大体积混凝土裂缝产生的原因及其控制施工技术

摘要：大体积混凝土裂缝现象是工程建设中常常出现的并且到目前为止依然没有克服的老问题，这一现象严重影响施工质量，对工程的建设和维护极为不利，它已成为施工技术人员要注意避免的的首要事项。本文详细分析了大体积混凝土裂缝形成的原因及相应的防控技术措施，以减少或避免裂缝的出现，保证建筑物的施工质量。

关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；防控措施

中图分类号：TU37文献标识码： A

0.前言

混凝土拥有耐性好，持久性强，方便施工，成本低廉，原材料广等优点，且由于建筑物的地下部分因承载着上部建筑的巨大荷重而体积巨大，在现在的生产力水平下混凝土就成为最经济的不可或缺的建筑材料。现代建筑物体积越来越大，大体积混凝土基础施工越来越多。裂缝现象在大体积混凝土施工中普遍存在，且其危害性极强。裂缝形成后，就会影响建筑物的整体性、耐久性、防水性，使建筑物存在安全隐患。因此对于施工人员来说解决大体积混凝土建筑中出现的裂缝问题就是一件极为重要的难题。下面笔者将针对大体积混凝土中的裂缝现象进行一些相关的探讨。

1.大体积混凝土裂缝产生的原因

（1）水泥水化热导致混凝土内外出现温差及温度热应力的影响

这是致使大体积混凝土出现有害裂缝的罪魁祸首。水泥与水发生化学反应，释放出很多热量，这些热量由于混凝土的表层系数较小，屯聚于混凝土内部散发不出去，导致混凝土的内部温度在水泥的化和阶段逐步升高，而大体积混凝土的外表温度相当于室外温度，这就在混凝土内外形成了温度差。混凝土和很多材料一样，热胀冷缩，在其内部与外部温度变化时就会膨胀或者收缩，但是由于其结构本身会约束形变，这就产生了温度应力。混凝土抵抗拉伸能力的临界点较低，当温变致使的应力超过这一临界点时，混凝土就会开裂。温度应力与温差大小成正比，温差越大，温度应力越大；反之，温度应力越小。在混凝土形成的不同阶段，裂缝产生情况如下：

①混凝土内部升温阶段

由于温度升高混凝土内部发生膨胀时，会挤压混凝土内部结构，外部相较于内部发生收缩时，会拉扯混凝土表面结构，由于混凝土的抗压能力远远强于其抗拉能力，所以一般不会出现内部裂缝，而在外部，若温度拉应力大于其表面抗拉强度，就会发生表层裂缝。

②混凝土的内部降温阶段

混凝土内部收缩，表层也在收缩，但是表层的收缩量较小，相较内部为膨胀，所以在混凝土内部会产生拉应力，在表层产生压应力，由于混凝土的抗压能力较强，所以此阶段外部裂缝不会扩大。而在内部，若温变致使的拉应力较强，甚至超过了混凝土的抗拉伸能力，就会在混凝土内里出现裂缝，甚至与外部裂缝贯通，出现深度裂缝。

（2）外界温度变化影响混凝土内外温差

在浇筑大体积混凝土时，外部温度及其重要，它会干扰浇筑温度，若在混凝土刚浇筑完工后，外界气温急剧下降，那么混凝土的内外温差就会加剧，产生热应力，致使大体积混凝土出现裂缝。

（3）混凝土的收缩变形

混凝土中水泥硬化大体上需要1/5的水分，而其余4/5的水分在理论上都被会蒸发。但实际上，往往会有更多的水分被蒸发掉，这些多蒸发的水分就会引起混凝土的收缩。混凝土的收缩由于其结构自身的束缚会产生收缩性应变压力，若该应变压力强于混凝土的抗拉伸能力，裂缝就会发生。

2.大体积混凝土裂缝的防控技术措施

上文分析了大体积混凝土裂缝产生的原因，下面笔者将对防止有害裂缝出现的相关措施进行简单介绍。可以从减少混凝土水化热、降低内外温差、减缓混凝土温度降低速率、改善约束力等方面考虑，采取措施，进行防护。

（1）降低水泥水化热和减小混凝土变形

①水泥的选用。混凝土温差的出现主要是由于水泥与水的化合反应产生了较多的热，因此要选用化合热量低的品种，减少热量的产生，减轻温度升高的力度，这是控制混凝土升温的根本方法。这样的水泥品种主要是矿渣硅酸盐水泥。

