小议建筑工程大体积混凝土裂缝控制技术

摘要：本文作者结合实际工作经验，分析了大体积混凝土构件裂缝的原因，并提出了具体的防治措施。

关键词：建筑工程；大体积混凝土；裂缝控制技术

1 大体积混凝土构件裂缝产生的原因及类型

1.1 大体积混凝土构件所使用材料的缺陷导致裂缝。大体积混凝土构件是由水泥浆、粗细骨料、混凝土等组成的多相材料，本身组织材料的复杂性决定了其先天存在缺陷，会出现微裂缝。这些微裂缝的产生是由材料的作用形成的。首先，大体积混凝土构件本身的泌水作用。在大体积混凝土构件施工时，如果不注重振捣工作，就会造成振捣不密实，内部水分会收到一些粗骨料的阻滞而无法溢出，这样一来，这些水就会聚集在骨料周围形成水囊。在混凝土结构干燥之后，就会形成深部的微裂缝。其次，水泥浆的收缩作用造成砼裂缝。水泥浆硬化过程中，水分会蒸发，在这种蒸发作用下砼会产生塑性收缩，而其在收缩过程中由于收到粗骨料的阻滞，就会产生微裂缝。再次，当混凝土结构在空气中硬化时，其中的水分会蒸发，从而会让水泥石中的凝胶体干燥收缩，使得混凝土构件表现出现干缩裂缝。

1.2 收缩作用造成的裂缝。大体积混凝土构件如果遭遇收缩变形，就会出现裂缝，裂缝的种类也不尽相同。主要包括由于干燥收缩形成的裂缝、由于塑性收缩形成的裂缝以及自身收缩形成的裂缝。首先，混凝土构件浇筑后会硬化，在其凝固的过程中，混凝土构件所处环境比较干燥，这时，构件内部的水分就会蒸发，并不断地向外散失。混凝土构件的体积就会产生由内向外的干缩变形，从而产生裂缝。其次，当混凝土温度很高，而且所使用水泥活性较大，混凝土购进啊的泌水作用就会变弱，这时，如果其表面的水封不能够得到有效的补充，混凝土就会处于塑性状态，这时的混凝土构件十分脆弱，处于受拉状态。由于其本身的抗拉强度较弱，加之硬化作用的影响，当其拉力大于混凝土结构的抗拉强度时，其表面就会出现很多不均匀的裂缝。

1.3 温度差造成的砼裂缝。大体积混凝土的温度裂缝一方面是由于其自身结构材料的作用导致的，另一方面是受外界气温变化导致的。首先，当大体积混凝土所使用的材料主要有水泥等。水泥在水化过程中会散热，产生水化热，混凝土结构的温度也会相应升高。同时，由于大体积混凝土构件的断面很厚，水泥在水化作用下释放的热量很容易积聚在结构内部，而且不容易散失。特别是在大体积混凝土构件浇筑后的最初5 d内，混凝土内部的温度会达到一个最高值。其与混凝土表面的温差会很大。当然，最初由于混凝土龄期较短，其弹性模量不高，因此不会对水泥水化热过程中的急剧升温产生较强的约束力，温度应力也较小。而随着其龄期的增大，其对混凝土内部降温的收缩也会相应增大，这样一来，就会形成很大的拉应力。一旦大体积混凝土构件本身的抗拉强度无法低于这种拉应力，就会产生温度裂缝。其次，外界的气温变化对大体积混凝土构件的影响。

1.4 约束作用下的裂缝。大体积混凝土构件极容易收到外界约束作用的影响，比如当其表面收缩过程中收到内部的约束时，就会产生裂缝。比如当混凝土结构墙体较长而且没有设置相应的收缩缝时，其收缩也会受到约束产生裂缝。同时，上文提到混凝土刚浇筑时，由于受水化热的作用，混凝土的体积会膨胀，在外约束作用下，就会产生压应力，但是因为此时其弹性模量小，所以压应力也较小。但是随着浇筑时间的推移，水泥化热作用会渐渐消失，混凝土会急剧降温，会收缩，会在外约束下产生很大的拉应力，造成裂缝的出现。

2 大体积混凝土构件裂缝的防治策略

2.1 充分考虑大体积混凝土裂缝的可能性，进行科学设计。通过上述分析我们可以看出，裂缝的出现除了和自身组织材料相关之外，和设计的不合理及疏忽也有关系。因此，在混凝土结构设计时，必须要考虑到产生裂缝的诸多因素，对于能从设计环节进行改善控制的裂缝，要进行有针对性的设计。比如针对混凝土结构在约束作用下会产生裂缝的现象，可以在满足结构要求的基础上，在适当的间距预留胀缩缝或者施工缝。同时为了避免混凝土结构构件对其收缩的约束作用，要充分考虑其截面形状。特别是对尺寸变化较大的洞口，要特别注意采取措施防止应力集中。此外，大体积混凝土基层配筋的设计也要充分满足其承载力和构造要求，要配置能够承受水泥化热过程中温度应力的钢筋，能够有效控制温度裂缝开展的钢筋，从构造钢筋的选用和设计入手控制裂缝。

