大体积混凝土裂缝成因分析与控制措施分析

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摘要：裂缝在大体积混凝土工程中属于“多发病”，裂缝的出现不仅影响了建筑物的美观，最主要的是破坏了建筑结构的稳定性，影响了建筑的使用效果和寿命。本文立足于工程现状，分析了大体积混凝土裂缝出现的深层原因，在此基础之上，提出了预防和控制措施，并就出现的裂缝现象给出一些切实可行的补救措施。

关键词：大体积混凝土；裂缝；控制

伴随着社会的发展与进步，大型桥梁、高层建筑、超高成建筑层出不穷，配合这些建筑出现在工程实际中的还有大体积混凝土。由于种种原因，大体积混凝土在工程实际中经常出现裂缝问题，给建筑物的结构强度带了一定的影响，甚至是破坏性结果。因此，研究大体积混凝土裂缝的成因及控制措施显得尤为重要。

1、大体积混凝土裂缝的成因分析

1.1干缩裂缝

干缩裂缝主要出现在混凝土浇筑完毕或者养护结束的一段时间内，这种裂缝是不可逆的。该类型裂缝的产生机理主要是混凝土内外水分蒸发造成内外结构变形不一致造成的。混凝土外表面的水分在空气中很快蒸发掉，变形程度较大；混凝土内部水分蒸发速度较外表面较慢，变形较小。外表面的变形受到内部的约束，产生较大的拉应力，进而形成裂缝。

1.2温度裂缝

混凝土浇筑之后，在硬化的过程中，水泥水化产生大量的水化热，如此大的热量会在混凝土内部积聚，导致混凝土内部温度急剧升高。混凝土表面由于具备良好的散热条件，温度较低。混凝土在内外温差如此巨大的情况下，会由于内外部热胀冷缩的程度差异较大而在混凝土表面产生一定的拉应力，当该拉应力的强度大于混凝土所能承受的极限时，裂缝便会产生。

1.3塑性收缩裂缝

混凝土塑性收缩裂缝形成过程与混凝土的泌水有关。混凝土成型后的静止过程中，部分密度较大的固体颗粒向下沉积，而水则只能向上浮动，一部分水泌出到混凝土的外表面。另一部分被截留在钢筋及粗骨料的下面形成水囊，水分蒸发后产生孔隙及界面裂缝，从而降低了钢筋与混凝土之间的黏结强度以及水泥与骨料之间的界面强度，致使混凝土的抗冻、抗渗和抗腐蚀能力减弱，抗压抗折强度降低。泌水使混凝土的体积缩小，促成了混凝土塑性裂缝的产生。

1.4沉降裂缝

该类裂缝的产生多是由于地基土质不均匀、松软，回填土浸水或者不实而引发的不均与沉降而造成的。此外，模板支撑间距过大或者支撑底部松动以及刚度不够等原因也可以造成沉降裂缝的产生。

2、大体积混凝土裂缝控制措施

2.1控制好原材料的质量

原材料与其他施工技术相比，其属于内因，如果原材料的质量无法得到保障，那么，再完美的施工技术也很难避免质量问题的出现。

2.1.1 水泥

工程施工中发现，大体积混凝土施工中采用低热水泥对于应对温度裂缝具有一定的效果。水泥的四种矿物质组成中的C3A水化放热最快，C3S水化放热最多，因此，通过研究发现，C3A含量小于8%，C3S含量在50%左右水泥最优。

2.1.2 活性混合物

工程实践表明，活性复合材料不但可以减少水泥的用量，而且还可以有效地降低大体积混凝土中的水化热温升，此外，对于降低混凝土中的水分也有一定的影响。目前，粉煤灰、硅灰、矿粉以及较细的天然沸石粉都是不错的活性混合物材料。

2.1.3 化学外加剂

大体积混凝土对化学外加剂有一定的要求，目前普遍认为复合型的高效减水剂是最优选择。

2.1.4 骨料

对于C30及其以下的大体积混凝土，可以选择较大尺寸的骨料与级配良好的中粗砂；对于C50及其以上的大体积混凝土，骨料的尺寸不宜过大，否则将会增加骨料表明裂纹的加大，同时，更多的内部缺陷也会因为骨料尺寸的偏大而出现。

2.2浇筑工艺

混凝土在拌制时每盘混凝土拌合时间应控制在2～3min，在浇筑过程中可采用分层浇注法，分层厚度应控制在30～50cm之间，振捣时以插入式振捣器为主，附着式为辅，采取间歇式振动，每次开启时间为30s，当最上一层浇筑完0.5h后需复振一次，保证密实度均匀度防止漏震现象的发生。

2.3混凝土温度控制与监测

通过在混凝土内部设置冷却循环水可以带走大体积混凝土的水化热，加快混凝土内部的热量的散发。此外，为了能够实时掌握混凝土内部的温度分布，还可以在混凝土内部预埋测温管，通过水银温度计测温。根据各点测得的温度数据，绘制混凝土内部温度变化曲线，对照混凝土理论计算值分析是否存在问题，有的放矢地制定各种应急措施。

2.4养护措施

2.4.1做好保温保湿，缓慢降温

混凝土浇筑之后注意保温保湿养护，避免混凝土过高的温度应力。夏季气温较高，应该注意采取保湿措施，避免混凝土在烈日下暴晒；秋季夜晚气温较低，应该采取保温措施，减小混凝土温度梯度。

2.4.2注意模板拆除时机

采取长时间的混凝土养护，拆除模板或撤除保温防护后，如表面温度骤降，混凝土就可能会产生龟裂，只有当混凝土任何部位的温度都处于逐渐下降状态时，才能撤除保温防护。大体积混凝土不能降温过快，因为当混凝土内外存在温差时，表面骤冷的混凝土产生裂缝的可能性很大。规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。

2.4.3控制好内外温差

加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底温差均控制在20℃以内，及时调整保温和养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。

3、大体积混凝土裂缝处理技术

大体积混凝土裂缝如此常见，因此，除了掌握大体积混凝土裂缝的预防控制措施之外，必要的裂缝处理技术也属于工程中的必备技能。

3.1表面覆盖法

针对工程中出现的一些微小裂缝（宽度

3.2结构加固法

针对影响结构强度的裂缝可以通过结构加固法进行处理。结构加固中经常使用的方法包括加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

3.3低压灌浆法

针对0.2～0.5mm的裂缝可以采用该方法进行修缮。灌浆时自上而下，水平缝由一端向另一端逐个修补，为防止灌浆漏浆，可在灌浆半小时后补浆一次，以增强结构的整体性。

3.4混凝土置换法

该方法主要应用于受损严重的混凝土结构。具体做法为：将受损严重的混凝土剔除，置换为新的混凝土或者其他材料。水泥砂浆、改性聚合物混凝土或者砂浆较为常用。

4、结论

裂缝是大体积混凝土结构中的常见问题，分析其产生的机理，研究其预防措施，掌握其补救方法对于保证工程质量具有十分重大的现实意义。

参考文献

[1]袁永松，大体积混凝土施工技术标准探讨[M].北京：北京大学出版社，2009.

[2]姚元觯大体积混凝土施工技术初探[J].工程管理前言，2012（2）：23-24.