研究大体积混凝土防开裂的对策

摘要：大体积混凝土具有结构厚、体积大、钢筋密、混凝土浇筑量大、施工技术要求高等特点。大体积混凝土结构施工成败的关键之一在于如何采取切实可行的技术措施，防止裂缝的产生。大体积混凝土的裂缝问题十分复杂，本文仅大体积混凝士裂缝产生的原因以及防治措施进行阐述。

关键词：大体积混凝土：温度应力：开裂：温度裂缝

混凝土开裂会给建筑造成各种影响，首先会影响外观，其次会降低承载能力，对建筑物的结构安全产生影响。这是由混凝土的脆性本质所决定的。当前建筑物中混凝土结构出现裂缝的现象并非少见，在一定作用下一般都会出现不同形式或者不同程度的裂缝。有研究显示，近几年来，由于混凝土开裂而导致的工程问题，如某些地下工程出现渗漏等时有发生。有些城市的地下工程渗漏率竟高达70%。这无形中就影响了人们的正常生产生活。因此，研究大体积混凝土防开裂就具有重要意义。

一、概念

就当前而言，还没有明确的专著对大体积混凝土提出确切的概念。通常我们所说的大体积混凝土是指最小断面尺寸中任意一个方向均在0.8m以上的混凝土。这种混凝土的主要特价就是尺寸结构较大，也正是因为这一特点，才使得大体积混凝土开裂现场较多。由于科技的不断发展和施工技术的不断进步，也使得混凝土技术有了较大的发展。大体积混凝土在施工中的应用也不断的增加。但是，实践中已经不断证明，与普通混凝土结构相比，大体积混凝土在建筑工程中更容易发生建筑物开裂现象。施工人员和相关的技术设计人员也已经认识到这一现象，一些相应的防治措施也正在研制中。由于技术发展水平的限制，在施工过程中完成不留施工缝的前提下利用大体积混凝土施工的要求，目前还有一定困难。这主要是由大体积混凝土的自身结构及其长、宽、厚所决定的。另一方面，与混凝土在浇筑过程中内外部较大的温差也有非常大的关系。大体积混凝土在浇筑过程中，其内部的水化热不能完全发散出去，形成了内部温度远远高于外部温度的现象。有研究表明，内部温度最高可比外部温度高出50摄氏度左右，有时甚至还会更高。这种内部温度远远高于外部温度的现象，导致大体积混凝土非常容易发生开裂。在建筑施工过程中，大体积混凝土一旦发生开裂现象，对整个工程构件将产生危险影响。如果开裂较为严重，那么有可能直接影响整个工程的稳定性和安全性。如果在地下室等地使用开裂的大体积混凝土，很有可能会发生地下结构漏水现象，整个施工建筑都将受影响，使用功能也将不存在。

二、原因分析

大体积混凝土开裂的的原因较多，也较复杂。这主要与大体积混凝土自身工程条件的复杂程度有关系。另外，由于体积大，所以浇筑需要量也较大，自身结构也较为厚大等等，这些原因都可以使大体积混凝土发生开裂现象。本研究对使用大体积混凝土的建筑进行调查研究之后发现，以下几个原因是引起大体积混凝土开裂的主要原因。

1.自身开裂原因

大体积混凝土开裂的自身原因是由于水泥在水化的过程中内部过于干燥引起的。大体积混凝土内部水化的外部表现就是收缩徐变。水泥的凝固过程中水分会慢慢减少，最后蒸发出去。在混凝土内部，因为水分的蒸发会有许多毛细孔和气孔产生。随着水分的不断蒸发，这些毛细孔和气孔在表面张力的作用，会产生气压差，导致外部压力要大于内部压力。因此毛细孔和气孔中就有负压产生。负压的产生又使得大体积混凝土收缩。如果制约或者阻碍了这种收缩，那么混凝土就会发生开裂。有研究表明，随着时间的变化，大体积混凝土的收缩速度会逐渐变慢。

