大体积砼施工中出现裂缝的主要原因及措施探讨

黄垠

【摘要】大体积混凝土裂缝是很常见的问题，但并不是不可避免，本文通过分析其产生的原因，再依此从设法减小混凝土内外温差、降低外界条件对混凝土变形的约束、提高混凝土自身的抗裂能力等方面给出一些防止大体积混凝土裂缝的措施。

【关键词】大体积混凝土裂缝，原因 ， 措施

【 abstract 】 mass concrete crack is a common problem, but not inevitable, this paper analyzes the reasons and then try to reduce concrete in this from inside and outside temperature difference and reduce outside of the deformation of the concrete conditions of constraint, and improving the concrete own crack ability give some prevent massive concrete crack measures.

【 key words 】 mass concrete crack, reason, measures

中图分类号：TV544+.91文献标识码：A文章编号：

1 大体积混凝土裂缝基本概念

1.1大体积混凝土的定义

现代建筑工程中经常会遇到大体积混凝土的施工，对于大体积混凝土目前还没有明确的定义，一般认为是一次浇筑量大于1000 m3或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2 m，且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土。日本建筑协会标准定义其为结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。

1.2混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝是一个很复杂的问题。混凝土裂缝种类繁多，裂缝的形式和大小不同，对建筑的正常使用和耐久性也有不同的影响。一般裂缝可以分为宏观裂缝和微观裂缝。混凝土是由水泥和粗骨料等组成的非均质材料，在硬化过程中，混凝土随着温度和湿度的变化发生体积变形，水泥变形相对骨料变形大，这种不均匀的变形是混凝土内部产生相互的约束应力，这样混凝土内部就形成了肉眼不可见的微观裂缝。微观裂缝主要有骨料与水泥间的裂缝、水泥浆体中的裂缝和粗骨料本身的裂缝三种。当结构所受外荷载较小时，微观的裂缝基本上不变，当结构承受较大外力作用时，由于拉压应力的作用，微观的裂缝开始扩展，并且数量逐渐增多。随着荷载不断增大，微小的裂缝开始串连起来形成宏观裂缝，直至混凝土破坏。

2 大体积混凝土裂缝形成的主要原因

我们所要研究的混凝土裂缝一般是指混凝土的宏观裂缝，对大体积混凝土裂缝的形成主要包括如下原因。

2.1 凝固前的沉陷裂缝

混凝土浇筑振捣完成后，由于骨料下沉受到钢筋的阻碍在混凝土较浅处产生裂缝，这种裂缝的顶部较宽，往下逐渐变细。

2.2 混凝土水化热引起的裂缝

大体积混凝土内部存在大量的水化热，在硬化工程中热量无法迅速散出引起混凝土中心温度很高，使得混凝土表面和内部分别产生拉应力和压应力。当产生的拉应力较大时混凝土表面就会产生裂缝。

2.3 表面干缩裂缝

混凝土在硬化初期，水泥在水化凝固结硬过程中会产生体积收缩变形。硬化后期由于混凝土内部水分蒸发水泥在干燥的环境下也会发生失水收缩现象，一般温度越高风速越大干缩就越严重。

2.4 温度变化引起的裂缝

与水化热的影响类似，当混凝土实体的温度变形受到约束时在混凝土内部会产生温度应力，当产生的拉应力较大时混凝土表面就会产生裂缝。温度裂缝的影响因素十分复杂，防止温度裂缝也很困难。

2.5 分块分层施工影响

在很多情况下，大体积混凝土施工方法一般选择分层分块浇筑，这就有两次浇筑的混凝土间衔接的问题。由于两次浇筑的混凝土存在温差会产生拉应力，若层面处理不当，则在两层混凝土间会产生较大裂缝。

2.6 其他原因

还有一部分裂缝是由于设计、施工或使用不当造成的，这些在实际情况中也不较常见，在此不再累述。

3 大体积混凝土裂缝控制措施

3.1 减小混凝土内外温差

3.1.1 降低水化热温升

大体积混凝土内部的温度升高主要由水泥的水化热未及时消散引起的，降低混凝土水化热温升可以通过下列方法来实现：选用水化热较低的水泥品种配置混凝土，如粉煤灰水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合水泥等；降低水泥用量，这可以通过在混凝土中掺加粉煤灰代替部分水泥、使用缓凝剂使得保证和易性的同时减少水泥用量等方法来实现；在大体积混凝土中适量掺加块石，这样可以减小由于混凝土水化引起的温度应力。

