大体积混凝土裂缝成因及防治措施

时间：2024-04-25

文/王海涛王成楠，河南海纳建设管理有限公司

大体积混凝土裂缝成因及防治措施

文/王海涛王成楠，河南海纳建设管理有限公司

混凝土是由很多种材料混合而成的物质，主要含有砂石、水泥以及其他材料物质。混凝土自身具有差异性、施工的实时性以及易受外界环境干扰等原因，容易使得混凝土成型后出现很多小细孔和空隙，通过一段时间的使用和外界环境的影响，混凝土结构中的空隙会被逐渐扩大，最终变成很大的裂缝，直接影响这个建筑物的使用安全性。

大体积混凝土；裂缝成因；预防

1 大体积混凝土裂缝的成因

1.1 收缩裂缝

混凝土收缩是指混凝土拌合物硬化过后体积逐渐减小的现象，是自发的，和水泥特性紧密相连。混凝土收缩受到外部约束的时候，比如，钢筋、模板，混凝土内部会产生拉应力，一旦超过混凝土抗拉强度，混凝土便会出现裂缝问题。由于收缩的原因各不相同，混凝土收缩类型收缩并不单一，即温度收缩、塑性收缩、自收缩、干燥裂缝。以“自收缩”为例，C－S－H凝胶是泥水化反应的核心产物，其体积不超过水泥、水二者之和，也就是说，固相体积增加的同时，水泥浆体却在不断减小，这便是自收缩，2/3的硅酸盐水泥浆体全都水化之后，理论上体积会减缩7%－9%。

1.2 水泥水化热

水化热是指水泥、水二者反应后产生的热量，一旦混凝土中的水泥用量增加，水化热也会越高，这是因为铝酸三钙是水泥的矿物成分，其水化热特别高。水泥水化产生的热量会使大体积混凝土内部温度迅速升高，50℃—60℃，甚至更高，导致混凝土内外温差较大。在温差作用下，出现的内应力会使处于凝结硬化的混凝土出现裂缝。根据相关调查分析，混凝土结构80%—90%的裂缝都是因为混凝土水化热后产生的较大温差，其拉应力远远超过混凝土抗拉强度，尤其是大体积混凝土结构。

1.3 外界气温变化

物体都存在热胀冷缩的现象，混凝土也不例外，一旦外界气温发生变化，混凝土体积也会出现热胀冷缩现象。就大体积混凝土而言，硬化早期影响内部温度的因素较多，和外界气温形成温度差，即混凝土内外温差梯度，随着温度梯度增大，混凝土产生裂缝的几率也越高，裂缝宽度也会增大，一旦外界气温下降，混凝土会产生较大的温度应力，出现裂缝。

2 大体积混凝土裂缝的预防措施

2.1 控制混凝土的温度

2.1.1 优化混凝土配比

在利用大体积混凝土进行建筑工程施工时，经常需要将混凝土中的水泥与其他的施工物料进行混合使用。在混合水泥与其他的施工物料的过程中，施工人员应该要尽量减少水泥的用量，并且改善骨料级配，优化混凝土的配备比，从而优化混凝土的内部结构。在预防混凝土产生裂缝的过程中，施工人员可以在大体积混凝土中掺入适量的粉煤灰，因为粉煤灰作为一种孔隙极小的物质，能够增加混凝土的密实度，从而提高其抗渗能力。在掺和粉煤灰作为反应物料的过程中，能够改善混凝土的工作度并且降低最终的收缩值。由于混凝土裂缝的产生与水泥水化热有较大的关系，因此在施工过程中更应该使用粉煤灰，它可以降低大体积混凝土水泥水化热引起的内部温度升高的现象，从而提高混凝土的强度以及抗裂能力，从实质上起到预防裂缝的作用。

2.1.2 降低混凝土的浇筑温度

混凝土在浇筑过程中容易聚集大量的热量而使其内部温度升高，并且其外部温度也会在一定时间内有所上升，因此施工人员可以从降低混凝土的建筑温度入手，预防裂缝的产生。在对混凝土进行浇筑的时候，施工人员要在拌合混凝土时加入适量的水，或者可以直接用水将碎石冷却，这对于降低浇筑温度预防裂缝都有一定的作用。

2.1.3 规定合理拆模时间

拆模时间的有效利用，也能够对大体积混凝土裂缝起到一定程度的预防作用。在施工过程中，施工人员要规定合理的拆模时间，在气温骤降时采取措施对混凝土的表面进行保温，可以避免混凝土表面发生急剧温度梯度而产生裂缝。

2.2 采用合理的施工方法

合理的施工方法对于大体积混凝土裂缝的产生及整个建筑工程的施工质量都能够起到一定程度的保障。因此，在进行大体积混凝土施工的过程中，施工人员要规范施工技术，制定合理的大体积混凝土浇筑方案，为预防裂缝的产生做好充分的准备。在大体积混凝土施工过过程中，可以采用分层的方式进行施工，而分层的施工方式又可以分为全面分层、分段分层及斜面分层。就全面分层来说，施工人员在施工过程中要以竖向为施工基点，将大体积混凝土分为若干个层次，当浇筑完第一层之后，需要在混凝土还没有初凝的时候迅速浇筑第二层，之后再逐层浇筑，这种施工方式可以使得大体积混凝土有效散热，避免温度的持续升高。但是需要注意的是，全面分层的混凝土浇筑方式只适用于建筑面积较小的工程，对于一些建筑面积较大的工程来说，可以采用分段分层的方法进行混凝土的浇筑施工，这种方法需要以水平方向为基点，而斜面分层的方法则适用于长条状结构的施工。

2.3 做好混凝土养护工作

在建筑工程的施工过程中，养护工作的进行能够对工程的整体质量起到较好的保障作用。在进行大体积混凝土施工的过程中，做好养护工作同样能为预防裂缝的产生提供基础。施工单位可以将混凝土表面用塑胶袋包裹起来，或者可以用麻袋、棉毡等材料代替塑胶袋的保湿作用。在整个大体积混凝土的养护过程中，最重要的就是在混凝土浇筑之后实施养护措施，能够保证混凝土在硬化早期得到保护。养护剂作为一种较好的建筑工程养护工具，能够为防止大体积混凝土裂缝提供较好的帮助。养护工作并不是只在使用后期进行的，为了保证大体积混凝土产生裂缝的几率降到最低，施工单位需要提前埋设好测量温度的探头，保证混凝土的内部温度能够得到有效得到动态控制，当外界温度变化过大时，施工人员就可以及时采取措施进行保温，防止裂缝的产生。