2.外界影响因素

大体积混凝土是否开裂，外界环境因素起着主要的作用。外界环境对大体积混凝土的影响中，主要是温度变化的影响比较大。具体一点讲，就是温度应力变化会引起大体积混凝土开裂。大体积混凝土温度应力变化与其自身机构相关，其质量较重，体积较大，因此内部热量散发到体表就需要较长的时间，硬化时间较长，即导热性就差。所以大体积混凝土就容易发生开裂现象。另一方面，在同一个建筑工程中，由于新旧两种混凝土的共同存在，旧混凝土会对刚刚浇筑的混凝土产生一定的约束作用。这种约束作用还会随着时间的变化而不断的增加，最后形成一种拉应力。当这种拉应力超出抗拉强度的极限之后，大体积混凝土就会发生裂缝。

3.水泥内外温差过大

这是大体积混凝土温度裂缝出现的主要因素。大体积混凝土在浇筑过程中会产生一定的热量。但是由于其体积较大，断面较厚，因此在水化过程中不易将热量散发出去。这就导致混凝土内部温度远远高于外部温度。随着时间的变化，混凝土内部弹性模量也不断增高。弹性模量的增高会使得大体积混凝土内部温度降低速度越来越慢，这就会产生一种强大的拉应力。混凝土内部的拉应力与抗拉强度如果不相适应时，温度裂缝就会产生。

4.施工原因

由于不按照规程进行施工操作，也是引起大体积混凝土开裂的一个原因。例如：在生产混凝土过程中搅拌时间过长，不能及时运输到施工现场，导致混凝土水分蒸发较多等，都可能使得塌落度有较大的损伤，进而在大体积混凝土凝固过程中出现收缩裂缝。有些施工中为了便于运输，制作的混凝土具有较差的流动性和和易性。到达施工现场之后，工人为了增加流动性加入大量的水，使得混凝土的强度大大降低。由于加水前的混凝土和加水后的混凝土具有不同的水灰比和强度配比，这就可能造成干缩裂缝或者凝缩裂缝的产生。另外，施工不当或者没有按照施工章程进行操作等原因，都有可能造成大体积混凝土开裂的现象。

三、大体积混凝土的防开裂策略

1.加强养护

实践表明，采用保温法养护混凝土完全可以控制混凝土内外温差在25摄氏度以内。夏季施工时的保湿和冬季施工时的保温是大体积混凝土养护的控制重点。保温养护过程中，应保持混凝土表面湿润。大体积混凝土的养护主要是保温。时间一般选择在浇筑后2小时内。保温材料一般选择价格便宜并且保温性能好的材料，既可以减少内外部温度差，又可以有效的增加大体积混凝土的表面温度。例如可以在大体积混凝土表面覆盖一些草袋或者塑料薄膜等。如果在冬天拆除大体积混凝土的模，要采取措施预防温度突然下降、寒潮或者干燥等突发的天气变化。

2.优化混凝土配合比

内部混凝土主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两方面的要求。一般采用低热矿渣水泥，中热硅酸盐水泥或硅酸盐水泥掺人一定量的粉煤灰。至于外部混凝土，除了抗裂性能外，还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小，因此一般采用较高标号的中热硅酸盐水泥。

掺用混合材的目的在于降低混凝土的绝热温升、提高混凝土抗裂能力。混合材包括矿渣、粉煤灰、烧粘土等。目前粉煤灰采用较多。

3.提高施工质量

施工过程中，为了防止裂缝，除了严格控制混凝土温度外，还需要加强施工管理、提高混凝土施工质量。在混凝土浇筑进度安排上，尽量做到薄层、短间歇、均匀上升，避免突击浇筑一块混凝土，然后长期停歇：尽量利用低温季节浇筑基础部分混凝土。

四、结论

总而言之，随着我国社会发展的步伐不断加快，桥梁工程、建筑工程必然会不断增多，而大体积混凝土的应用也会随之增多。为了确保各类工程的整体质量，必须在应用大体积混凝土结构的工程当中，采取有效措施防止混凝土发生开裂，只有这样才能使大体积混凝土结构的应用越来越广泛。

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