造成收缩裂缝的产生，同时使水泥用量增加，从而增加了水泥水化释放的热量，导致结构出现温差裂缝；同样骨料含泥量增加，坚固性变差都将会造成裂缝现象的发生。

（二）混凝土搅拌不当

在大体积混凝土工程中，很多时候会忽略对混凝土的搅拌作业过程的控制，比如搅拌时间过短、投料顺序不当、投料数量随意增减都将影响混凝土的质量：搅拌时间过短，混凝土搅拌不均匀，强度达不到要求，使混凝土在硬化时，拉应力大于强度极限值，造成裂缝的产生；投料顺序不当，可能会使水泥在搅拌时，四处飞扬、或拌和物过分粘结在搅拌筒壁上等，造成水灰比增加，强度降低，使混凝土硬化时出现裂缝现象；此外若投料时不严格按施工配合比要求，也会造成裂缝产生。

（三）混凝土浇捣不当

大体积混凝土因结构厚、体积大，整体性要求也高，因此在进行浇筑时不可与一般工程一样，若浇筑方案选择不当，可能会出现混凝土浇筑过程间歇时间过长，上下层之间产生泌水现象，使结构强度降低，而造成裂缝现象发生。

大体积混凝土的振捣过程也不可忽视，此过程是为了使结构密实成型，在振捣时要注意路线和时间的控制，漏振或过振都会使混凝土强度降低，造成裂缝产生。

（四）养护差，拆模过早

混凝土硬化主要是水泥水化作用的结果，而水泥水化作用需要适当的温度和湿度。在混凝土密实成型后，应及时进行养护，尤其是大体积混凝土，若未及时对结构进行覆盖、保水养护，则在混凝土凝结硬化过程中，因水分不断蒸发而会产生较大的收缩变形，造成收缩裂缝现象的产生，且裂缝不断延伸，甚至形成通缝。

三、预防和控制措施

（一）优化施工配料

1、严格控制用水量

在混凝土拌制过程中，要严格按照施工配合比控制用水量，从而控制水灰比大小，使混凝土满足强度要求，防止裂缝现象的出现。若水灰比过大时，可以加入一些高效缓凝减水剂，减小水灰比，改善混凝土和易性，提高混凝土抗拉强度和抗裂性能，有效控制裂缝产生。

2、降低水泥水化热

在大体积混凝土工程中，温差裂缝主要就是因水泥水化热造成过大的内表温差引起的，因此降低水泥水化热对大体积混凝土来说是相当重要的。在实际工程中，应优先选用低热高强的水泥，同时还可以适量掺加一些掺和料以取代水泥，比如粉煤灰，这样不但增加了混凝土的粉末效应，而且减小了水泥用量，减少了水泥水化释放的热量，从而提高了混凝土的和易性和密实性，也增加了混凝土的抗拉强度和抗裂性能，对结构的收缩裂缝和温差裂缝都能起到很好的控制作用。

3、严格控制骨料质量

在进行混凝土拌制前，要对长期放置的骨料含水量、含泥量、坚固性等进行重新检查，按重新检查后的结果进行配料，从而提高混凝土的质量，提高其抗拉强度，控制了裂缝的继续发展。

（二）选择合理的搅拌制度

混凝土搅拌质量的好坏对控制裂缝的产生是非常重要的。在进行搅拌时，要注意搅拌时间、投料顺序、进料容量的控制：搅拌时间要适当，保证混凝土搅拌均匀，达到强度要求即可，不可过长或过短；在进行投料时，一般选用“二次投料法”，这样在提高混凝土强度的同时减少了水泥用量，使裂缝的产生得到了很好的控制；在投料时还要注意进料容量的控制，要根据规定容量进行投料，使拌和物能够充分搅拌均匀，达到应有强度，有效控制裂缝产生。

（三）选择适当的浇捣方案

全面分层适用于结构平面面积不大的工程，即将整个结构分为若干层进行浇筑，第一层浇筑完之后，再浇筑第二层，如此连续浇筑，直至结束，且次层混凝土要在前层混凝土初凝之前浇筑完毕；分段分层适用于结构平面面积较大的工程，即将整个结构先分为若干段，每段再分若干层，先浇筑第一段各层，再浇筑第二段各层，如此逐段逐层浇筑，直至结束，且次段混凝土要在前段混凝土初凝之前浇筑完毕并与之捣实成整体；斜面分层则适用于结构长度远远超过厚度3倍的工程，浇筑要从下逐渐上移，直到结束。在实际工程中，可根据实际情况选择合理的浇筑方案，尽量缩短上下层之间的时间间歇，充分保证了结构的整体性，有效控制裂缝的产生。

(四）严格养护，并控制拆模时间

大体积混凝土的养护对有效控制裂缝现象的出现来说是一个关键性的工作，尤其是新浇混凝土的早期养护。大体积混凝土的养护主要是为了满足混凝土凝结硬化时所需的温度和湿度，即为了提高混凝土表层温度，减小混凝土降温速率，使其内表温差控制在25℃之内和使混凝土在湿润状态下，让水泥充分水化，以增强混凝土抗裂性能，这样就使温差裂缝和收缩裂缝同时得到了有效控制。

四、结论

裂缝现象的出现在大体积混凝土工程中是不可避免的。裂缝问题已经受到了人们越来越高的重视。目前，控制裂缝产生的技术原理已基本明确，在施工中要根据具体情况采取科学的施工方案，预防和控制裂缝的产生，从而使工程质量得到有效保证。

参考文献

[1] 杨和礼.土木工程施工[M] .武汉大学出版社.2004

[2] 陈守兰.建筑施工技术[M] .科学出版社.2003

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