大体积混凝土出现裂缝的原因及防治措施

摘要：在现代大型高层建筑中，大体积混凝土的工程规模日趋渐多，然而在大体积混凝土中会出现贯穿裂缝、深层裂缝以及表面裂缝，这都严重威胁着大体积建筑的使用寿命和效果。本文结合大体积混凝土的具体情况分析了这些裂缝产生的原因，希望对大体积混凝土建筑出现裂缝的原因科学的剖析。最后，根据这些原因，本文也提出了具体的解决措施，以期提高现代大型高层建筑的使用寿命和有效性。

关键词：大体积混凝土；裂缝；解决措施

（一）大体积混凝土主要裂缝类别及产生原因。

大体积混凝土出现的裂缝主要按深度不同来进行分类，分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种，下面对这几种裂缝以及其产生的原因分别进行介绍。

1.贯穿裂缝。贯穿裂缝的主要特征是其由交界面向上延伸，靠近基底最大而在上部较小，此类裂缝破坏会结构的整体性、耐久性、防水性和稳定性，有很大危害性，造成这种现象的原因主要是施工阶段温度收缩而产生的应力作用。当混凝土浇筑降温后，热量会积聚散发从而混凝土的体积会收缩，与此同时混凝土会硬化，这时由于多余水分蒸发和碳化混凝土会收缩变形。在这两种力的作用下，混凝土的底面交界处以及混凝土的内部极易产生贯穿裂缝。

2. 深层裂缝。一般情况下，钢筋混凝土的裂缝不会超过0.2-0.25mm，当裂缝超过0.2-0.25mm时就是深层裂缝。深层裂缝的危害很大，钢筋混凝土的设计和施工都会从整体上考虑，而深度裂缝会造成钢筋混凝土建筑的设计受力状态改变，这样以来，混凝土内部的受力会重新分配从而破坏建筑原有的受力结构，大大减少混凝土建筑的使用寿命。

3. 表面裂缝。表面裂缝产生的主要原因是环境温度以及混凝土内外的温差比较大，在大体积混凝土结构浇筑后，水泥有一个硬化的过程，然后混凝土由于体积比较大，浇筑之后的硬化中将会大量的水热化，这些水热化将使水泥内部的温度不断升高。此时如果水泥外部的气温较低或者散热较快时就会形成较大的温差，混凝里的内外都会产生相应的应力。然而施工阶段混凝土的龄期比较短，抗拉强度也不是很高，此时温差产生的混凝土表面拉应力很可能超过混凝土本身的抗拉强度，这样以来就会产生表面裂缝。

二、大体积混凝土裂缝的防止措施

1.降低混凝土发热量。

1.1使用水化热低的水泥品种。在具体的施工过程中要选用那些水热化比较低、凝结时间较长的水泥产品从而减少水热化现象，达到降低混凝土内外温差的目的。一般来说水泥都会有一定的水热化，在大体积混凝土的建造过程中在可以保证混凝土强度的前提下还可以减少水泥的使用量。

1.2在水泥中加入缓凝或者早强减水剂。在对大体积混凝土建筑物的水泥使用过程中也可以掺入外加剂来改变水泥的特性，通常会主要在水泥中加入缓凝减水剂或者旱强减水剂，一般来说掺入减水剂的水泥强度比较高并且早期的温度比较高。

1.3用低流动性混凝土。在大体积混凝土水泥使用的过程中要严格控制水灰比，减少混凝土的单位用水量，同时如果条件容许尽量使用低坍落度混凝土。

2. 降低大体积混凝土成型时的温度。

2.1降低砂、石子温度。将骨料堆放在凉棚内，避免阳光直射，或喷水冷却集料。

2.2搅拌时加入冰块。一般水泥的搅拌会加入一定量的水，但是如果用冰块代替全部或者部分水会进一步降低混凝土入模温度，使用冰之前一定要注意冰块要完全融化。

2.3分块分层浇筑。混凝土的面积越大其在水泥浇筑的过程中所受的约束也越来越大，这对大体积混凝土结构是十分不利的。此时可以对大体积混凝土结构采取分层浇筑的方式就会减慢浇筑的速度，利用不同层面的散热来降低混凝土的温度。

3. 降低混凝土的内部温度。大体积混凝土在施工之前一定要进行降温设计，一般会使用到降温管，在施工之前将降温管预埋，通过管中的水循环来降低混凝土内部的温度。在冷却的过程中要注意冷却时间，一般会持续到浇筑开始以后的5-10天，当然管距、水温和通水时间都会影响混凝土降温的效果，在降温的过程中要充分协调好这些因素的关系。在一层混凝土覆盖水管时，当混凝土达到最高温度并开始下降就可以停止注水，水管的通水时间应该保证混凝土第2次温升小于最高温度和避免出现大的温度梯度，水管系统要经过试压不漏水检测，确保模板安拆时不致中断水管冷却活动。随着降温的进行要不间断的测定混凝土内外的温度和水温以观察前后温度的变化情况，做好变化记录，当通水散热结束后，水管内用微膨胀水泥灌注。

4. 充分利用混凝土的后期强度。以往的科学数据表明，每立方米混凝土的水泥用量增加10kg，水热化因素将使混凝土内部温度上升1℃。为了降低单位体积混凝土用水泥量，减少混凝土出现的裂缝，要充分利用混凝土随时间的推移其强度逐渐增强的特性，适当减少每立方米水泥的使用量，从而有效控制混凝土的内部温度和内外温差。

5. 有效控制混凝土内外温度差。在控制大体积混凝土内外温度差中养护也是非常关键的一步，通过有效的养护可以使得混凝土保持适宜的温度和湿度，从而控制混凝土内外的温度差，防止混凝土出现裂缝。在具体的养护过程要尽可能延长养护时间，在混凝土拆模后要立刻保护，同时要避免因混凝土外部环境变化而引起温度差过大。对大体积混凝土的养护还有重要的一点就是可以通过人工温度控制，来防止混凝土出现裂缝，在具体人工温度控制的过程中要遵守以下几点：

（1）混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃，当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃。

（2）混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差，如果温差超过20℃则继续进行人工降温，知道混凝土的内部温度达到要求。

（3）采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，还有常见的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。

（4）保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。

（5）混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。人工降温还有一个重要的方法就是设置抗裂钢筋网片，因为混凝土在降温时会收缩，而抗裂钢筋网片会有效防止收缩时混凝土产生干裂。

综上所述，对大体积混凝土而言，只要从材料、施工等方面采取一系列措施加以控制温升，控制混凝土内外温差，减少温度应力，裂缝是可以避免的，混凝土质量也能够得到保证，从而延长大体积混凝土的使用寿命以及使用效果，保障社会经济建设获得更好更快的发展。

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