浅析大体积混凝土裂缝产生的原因及防止措施

浅析大体积混凝土裂缝产生的原因及防止措施
【摘要】随着我国经济和建筑技术的发展，建设规模的不断扩大，大型现代化设施或构筑物不断增多，大体积混凝土逐渐成为主体施工的重要组成部分。

但由于大体积混凝土的自身特点，在混凝土表面及内部产生的裂缝是必须面临和解决的问题，裂缝一旦形成，特别是当基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位时，其产生的危害和影响极大，同时也会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，甚至会危害到建筑物的安全使用。

本文将对大体积混凝土所产生裂缝的主要原因和防止措施进行分析，对现场施工有着较强的现实指导意义。

【关键词】大体积混凝土裂缝措施
大体积混凝土裂缝是一个十分复杂的问题，预防和控制其产生是人们一直在致力解决的问题。

裂缝产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。

二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。

本文主要分析探讨材料型裂缝。

一、裂缝产生的原因
温度应力引起的裂缝。

目前温度裂缝产生主要原因是由内外温差造成的。

温差可分为以下两种：①混凝土在初凝时产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度，这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生拉应力，当该拉应力超过混凝土的抗压强度时，就会导致混凝土出现裂缝；②混凝土在拆模前后表面温度下降较快，内部温度下降慢，形成内外温差同时产生拉应力，也会导致裂缝的产生；在这两种温差中，较为主要的是由水化热引起的内外温差。

收缩引起的裂缝。

大体积混凝土的收缩变形包括塑性变形、体积变形、干燥收缩和混凝土匀质性的影响。

混凝土在凝固过程大部分水分要蒸发，而水泥硬化时必需要有部分水分。

但随着混凝土的继续干燥而使2绝大部分吸附水溢出，此时随着硬化的继续，混凝土就会出现干燥收缩。

而表面比中心干燥得快，因而易在表面产生拉应力而出现裂缝。

设计不合理引起的裂缝。

混凝土设计钢筋含量偏低、间距过大、钢筋不能有效抵消混凝土内部产生的拉应力，从而导致裂缝。

在钢筋周围混凝土受到约束不能很自由发生形变。

如果钢筋直径偏大，约束很强，钢筋周围混凝土将产生很大的应力。

另外，设计混凝土保护层过薄，也易使混凝土表面出现裂缝。

大体积混凝土设计成高标号，由于其脆性大为增加，抗拉能力降低，在其它条件相同情况下，对各种因素的敏感程度大为提高。

同时混凝土强度高，约束增强，也是造成混凝土表面产生裂缝的重要原因。

施工不合理引起的裂缝。

浇筑混凝土时倒灰不均匀，用振动棒找平时，往往是混凝土中石子一振已下沉，多为砂浆或石子偏少的混凝土往两边跑，造成砂浆积聚，使局部混凝土中相对水泥含量增加，此处容易产生大的温度应力与收缩应力，造成裂缝。

混凝土振捣时过振，造成粗骨料下沉，细骨料留在上层，强度不均匀。

特别是最上一段混凝土，过振造成细骨料集中在上部，极易产生收缩裂缝。

由以上分析可以看出，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，
二、措施
为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩，其具体措施如下：
（一）设计措施
（1）设计科学合理的混凝土配合比。

在保证混凝土具有良好工作性能的前提下，应尽量降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计理念，配比产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。

（2）在易发生裂纹的边缘部位设置暗梁，并增加该部位的配筋率，提高混凝土的极限抗拉强度。

（3）在结构设计中还应考虑混凝土施工时的气候特点，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距应介于20m至30m之间，且保留时间一般不应少于60天。

（二）原材料控制措施
（1）在选择水泥时应尽量选用低热或中热水泥，适当减少水泥用量以减少水化热（因为水化热与水泥用量成正比，每减少10 kg水泥，温度会相应下降1 ℃，）。

（2）适当加入粉煤灰。

为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，可以用粉煤灰代替部分水泥，掺入粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量17%～35%，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；②由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；③混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。

（3）加入外加剂。

适当选用高效减水剂、引气剂和缓凝剂，这对减少大体积混凝土单位用水量、胶凝材料用量和延缓混凝土放热峰值出现的时间，以及对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利，并能在一定程度
上增强混凝土的抗裂性能，以减少出现裂缝的机率。

（三）施工方法控制措施
在施工时可在混凝土内部应适当预留一些孔道，通过内部通循环冷水或冷气达到对内部混凝土的冷却，但降温速度不应超过0.5 ℃～1.0 ℃/h。

对大型设备基础可采用分块分层浇筑，以使水化热及时散发并减少其约束应力作用。

此外，还应加强混凝土浇筑时的振捣，提其高密实度并尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。

其次在施工过程中宜采用两次振捣技术，以改善混凝土强度，提高抗裂性。

（四）温度控制措施
大体积混凝土裂缝的产生，对其内外温差和温度变化是极其敏感的。

因此，通过降低混凝土内水化热温度和混凝土的初始温度，以减少和避免裂缝产生的风险。

参考文献：
[1]周真云.大体积高强混凝土施工裂缝及控制措施[J].西部探矿工程，2004.
[2]曾伟星.大体积混凝土裂缝控制[J].建材与装饰，2007.
[3]覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土，2001，（07）.
[4]迟陪云.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施[J].混凝土，2001，（12）.。