3.1.2降低混凝土入模温度

混凝土入模温度的大小影响混凝土内部温度，在混凝土水化热一定的情况下，为了降低混凝土内部温度，降低入模温度也十分必要。

3.1.3 控制混凝土内外温差

大体积混凝土施工时要采取保温措施混凝土表面要铺设一层塑料薄膜，然后覆盖两层麻袋，同时为防止雨水影响，麻袋外最好再铺一层薄膜。为了防止应大体积混凝土表面温度下降速率太大而造成内外温差大的情况，可以适当延长拆模时间，且拆模后要铺设保温层。冬季施工时最好采用蓄热法保温养护。

3.2 减小混凝土约束

3.2.1 合理划分结构段

混凝土间的约束主要是不同浇筑时间的混凝土间、混凝土与基岩间的约束。由于它们之间的弹性模量、温度敏感系数等都不同，在温度变化等作用下会因变形不一致而产生约束应力，因此应合理划分结构段来减小混凝土间的约束应力。

3.2.2 缩短混凝土浇筑间歇时间

混凝土的弹性模量随时间的增长而增加，间歇时间越长，后面浇筑的混凝土的约束越大，因此应适量缩短混凝土浇筑间歇时间。

3.2.3减小基底约束

一般将垫层表面做得光滑平整，从而减小基底对上部结构的约束，从而减小因混凝土收缩引起的约束应力。

3.2.4 合理设置施工缝

大体积混凝土的施工缝的设置包括水平施工缝的设置和竖向施工缝的设置。在大体积混凝土中，施工缝不仅能降低约束应力，还能是混凝土水化热从时间和空间上都均匀地分散，从而降低温升。

3.3提高抗裂能力

3.3.1 掺加膨胀剂

膨胀剂能使混凝土在硬化过程中膨胀，填充因混凝土的收缩的孔隙，起到补偿收缩的作用，从而减小应混凝土收缩产生的拉应力，达到防裂目的。

3.3.2 使用纤维混凝土

纤维混凝土在现阶段研究较多。在混凝土中添加纤维能提高混凝土的抗拉强度，从而提高混凝土的抗裂能力，有效防止裂缝的产生。

3.3.3 提高施工质量

包括施工前控制原材料的质量，浇筑混凝土时做好施工缝的连接处理，为保证均匀密实采取二次振捣和二次抹面的措施，配置限裂钢筋以减小集中应力的措施，浇捣完成后加强养护。

3.4 其他技术措施

3.4.1 防止混凝土浇筑过程中出现冷缝

为防止出现冷缝，在混凝土浇筑过程中应进行充分的搅拌。

3.4.2 预防混凝土表面干缩裂缝

现浇的混凝土表面会因为失水过快而产生干缩裂缝，为了控制混凝土表面出现干缩裂缝，应及时做好混凝土振捣过程中的泌水处理，及时将泌水排除。并在混凝土浇筑接近完成时将表面残余砂浆清除以减少表面收缩裂缝。在混凝土抹面完成以后及时在湿润状态下进行养护，一般在混凝土初凝后洒水湿润养护，终凝后浇水进行养护。

3.4.3混凝土塑性沉缩裂缝的预防措施

消除混凝土塑性沉缩裂缝的最有效的办法是二次振捣。二次振捣应在在混凝土初凝之前完成，一般在混凝土浇筑后1~2小时进行。二次振捣的主要作用是恢复混凝土的塑性。

4 结语

大体积混凝土裂缝研究及裂缝控制技术是一门很深的学问，有着广泛的实用价值。大体积

【参考文献】

【1】混凝土结构设计规范 GB 50010-2010

【2】张相宝，混凝土构筑物裂缝原因分析与处理，混凝土[J]，2000（10）：39~43

【3】毛树溪，承台大体积混凝土裂缝控制技术，西北建筑与建材[J]，2003

【4】迟培云，钱强，高昆，大体积混凝土开裂的起因及防裂措施，混凝土[J]，2001（12）：30~32

【5】江见鲸，高等混凝土结构理论，北京：中国建筑工业出版社，2007

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