大体积混凝土裂缝成因及防裂施工技术探析

摘要：文章在分析大体积混凝土裂缝产生原因的基础上，提出了针对性的预防和控制措施，以期为相关建筑大体积混凝土裂缝的防治工作提供参考。

关键词：大体积混凝土；裂缝成因；防裂施工技术；建筑物；构筑物；混凝土结构 文献标识码：A

中图分类号：TU37 文章编号：1009-2374（2015）23-0132-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.067

近几年来，随着国民经济和建筑技术的发展，建筑规模不断扩大，大型现代化技术设施或构筑物不断增多，而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强的特点，日益受到人们的欢迎，于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。所谓大体积混凝土，一般理解为尺寸较大的混凝土，美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度地减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。大体积混凝土施工中常见的裂缝主要有表面裂缝、贯穿裂缝、施工不当引发的裂缝和原材料使用不当引发的裂缝，预防和控制大体积混凝土裂缝工作更是一项系统工程，涉及设计、原材料的选择、施工工艺和养护等多方面。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂，是一个值得关注的问题。接下来主要针对大体积混凝土裂缝产生的原因和预防策略进行

阐述。

1 大体积混凝土裂缝成因

1.1 表面裂缝产生的原因

大体积混凝土施工中出现的表面裂缝主要由温度变形导致，所谓温度变形是指随着混凝土温度的升高或降低体积发生膨胀或收缩的现象。由于大体积混凝土在施工过程中的截面积和水泥用量都较大，通过浇筑，大量的水泥可放出较多的水化热，由此混凝土的温度快速升高。但是混凝土本身具有导热效果差的特点，加之体积过大，那么在低散热效果的影响下，混凝土内部水化热反而容易积聚、不宜发散，相应的外部散热较快，由此使大体积混凝土表面产生一定的拉应力，当温度达到一定高度时，表面拉应力就会超过混凝土的抗拉强度，从而导致混凝土表面产生裂缝。

1.2 贯穿裂缝产生的原因

水泥水化热反应结束之后，混凝土仍在不断散热，由此大体积混凝土从升温阶段逐步过渡到降温阶段，体积随之逐渐减小。混凝土内部热量主要是由表面往外散发的，因此，在降温阶段混凝土温度呈现的状态仍然是中心高、表面低。这种混凝土中心和表面部分温度下降程度不一致的状态，使得混凝土内部存在较大的约束，同时，地基和边界条件对混凝土的收缩情况也会产生一定的约束力。在这种强化约束力作用下，混凝土收缩过程中便会产生一定的拉应力，随着大体积混凝土使用时间的增加，其约束强度也日益变大，久而久之便会引起大体积混凝土贯穿裂缝的产生。

1.3 由原材料质量引起的裂缝

在大体积混凝土施工过程中，由于施工原材料的质量不过关而引起的裂缝现象也时有发生，因此，对于原材料质量不合格造成的裂缝现象，施工单位必须加强对原材料质量的控制和管理，在采购材料时必须选择满足工程建设要求的原材料，并对砂石料的含泥量进行严格检查和控制。如果砂石料中的含泥量超过相关标准，在搅拌混凝土时，便会导致土与水结合的体积增大，在混凝土凝结过程中产生水化反应，当混凝土的体积因失去水分而减小时，混凝土表面就会出现裂缝。

此外，如果没有按照相关标准和要求使用外加剂，不仅会增加大体积混凝土的施工成本，也会在很大程度上导致混凝土产生过早凝结或不凝结的问题，进而造成混凝土出现严重的裂缝现象。水泥的安定性对混凝土施工质量也会产生一定影响，如果水泥的安定性没有达到标准，则可能导致混凝土在实际施工过程中出现脱皮、裂开等问题。

