浅谈大体积混凝土裂缝控制与施工技术

摘要：随着经济的飞速发展，建筑业也得到了长足的发展，人们越来越重视建筑工程的质量，追求采用混凝土结构来提高工程的质量，但是混凝土结构也存在一些问题，荷载裂缝、温度裂缝、收缩裂缝、钢筋锈蚀裂缝是大体积混凝土结构的常见裂缝，为了有效控制这些裂缝的产生，本文综合分析了这四种裂缝产生的原因，并针对性提出具体的预防措施，要求通过合理布置钢筋、防止钢筋锈蚀和科学计算设计，提高混凝土结构形式的合理性。

关键词：大体积混凝土；裂缝；施工技术；控制措施

中图分类号：TU528文献标识码： A

一、大体积混凝土结构的裂缝成因

1． 1 荷载原因

由于不同状态荷载和次应力的作用下，就会产生常见的应力和次应力裂缝，尤其是大体积混凝土结构受拉、受剪、振动比较严重的位置，结构容易出现脆性破坏。通常情况下，大体积混凝土结构要求对钢筋进行合理的布置，以提高结构刚度水平，但在外界荷载因素的反复撞击和振动下，仍然可能产生结构抗拉和抗剪等能力范围之外的破坏，而结构刚度不足的大体积混凝土结构部位，就会产生荷载裂缝。

1． 2 温度原因

热胀冷缩在混凝土中也适用，在浇筑时，可能由于内外部温度相差太大，混凝土结构就可能出现变形开裂。混凝土结构内部会约束混凝土变形，如果变形产生的应力超过混凝土本身的抗拉强度能力，就会出现温度裂缝。温度裂缝位于大体积混凝土结构的不同部位，有表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝几种，这些裂缝对大体积混凝土结构的危害性具有一定的差异性。

1． 3 收缩原因

收缩裂缝属于大体积混凝土表面的裂缝，裂缝宽度细长、龟裂分布、没有任何分布规律，产生的主要原因是混凝土成型后，从表面到内部逐渐出现水分蒸发，外部的干缩受到内部约束，使得内部和外部的干缩程度不同，产生的拉应力引起混凝土开裂。这种收缩现象，常见于大体积混凝土结构的养护阶段，由于没有做好防风和防晒措施，降低混凝土早期强度，在结构中间位置，收缩裂缝现象尤甚，严重影响大体积混凝土结构的外观和结构的耐久性。

1． 4 钢筋锈蚀原因

大体积混凝土结构开裂的部分位置，钢筋可能存在严重锈蚀现象，使得断面的有效面积变小，进而影响握裹混凝土的能力，甚至破坏大体积混凝土结构，经检查，主要是因为大体积混凝土施工的时候，钢筋周围的混凝土保护层厚度不足，留给氯化物侵入的空隙，破坏了钢筋表面的氧化膜，从而逐渐发生锈蚀反应，底板出现严重的混凝土开裂和剥落情况，使得钢筋锈迹侵蚀到混凝土表面，对混凝土产生膨胀应力。

二、大体积混凝土裂缝控制技术的应用方法

2． 1 荷载裂缝的控制技术

1) 钢筋布置。钢筋布置的目的是形成混凝土内部结构的支撑体，在布置钢筋的时候，尽可能选择直径比较小的钢筋，以便提高钢筋布置的密度，原则上钢筋间布置的间距最大为 10 cm，尤其是混凝土的边缘部位，或者变截面部位，要求布置更多的分布筋，以及在结构表面的部位，布置适量的钢筋网片。如果钢筋构件的高度比较大，则需要设置抗剪切能力较强的钢筋。通过以上的钢筋布置方式，能够起到吸收和缓冲外界荷载力的作用，是荷载裂缝控制的重要技术手段。

2) 防止钢筋锈蚀。在布置大体积混凝土结构钢筋的时候，一方面需要提高钢筋保护层的厚度，限制裂缝宽度的扩大趋势，其中要求应用强度等级较大的混凝土，另一方面需要在搅拌混凝土的时候适当加入外加剂，以提高混凝土的耐久性能，另外在浇筑的时候，要控制好周边环境的湿度，以免水体混入混凝土当中，形成钢筋周围的混凝土气泡。

3) 计算设计。对大体积混凝土结构使用沉降量进行缜密计算，对地基的不均匀沉降予以控制，根据计算的数据，判断混凝土结构沉降裂缝的发展趋势，并采取针对性措施控制沉降宽裂缝的演变，除此之外，在大体积混凝土浇筑施工阶段，还需要合理堆放施工的模型和机具。