②减少水泥的用量。大量的实验结果表明，在单位m³的混凝土中，增加（减少）使用1㎏的水泥，其产生的热量会使混凝土的温度升高（降低）0.1℃。水泥化合热的内部屯聚是引起裂缝的首要因素，所以必须要减少水泥化合热，就要在不影响混凝土强度的情况下尽量降低水泥的含量，合理充分利用水泥后期的强度。

③选用大粒径粗骨料，掺加适当用量的水煤灰。选用适宜的骨料，尽量选用粒度大、级配良好的粗细骨料，可以减少水的使用量，同时也能有效减少水泥的使用量，从而减少了水泥的水化热。掺入适量的优质水煤灰，其具有的“滚珠效应”能够增强混凝土的和易性，并且降低水灰比，减少水泥的用量，从而降低水化热，并能增加混凝土后期的强度。

④埋入冷水管。在大体积混凝土中部埋入蛇形冷水管，人工降低混凝土水化热温度。

⑤掺入适量的膨化剂。膨化剂能够中和混凝土的紧缩，降低混凝土的形变力度，相应的温度致使的应力也会减小。

（2）降低混凝土内外温差

①控制混凝土的浇筑温度。混凝土的浇筑温度越低，对降低混凝土温差越有利。实践表明，要合理选择浇筑时间，尽量避免在高温天气下浇筑混凝土。夏天应该使用低温地下水经行掺拌水泥，对骨料也要经行遮阳降温处理，搅拌站、混凝土泵、运输工具也要全部搭盖遮阳棚，尽量降低各材料的初始温度及其入模温度。

②掺加外加剂。主要是木质素磺酸钙，它能够分散水泥，在每㎏水泥加入0.2-0.3㎏的木钙，大概可以减少一分的水份，并能增加混凝土的和易性，提高混凝土的强度。

③在混凝土入模时，改善、加强模内的通风散热。

④在施工建设过程中，控制混凝土的上升速度，并且完工后，立即用土进行掩盖，防止混凝土长时间显露与空气中。

（3）加强混凝土施工中的温度控制

大体积混凝土出现的裂缝，大部分是因为混凝土的温度骤然而下，所以在施工过程中要注意延缓混凝土的降温速率，加强混凝土的养护，使水泥顺利的水化，防止产生过大的温度应力。

①加强混凝土表面的保湿、保温养护。在混凝土浇筑完后，以适当材料进行覆盖，夏天避免暴晒，进行保湿防护，冬天注意保温，防止混凝土温度的骤然变化，减低温度应力。

②根据工程的具体情况，尽量进行长时间的养护，确定适宜的拆模时间并在拆模后马上回填土或给予覆盖。

③加强温度的测量、监控，实行信息化控制。根据实践，混凝土内部的温度较其外部至多高出20℃，在抗裂强度较大后不应超过25℃-30℃。及时进行温度控制处理，避免混凝土温度差扩大，有效防止裂缝的出现。

（4）改善约束条件，减小温度应力

①设置后浇带。后浇带是一种临时的施工缝，是在混凝土施工时特意设置的，它能放松约束程度，减少温度收缩影响，从而减小温度应力，防止混凝土由于温度降低、收缩而出现有害裂缝。

②设置滑动层。在外约束的接触面上设置滑动层，如混凝土基础与厚而大的混凝土垫层，或者基础与岩石地基之间采用平面浇沥青胶铺砂，可以大大弱化外约束，从而减小温度应力。

③在垂直面、键槽部位设置缓冲层。在底板地梁或高低板交界处，铺设30-50mm厚的聚苯乙烯泡沫，缓冲基础收缩时的压力。

3.结束语

在现代化建筑建设中，大体积混凝土基础物日益增多，其紧要程度也随之日益增强，因此，大体积混凝土裂缝现象的防控措施研究也会越来越多、越来越精进。本文针对裂缝出现的原因，制定出了合理的防控措施，结合实际，灵活应变，就能有效减少或避免大体积混凝土裂缝的出现。

参考文献

[1] 王会武,李兴元. 大体积混凝土产生的原因及控制措施[J].山西建筑, 2010(34): 131-132.

[2] 宣善宏. 大体积混凝土裂缝控制的施工技术措施[J].工程与建设, 2010(05):672-674.