2 大体积混凝土防裂施工技术的应用

2.1 荷载裂缝控制技术的应用

对大体积混凝土裂缝的预防和控制，不仅要确保大体积混凝土结构形式的合理性，还应该根据荷载裂缝的实际分布情况，对水平施工缝进行分块设置。

2.1.1 对钢筋的设置。设置钢筋的主要作用是为混凝土的形成提供内部支撑体，在设置钢筋过程中，为了提高钢筋设置的密度，施工人员应该选择直径相对小的钢筋，而钢筋与钢筋之间的距离尽量保持在10厘米左右，为了保证钢筋分布的稳定性，还应该在混凝土边缘部位、结构表面部位布置一定的钢筋网片。

2.1.2 避免钢筋遭受腐蚀。在设置大体积混凝土钢筋时，一方面需要对钢筋保护层的厚度加以重视，避免裂缝宽度的扩大，这就要求使用强度较大的混凝土；另一方面还需要在混凝土搅拌过程中添加适量的外加剂，由此保证钢筋的耐久性。此外，在混凝土浇筑过程中应对周围环境的湿度加以有效控制，防止钢筋接触到水分而遭受锈蚀。

2.1.3 进行缜密计算。对大体积混凝土结构使用的沉降量应进行科学计算，根据计算出的数据，对地基沉降情况加以严格控制，并对混凝土结构沉降裂缝的发生加以预防。

2.2 温度裂缝控制技术的应用

针对大体积混凝土温度裂缝问题，可采用温度裂缝施工技术对混凝土内部温度和温度之间的关联因素进行有效控制，以此对裂缝进行预防和控制。

2.2.1 选择合适的水泥。从以往的实践经验总结得知，采用硅酸盐水泥，同时控制好水泥的用量，可以促使大体积混凝土结构达到基本的强度要求。当混凝土结构达到强度要求之后，可适当对水泥用量加以控制，具体需要控制在多少范围内应该根据实际施工情况和工程需求加以规定。

2.2.2 掺和适量的外加剂和粉煤灰。按照大体积混凝土结构强度的规定标准，掺和适量的粉煤灰可在一定程度控制混凝土的水热化现象，进而增强混凝土的强度。例如，在水泥混凝土搅拌中添加20%的粉煤灰，可使混凝土水热化温度降低20%左右。此外，添加适量的外加剂可以进一步增强混凝土搅拌过程中的分散作用，从而更有效地控制水热化问题，进而减少因温度产生的裂缝问题。

2.3 收缩裂缝控制技术的应用

引起大体积混凝土收缩裂缝的因素较多，因此要想对混凝土收缩裂缝加以有效预防和控制，可以从选择混凝土材材料、混凝土搅拌、混凝土浇筑等多方面采取

措施。

在选择混凝土材料时，采购人员应本着“货比三家”的态度，选择含泥量和杂质较少的混凝土，在选择混凝土时，应该选择中低水泥和粉煤灰水泥，严格控制水泥质量；在搅拌和浇筑混凝土过程中，施工人员应该严格控制和把握搅拌时间，保证搅拌的均匀性，尤其是在恶劣天气环境下，应适当采取缓凝措施，避免水分的过度蒸发，为了进一步提高混凝土的拉应力，应该对钢筋结构进行合理布置；在混凝土养护工作中，为了避免混凝土表面的快速干燥，应提前做好混凝土的保温和保湿的养护工作，降低水分蒸发的石压速度，从而避免混凝土表面的收缩裂缝的发生。

3 结语

为了有效预防和控制大体积混凝土裂缝的产生，应对大体积混凝土裂缝产生的原因进行分析，由此可采取针对性的措施和方法对裂缝的产生加以有效预防和

控制。

参考文献

[1] 龚召熊.水工混凝土的温控与防裂[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2] 戴镇潮.大体积混凝土的防裂[J].混凝土，2001，（9）.

作者简介：周星英（1981-），女，山东高密人，青岛新凯达市政工程有限公司项目主管，中级工程师，研究方向：市政工程施工技术。