2． 2 温度裂缝的控制技术

1) 水泥选用。采用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，并严格控制水泥的用量，实践证明，每立方米的混凝土增加 9 kg 水泥用量，则水泥水化热反应所产生的温度会升高 1 ℃，反之则能够降低 1 ℃，因此大体积混凝土结构在达到基本强度要求后，可适当控制水泥的用量，具体需要结合实际工作需求而定，必要时可在施工前检验单位水泥用量所形成混凝土结构的强度水平。

2) 外加剂和粉煤灰的掺加。结合大体积混凝土结构强度的设计指标，适量掺入粉煤灰，能够控制混凝土的水热化现象，有利于减少温度的上升，并增强混凝土的强度。结合相关试验的结果，水泥混凝土当中掺入20% 的粉煤灰，相比于没有掺入粉煤灰的水泥混凝土，水化热温升可降低 20%左右，而外加剂具有减水、分散、延缓水泥初凝和水化热释放速度作用，因而也能够控制水化热，并有效降低温度裂缝产生的概率。

3) 降低材料的温度。譬如石子，每立方米混凝土中石子的重量最大，而石子的比热最小，因此在高温气候环境条件下施工，要在砂石厂搭设遮阳棚，并在加入搅拌机之前喷洒雾状水，或者用冷水冲洗。其他集料使用之前，也可以利用这种方法降低其温度。

4) 振捣和养护工艺的改进。浇筑完的混凝土，并在终凝之前，需要进行二次振捣，以便将石子和水平钢筋空隙的水分排除，减少混凝土内部的气孔和裂缝，同时提高混凝土的粘结能力、抗拉能力和抗裂能力。

5)混凝土浇筑和养护。合理的浇筑方式，能够减少浇筑产生的部分温差，譬如夏季骨料的洒水降温，冬季混凝土表面的覆盖保温。至于混凝土的养护，要求创造适当的温度和湿度环境，譬如高空浇灌时，保持适当的湿度，能够让水泥水化充分，从而增强混凝土抗拉强度。

2． 3 收缩裂缝的控制技术

1) 在选择材料方面，一方面需要秉着“精益求精”的原则，选择含泥量和杂质含量较低的混凝土，譬如在使用混凝土骨料之前，检查是否被掺入有害的膨胀物，以免混凝土浇筑后出现崩裂现象。另一方面是采用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，同时严格控制单方混凝土的用水量，可掺入具有良好减水率和分散性的外加剂，补偿混凝土的收缩。

2) 混凝土的搅拌和浇筑作业。一方面需要控制好搅拌的时间，以免破坏拌合物的均匀性，尤其是在气温较高或者大风的环境中，要求采取缓凝措施，防止水分的激烈蒸发，另一方面是合理布置构造钢筋，利用配筋约束混凝土的收缩值，譬如构造密集的钢筋网，提高混凝土的极限拉伸能力

3) 混凝土养护。混凝土浇筑完之后，应增加适当延缓拆模时间,为干燥速度太快，需要进行早期的保温养护或者保湿养护，譬如覆盖土工布、海绵和塑避免其表面料布等，然后浇水养护，降低水分蒸发的速度，防止混凝土表面产生过大的拉应力，从而造成表面的收缩开裂。

2． 4 钢筋锈蚀裂缝的控制技术

一方面对已经发生钢筋锈蚀的大体积混凝土结构裂缝的处理，要求对出现钢筋锈蚀的部位进行调查，确定各个部位的锈蚀程度，并结合设计的规范要求，进一步加大混凝土保护层的厚度，以控制裂缝宽度的加大。除此之外，修补位置的混凝土要加强预防性养护，保持修补位置的高碱度，避免混凝土完全凝结之前再次受到渗水侵蚀。另一方面是针对正在施工的大体积混凝土，在保护层弥补性施工之前，要求严格控制混凝土的水灰比，严格检查混凝土的密实度，同时严格控制外加剂的含氯盐量，必要时可适当加入阻锈剂，以及去除锈蚀钢筋表面的铁锈，并清除受侵蚀混凝土的表面铁锈，可将失去应有作用的锈蚀钢筋和混凝土剔除，后重新安置钢筋和浇筑混凝土。

结语

以上的混凝土裂缝预防措施仅供参考和借鉴，对于具体的案例工程，还需要结合实际施工情况和需求，对相关的施工技术手段进行调整，方可有效防止这些裂缝的产生。

参考文献:

［1］ 李彩华，肖盛燮，高路恒． 基于断裂理论的大体积混凝土裂缝分析［J］． 交通科技与经济，2013( 5) :101-103．

［2］ 朱开银． 大体积混凝土裂缝产生的原因及控制施工技术［J］． 建材发展导向，2013( 17) :77-78．

［3］ 苏俊荣． 浅谈大体积混凝土裂缝的可能原因及防治措施［J］． 中小企业管理与科技，2013( 24) :114-115