关于大体积混凝土防裂措施探析

摘要：论文分析了大体积混凝士抗拉的能力较弱、出现表面裂缝、内部裂缝的原因，提出了减少混凝土水泥用量、使用最小线胀系数骨料以及加强温度监测等控制裂缝措施。

关键词：大体积混凝土；原因；防裂措施

中图分类号：TV544文献标识码： A 文章编号：

尺寸较大的混凝土被称为大体积的混凝土，其含义为混凝土的体积达到一定程度，须利用措施避免出现水化温升导致混凝土产生裂缝的混凝土的类型，大体积的混凝土是大型工厂、大坝、高层建筑的重要基础，其出现裂缝是为较为普遍的现象，混凝土一旦出现裂缝会为施工带来危害，必须采取有效措施，加强防裂技术的研究。

一、大体积的混凝土出现裂缝的原因分析

1.混凝土抗拉的能力较弱

大体积的混凝土本身的性质为脆性建筑材料，具有较高的抗压能力，但是其抗拉伸的能力不高，据统计，其抗压能力为抗拉能力的10倍左右，其极限的拉伸力未达到1*10-4，因此，一旦混凝土温度过高产生拉应力，则容易突破拉伸强度出现裂缝[1]。

2.内部结构性裂缝

当大体积的混凝土温度降低时，混凝土会产生水分蒸发现象，导致混凝土热胀冷缩，受施工现场整体结构以及地基限制，混凝土会产生强带的拉应力或者收缩应力，一旦超过了混凝土抗拉强度，混凝土的横截面则容易产生（结构性）贯穿裂缝现象。

3.表面出现裂缝

在浇筑混凝土之后，水泥容易出现水化热现象，大体积的混凝土温度会快速上升，一旦混凝土内部水泥热量无法散发出去，则混凝土将会快速升温，这样容易形成混凝土内外结构的温度差，外面形成拉应力，内部形成压应力。另外，如果混凝土有着较大的坍落度，则一旦外部水分蒸发出现混凝土体积收缩，这两种情况都容易出现表面裂缝。

二、大体积的混凝土的重点防裂措施探究

1.工程实例概况

江苏省某热电厂的输煤系统建设仓位于该省某市三环路一交叉路口位置，其主要由5根高位40m、直径为23m的大体积钢筋混凝土的单体仓所构成，该仓库南北方向上最宽距离为34m，最窄距离为23m，东西方向长度为121m，仓库基础桩使用的是CFG混凝土，整个混凝土面积在10610m3。

2.尽量减少浇筑浇筑混凝土时水泥用量

大体积的混凝土体积产生变化的原因包括化学反应以及干湿状况等。此外，在出现温度的变化过程中引起体积的变化，其最主要原因在于水泥会出现水化热现象，所以加强防裂可使用较低水化热的水泥，降低温度变形干扰，并尽量减少水泥的用量。

首先，对混凝土的后期使用性能以及强度增长情况进行研究，在保证安全性能的基础上，降低水泥量，保证一定长度使用期限。随着使用龄期的增加，混凝土抗渗透性以及总体强度将有所增长，可在其中掺加粉煤灰、矿渣等。大体积的混凝土可在适当条件下延长设计龄期，80天至一年都可以。

其次，对混凝土的级配参数以及骨料粒径进行调整和确定，尽量使用粒径较大的骨料，这样能确保骨料的表面积与孔隙率在最低值，能有效减少水泥用料以及水泥浆用量。常见混凝土粒径好水泥用量关系如下表。

表一 混凝土最大骨料粒径与对应的水泥用量关系表

通常情况下，最大骨料粒径须小于钢筋间净距离的3／4、混凝土断面最低厚度的1／4。对品质较高的粗骨料的级配进行确定，最大至1／2的骨料粒径含有50%的颗粒量，为有效减少水泥的使用量，则可考虑使用5至10mm粒径的骨料颗粒。此外，还可使用适量的粉煤灰。较之水泥的水化热，粉煤灰的明显较低，其水化热仅占水泥1／3左右，而粉煤灰具有较少水分作用，能降低大体积的混凝土体积的收缩程度，这也是有效减少水泥用量、有效防裂的措施之一。

3.使用的骨料线胀系数保持在一定范围

骨料和水泥浆共同构成了混凝土，其中骨料同水泥浆的线胀系数之间的加权平均参数为线胀系数，母岩类别决定了骨料本身线胀系数，而水泥浆线胀系数范围是（11-16）*10-6／℃，其中不同岩石类别的线胀系数在下表中有所表示。从表中可以看出岩石类别不同，则线胀系数不同，骨料在大体积的混凝土中占据了76%左右的体积，因此，该工程须使用较小的线胀系数骨料，降低混凝土的温度变形程度，加强防裂[2]。

表二 不同岩石类别的线胀系数表

4.加强大体积的混凝土的保温养护工作

在该工程浇筑完混凝土并完成二次压面后，用塑料膜对保温养护进行覆盖，并利用棉毡或者蓬草强化保温，若混凝土内部外部温度与预估温差差距较大，则需采取措施保持在预估温差之内，确定大体积的混凝土总体湿度维持在90%之上，暂时封闭工程的地下通道口，避免出现穿堂风现象，进行高于15d的降温曲线观察的养护时间。

为避免出现裂缝现象，则还须定时对混凝土进行测温[3]。在混凝土表面设置多余2个的测温点，沿着混凝土的分层位置朝一定高度设置测温点，最少设置三层，如在底面构件上部5cm位置、构件面和构件核心位置下部5cm位置设置测温点。定期温度测量时间表为：在1d至5d内，间隔2h进行1次测温，在6d至25d内间隔4h进行1次测温，26d至30d间隔8h进行1次测温……避免因温度变化出现开裂现象。

三、结语

大体积的混凝土出现开裂问题会对工程施工进度、建设工程的应用效果产生影响。该问题涉及到混凝土材料、配料以及外部温度变化等多种因素，为将裂缝控制在一定范围内，则灵活应用多种措施进行防裂，包括减少水泥量、确定骨料的最小线胀系数、加强外面温差测定等多种措施。

参考文献：

[1]迟培云,钱强,高昆.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施[J].混凝土,2001(12):22.

[2]黄智丰,罗华连,张庆红.大体积混凝土的浇筑施工[J].广西大学学报（自然科学版）2008,33(1):45.

[3]崔浩,王硕太,付亚伟.大体积混凝土基础裂缝控制技术[[J].四川建筑科学研究2009,35(2):48.