大体积混凝土开裂的成因及防裂措施

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[摘 要]时代的发展与社会的进步让大体积混凝土的施工技术得到很大提高，因为大体积混凝土的施工质量会直接影响建筑工程的功能使用，为了将大体积混凝土施工过程中遇见的结构裂缝问题进行有效的解决，文章通过对施工技艺上的探讨，及对问题的解决措施进行整理，望能给施工技术人员带来帮助。

[关键词]大体积混凝土；裂缝原因；防裂措施

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0137-01

在建筑工程实际施工过程中，大体积混凝土在施工完成后常常会出现裂缝的问题，裂缝不仅会导致建筑物抗渗能力出现降低的情况，也会在很大程度上影响建筑物的使用功能，甚至会出现钢筋锈蚀或是混凝土碳化的问题。这些情况的发生，会导致材料上的耐久性降低，结构件承载能力也会被相应的削弱。

1、大体积混凝土裂缝形成原因分析

由于外荷载（静、动荷载）作用产生的直接应力及各种结构次应力超过混凝土抗拉极限强度时而产生的裂缝。混凝土的抗拉强度很小而抗压强度很大，因此，在大体积混凝土结构的设计中，一般要求只出现很小的拉应力或者不出现拉应力（如重力坝的设计），经设计上的充分考虑，那么由于外荷载引起的大体积混凝土结构裂缝很少。混凝土的收缩变形而产生裂缝，收缩变形主要有干燥收缩变形和塑性收缩变形两个方面。混凝土在硬化之前，处于的状态就是塑性状态，上部的混凝土如果均匀沉降受到限制，当它的垂直方向减缩难度低于水平方向减缩难度时，就容易形成一些不规则的塑性收缩裂缝。在大体积混凝土结构中，随着混凝土结构的大型化及施工速度上的加快，结构产生裂缝的重要原因要归结于水泥水化热产生的温度应力引起的。同时，由于传热效果差，其厚度、体积均较大，水泥水化过程中产生的热量聚集在结构物内部较长时间不易散失，形成较大的温差和温度应力。温度应力和温差成正比，温差越大，温度应力也越大。此外，大体积混凝土施工期间，外界气温的升降都会造成过大的温度应力。

2、大体积混凝土施工质量控制要点

由上节分析可知，大体积混凝土材料自身的性能是引起开裂的主要因素，如何采取措施降低混凝土的温度应力以及收缩应力，是大体积混凝土结构施工中十分重要的课题。在大体积混凝土施工过程中，除了应满足一般混凝土结构施工中对工作性和强度要求外，还应注重对新拌混凝土的抗裂性要求，即应选取适当的原材料、恰当的配合比、合理的施工工艺来进行温度控制和收缩控制，从而减小应力，防止裂缝发生。

2.1 原材料选择及配合比设计

大体积混凝土在施工过程中，由于施工涉及的步骤很繁杂，并且混凝土在浇筑过程中，内部温度升高速度比较快，而混凝土外表面的温度又很容易降低，这样的温度差别就会造成混凝土出现温度裂缝。在对混凝土配合比进行设计时，除满足设计、施工要求的同时，也要将水泥用量进行最大限度的减少，水泥量的减少可以有效的降低大体积混凝土绝热温升带来的裂缝问题发生率。

在技术上要设置较高的大体积混凝土施工质量保证措施。在实际的施工过程中要对水泥的高活性进行严格的要求。与此同时，水泥还要具备低发热的性能。为了使建筑工程上的要求能够得到满足，此时工程项目的施工团队，可以选择具有高模细度矿渣粉与高强度硅酸盐水泥开展施工上的步骤，混凝土施工过程中的热膨胀系数与集料的膨胀系数具有很大的关联性，所以在实际施工过程中，施工人员应选择热膨胀系数较低的集料，这样与混凝土配制出来的施工材料也会拥有较低的热膨胀系数，热膨胀系数得到有效的控制以后，就可以有效的降低混凝土裂缝问题的出现，