2.2 采用合理的水灰比，控制水泥用量，预防裂缝。实践证明，大体积混凝土结构的水灰比与其收缩率之间关系密切，水灰比越大，收缩率也会随之增大，会增加开裂的可能性。这是因为，当水灰比过大时，水泥浆就会变稀，当其硬化之后，混凝土结构所含的凝胶体就会增多，在凝胶体干燥收缩时就会产生收缩裂缝。因此，要合理的控制水灰比，要减少用水量，这样一来就可以有效地预防收缩裂缝。同时，干缩裂缝的产生还与混凝土结构的水泥用量有直接的关系。如果水灰比合理，但是所使用水泥含量过高，混凝土结构的干缩率也会变大，也会产生干收缩裂缝。通过这两点分析，我们可以得出这样一个结论，即建筑混凝土结构施工时的用水量和水泥量都与其收缩裂缝有直接的关系，要想有效控制收缩裂缝，就要坚持双管齐下，同时减少用水量和水泥用量，这样可以改善混凝土结构的干缩率，达到降低干缩率的效果，能够显著提高它的抗裂性。

2.3 合理降低水化热，降低外界温度影响，防止裂缝。首先，要降低水泥的水化热。可以选择水化热较低的水泥，比如矿渣水泥等。可以在混凝土材料中掺入适量的粉煤灰，其具有活性，可以起到对部分水泥的代替作用，而且可以有效的改善混凝土的粘塑性，能够达到降低水泥水化热的目的。还可以使用一些外加剂，包括减水剂、引气剂等。减水剂具有减水增塑作用，可以减少混凝土施工中的用水量，降低其绝热升温。而掺加引气剂，则可以提高混凝土的耐久性。其次，考虑温度因素的影响，采取相应对策。针对混凝土结构温差裂缝的产生，可以针对不同的气候和温度因素，采取预防措施。比如在夏季高温天气施工时，为防止温度过高，可以采取对混凝土结构所用砂石料进行遮阳降温或者淋水的方法，这样以来就可以降低砂石料进入搅拌机的温度，可以达到降温目的。而在冬季施工时，可以对混凝土结构进行覆盖保护，当其强度达到一定程度时，再取走覆盖物，以此来达到保温目的，避免温度急剧下降产生裂缝。

2.4 改善施工工艺，预防混凝土裂缝。首先，可以改善大体积混凝土的搅拌工艺。在搅拌时，可以更改投料顺序，在对水、水泥和砂进行充分的拌合后，再和石子一起进行搅拌。其优点在于不会产生泌水作用，使得混凝土构件硬化后的界面过渡层更加紧密。其次，适当二次振捣。采用二次振捣可以对大体积混凝土构件在泌水作用下产生的水分和空隙进行排除，可以提高混凝土的握裹力，防治混凝土沉落产生裂缝。

2.5 加强对大体积混凝土构件的后期养护。科学的养护也能起到预防混凝土结构裂缝的目的。在建筑施工中，当大体积混凝土结构施工完成后，一般会进行拆模，此时，要在混凝土结构上覆盖上草帘，并浇水，以此来达到保湿目的。也可以用湿砂层、湿锯末进行保湿。这样就可以预防初期凝固时收缩裂缝的出现，就可以保障整体结构的承载力。此外，建筑施工中，钢筋混凝土结构裂缝还与所使用钢筋的腐蚀有关。因此，必须要充分保证混凝土结构的密实度，避免空气进入让钢筋在氧化作用下发生腐蚀。也可以在后期养护中，在混凝土结构表面喷涂一些防腐层，比如沥青和环氧树脂等。还可以选择一些防腐效果较好的、具有较强抗腐蚀能力的钢筋材料。通过以上养护措施可以达到较好的裂缝防治目的。

3 结束语

大体积混凝土构件作为建筑工程的重要组成部分，如果出现结构裂缝，危害极大，除了会影响水工建筑物的承载力和耐久性之外，还会缩短其使用寿命，严重时会引发坍塌事故，会给人民群众的生命财产安全构成严重威胁。因此，必须要加大裂缝的防治，提高建筑物的安全性。

参考文献：

[1]周继锋，张国良.大体积混凝土裂缝的预防[J].科技信息，2012，（26）.

[2]董德奎.大体积混凝土施工裂缝控制措施[J].山西电力，2010，（04）.