大体积混凝土裂缝的防治与处理措施

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摘要：随着建筑行业的发展，大体积混凝土施工技术得到了广泛的运用。但是在大体积混凝土中，经常会出现裂缝问题，如何对其进行防治与处理是值得研究的一个课题。基于此，文章对大体积混凝土裂缝的防治与处理进行分析，以期能够提供一个借鉴。

关键词：大体积混凝土裂缝；防治；处理措施

中图分类号：TV331文献标识码： A

1.建筑工程大体积混凝土裂缝的成因

1.1水泥水化热

水泥水化热是致使大体积混凝土出现有害裂缝的罪魁祸首。水泥与水发生化学反应，释放出很多热量，这些热量由于混凝土的表层系数较小，屯聚于混凝土内部散发不出去，导致混凝土的内部温度在水泥的水化阶段逐步升高，而大体积混凝土的外表温度相当于室外温度，这就在混凝土内外形成了温度差。混凝土和很多材料一样，热胀冷缩，在其内部与外部温度变化时就会膨胀或者收缩，但是由于其结构本身会约束形变，这就产生了温度应力。混凝土抵抗拉伸能力的临界点较低，当温变致使的应力超过这一临界点时，混凝土就会开裂。温度应力与温差大小成正比，温差越大，温度应力越大；反之，温度应力越小。

1.2内外约束条件的影响

外约束是指结构物的边界条件，一般指基础或其他外界因素对结构物的约束，水泥水化后期，散发热量大于放热量，构件温度降低，体积收缩，受边界条件约束，产生拉应力。内约束是由于内部水泥水化热不易散发，表面则易于散发，内部体积膨胀，表面则体积收缩（特别是遇气温骤降或过水），受内部约束，产生拉应力。这时产生的一般是表面裂缝。

1.3外界气温变化的影响

混凝土表面温度随环境温度降低而降低，而环境温度对其内部热峰值的影响不大，进而引起的混凝土内外温度梯度的显著变化，加剧温度应力的产生，因此要特别注意在寒冷季节施工时的防护措施。外界气温和湿度的变化使大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对裂缝的产生有着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化熟的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；假如外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。假如外界温度下降过快，会造成很大的温度应力，极易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。

1.4混凝土的收缩变形的影响

混凝土空隙中存在多余水分的蒸发，会引起混凝土体积的收缩（干缩），如果收缩受到约束，即会引起开裂，并随龄期的增长而发展混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形受到外部约束时，将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩3种。在硬化初期主要是水泥水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形；通过实测可知，混凝土浇筑层厚度对其温度影响很大，混凝土达到稳定所需试件随着浇筑层厚度减小而缩短。此外，大体积混凝土尺寸越大，越容易产生裂缝。

2.大体积混凝土裂缝控制的综合措施

2.1优化配合比

（1）水泥

考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。因此决定采用水化热较低的普通硅酸盐水泥，通过试验掺加减水剂以改善混凝土的性能，提高其抗渗能力。

（2）粗骨料

采用碎石，粒径5～25毫米，含泥量不大于1%.选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

（3）细骨料

采用中砂，平均粒径大于0.5毫米，含泥量不大于5%.选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

（4）外加剂

每立方米混凝土2公斤减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。

2.2浇筑与振捣

（1）全面分层

即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

（2）分段分层混凝土浇筑

先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。

（3）斜面分层

要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。

2.3加强温度的控制

首先，为了控制由温差导致的裂缝，大体积砼的浇灌工作应选在一天中气温比较低的时间进行。其次，要注意控制砼入模的温度，如通过向骨料洒水来减少太阳对砂石料的直接照射；通过加冰块来冷却材料。在浇筑时，应采取分层的方法，能够更好的控制浇筑的厚度及进度，有利于散热，同时浇筑的温度也要格外关注，例如在浇筑大体积素混凝土时加入适量的毛石，能够吸收大量的热能，并且节约大体积砼的原材料，但是要注意在浇灌过程中，应严格控制毛石块的体积不超过总体积的25%。

2.4做好大体积混凝土养护

及时做好大体积混凝土养护工作。养护的目的是为混凝土硬化创造必要的湿度、温度等条件。为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持大体积混凝土处于湿润状态，混凝土养护用水应与拌制用水相同。当日平均气温低于5℃时，不得浇水，应用塑料布覆盖养护混凝土，其敞露的表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。矿渣水泥拌制的混凝土养护时间不得少于21d，混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面的混凝土最容易而且直接受到这种不利影响，所以混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应特别重视。

3.大体积混凝土裂缝的处理方法

3.1表面修补法

表面修补法是一种简单快速的修补方法，处理混凝土表面的裂缝，可选用TD－9改性环氧树脂修补砂浆。先用TD－7改性环氧树脂修补砂浆等填充补平，待干后用砂布磨平，后进行底层防水涂料涂刷，涂料使用前要过滤。主层涂料要涂刷三遍，每遍涂刷都要等上遍涂料干后再涂，涂刷方向应最好是相交垂直。

3.2填补法

填补法适用于结构允许开槽而宽度较大，但数量不多的有规则性裂缝，如箱涵、混凝土路面的裂缝。常用的胶凝材料有水泥砂浆、环氧树脂系粘结剂等化工材料，工序为:开槽―――涂刷界面处理浆―――压抹聚合物砂浆―――养护。开槽后需清扫冲洗，用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆，在界面处理浆尚未硬化之前，将拌制好的水泥砂浆或环氧树脂系粘结剂用抹刀压入槽中，压实抹平。在养护时保持湿润即可，尽量避免淋雨、暴晒，可覆盖一层塑料薄膜。温度在5℃以下，阴雨天气不得施工。

3.3结构补强法

混凝土结构补强法是指对目前可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整内力的措施，目的是使其具有现行设计规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性。植筋加固法是一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术，可植入普通钢筋，也可以植入螺栓式锚筋，它是对工程中没有预埋钢筋的一种有效补救措施。

结束语

在大体积混凝土的裂缝防治中，只要严格按规范规定施工，积极探索裂缝产生的原因，合理选择混凝土原材料、做好温度的监控、及时养护,从而避免裂缝的产生，提高建筑工程的整体施工质量。

参考文献：

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