通过建筑工程实例上的分析，可以知道混凝土中选择粒径相对于较大的粗骨料与细度模数较高的中粗砂进行配合比设计、在拌和过程中减少水分的含量等措施就可以减少水泥的用量，也就可以在很大程度上将混凝土收缩导致的裂缝频率进行降低。在水泥搅拌的过程中加入一定数量的掺合料，就能有效降低水泥发热量或是延缓发热的时间，这样的处理可以有效缓解混凝土的温升程度。一般情况下，许多建筑工程在混凝土搅拌过程中掺入粉煤灰，由于粉煤灰在性质上属于水化活性低的建筑施工材料，粉煤灰的掺入可以有效的降低大体积混凝土温升的速率，但是与此同时，混凝土上的抗拉强度与极限拉伸值也会随温升率的降低而出现减少的情况，这就要求建筑施工上的工作人员在施工初期就对抗裂要求进行相应的检测，并对粉煤灰的掺入量进行准确的控制，采用此种措施可以保证混凝土施工裂缝问题得到有效的控制，并且也能混凝土的抗拉伸性保持原有的数值。施工团队也可以采用在混凝土中加入引气剂或者减水剂，让混凝土的抗拉强度不受粉煤灰用量的影响。

2.2 施工工艺

建筑工程在实际的施工过程中，如果遇到温度较低的天气，建筑施工上的施工环节开展就产生相应的影响。一般情况下，当砂石与水的温度降低1℃时，混凝土的温度会随之降低0.5℃左右。为了保证混凝土在建筑施工过程中减少出现裂缝的质量情况，建筑施工人员就应对混凝土实施降温处理，所采取的处理措施应该在混凝土拌和过程中实施。最简单的方法就是掺入冷却水或是掺加一定数量的冰屑。地笼取料上的施工工艺是将已经筛好的骨料进行分堆处理，并将放置骨料的地笼存放在地面以下，这样的处理可以利用夏季地表温度低于气温的原理，将骨量的温度进行降低。与此同时，施工人员还可以根据建筑工地的实际情况选用冷水法或是风冷法，对骨料进行预冷上的处理。

施工团队在冬季开展大体积混凝土施工上的环节时，为了防止混凝土出现冻结的情况，在混凝土进行拌和的过程中需要将水进行加热处理，满足混凝土出机温度上的要求，如果建筑施工周围的温度降到了0℃以下，此时施工团队就需要将水和细骨料都进行加热上的处理，但加热过程中还要控制水的温度，最高不能超过75℃，一旦超过这个温度，工程上的施工质量就会相应的受到影响，不利于施工环节上的开展。

大体积混凝土在施工方法上主要分为三种：一种是全面分层，另外两种分别是分段分层与斜面分层。在实际施工过程中为了防止浇筑环节遇到温度回升的情况，施工人员应将混凝土浇筑过程中的施工速度进行控制，在最短的时间内将新的混凝土覆盖在旧的施工面上，与此同时，还应采用台阶式浇筑法把混凝土浇筑过程中下层混凝土暴露时间进行缩短上的处理。在冬季施工过程中，为了减少热量上的损失，施工人员可以采取蓄热法或是暖方法开展施工。

3、结语

大体积混凝土在实际施工过程中，会经常遇到结构表面出现开裂的问题，这些产生裂缝的现象目前不能得到根治上的处理，只能在施工过程中进行有效的控制。这就要求在建筑施工过程中，施工人员积极的对大体积混凝土的施工工艺、方法进行革新与探索，才能使裂缝出现的频率与程度得到有效的控制。

参考文献

[1] 山海关15万吨级船坞工程大体积混凝土防裂技术措施[J].李树奇，严子军.中国港湾建设.2004（05）.

[2] 浅谈大体积混凝土施工中温度裂缝的技术处理[J].李勇.石河子科技. 2004（03）.