大体积混凝土裂缝原因分析及质量控制

(浙江东洲混凝土有限公司,浙江 杭州 311121)

一、概述

大体积混泥土是指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，现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。在混凝土结构裂缝中，有一个宏观体现它劣化病变的方面就是混凝土开裂。一旦这种现象发生，会具有很大的破坏性，甚至会危及整个建筑物的安全。因此，我们应该控制好混凝土的温度应力与内外温差的掌控。本文将对此一方面分析大体积混凝土产生裂缝的原因，另一方面也根据认真研究后，提出了一些有效控制的方法，来进一步地保证工程质量。

二、概念及分类

1、混凝土的概念

混凝土是一种复合材料，它是经由水泥浆把骨料粘结起来的一种脆性材料，抗压强度比较大，相对地抗拉强度就会比较小，是抗压强度的十分之一。混凝土在使用的过程中因为温差的缘故，会产生裂缝，当然裂缝程度会有所不同。

2、裂缝的概念

所谓的裂缝，指的是一种不连续现象，通常出现在固体材料中。混凝土产生裂缝其实是不可避免的，这是水泥本身的特性决定的。混凝土产生的裂缝有宏观和微观两种，它是根据裂缝的宽度、厚度等指标来决定的。

3、裂缝的分类

大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。

4、产生裂缝的原因

产生裂缝主要原因分为干缩裂缝、温度裂缝、钢筋锈蚀裂缝、碱－骨料反应裂缝。

三、大体积混凝土产生温度裂缝的原因与危害

1、原因

大体积混凝土是经由水泥浆把骨料粘结起来的一种脆性材料，抗压强度比较大，相对地抗拉强度就会比较小，是抗压强度的十分之一。混凝土在使用的过程中因为温差的缘故，大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，由于内外温差，结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝，当然裂缝程度会有所不同。产生这种温度裂缝的原因主要有以下几个方面：

（1）材料属性方面

在施工过程中，混凝土中的水灰表现出不稳定、不均匀的现象。如果混凝土的内部受到的力量过大，那就会在某些不均匀的位置出现裂缝。另外，混凝土中的水泥产生的化学反应带走了它本身含有的部分水分，使得混凝土干缩变形，同时也产生了裂缝。这早在六十年代就得到了国际上的认可。

（2）外因变化方面

地基或是一些已固化混凝土，在混凝土体积收缩进行时会产生一种约束力，影响到裂缝的产生，有时甚至出现贯通裂缝的严重现象。这对整个建筑物安全还是构成了不小的威胁，结构的整体性也得到了破坏。因此，要防止裂缝的产生，尤其是那种严重的贯通裂缝，必须要减少那些外在的约束条件，降低混凝土的发热量。

2、危害

水流，是混凝土经常要接触的一种物质。水压，会使裂缝加深、扩大，一旦混凝土本身的厚度不够时，就会因为水流的长时间冲蚀而产生渗漏，不但破坏了混凝土的基础层，还对建筑物的安全构成了重大的威胁。如果是在北方，寒冷的冬季还会发生冻胀现象，在某种程度上混凝土的被破坏程度也会加大。另外，混凝土与水流的接触中会发生化学反应，碳化速度加快的同时就破坏了混凝土的强度，使裸露在外的钢筋发生锈蚀。

四、措施

大体积混凝土裂缝，虽然是个常见现象，但是它的危害却是非常大的。为此，这个问题也越来越受到施工单位的重视，采取了一系列的质量控制措施，主要是以下几个。

1、混凝土原材料的选择

水泥，是大体积混凝土的主要组成成分，需要使用低水化热水泥。

粗骨料，注意其中含泥量、有机物等是否符合要求，最好采用的是良好的级配，这样可以降低水泥的用量，提高混凝土的强度。

细骨料，直接影响了混凝土的和易性强度，细骨料越大，混凝土的和易性就越差。

2、优化混凝土的结构

钢筋的合理配比，可以控制混凝土的裂缝。较密的钢筋间距，可以提高混凝土的抗裂性。此外，混凝土的贯穿裂缝也是需要避免的，一旦出现的话，是很难恢复的。

3、控制施工温度

温控，也是大体积混凝土在施工过程中十分重要的一步，掌控好这一步，可以减少混凝土产生裂缝的机会。一方面要在现场控制好施工温度，，另一方面在混凝土浇筑完成后，更要有效地监控通水、养护、保温等方面。

4、施工工艺合理化

采用斜面分层、连续的浇筑方法，一层一层，循序渐进，一次成型。同时要的控制好浇筑的间歇时间，一般来说，大体积混凝土各层的浇筑间歇期不超过它的初凝时间。在劳动力组织方面，要做到合理、规范，确保工作的顺利进行。另外，需要准备足够的潜水泵来排除混凝土在浇筑过程中产生的泌水。

结语

从上面的叙述不难看出，大体积混凝土产生裂缝的原因很多，也很复杂。本文对此进行了分析、研究，列举了其中的危害，并提出了应对的措施。实践证明，大体积混凝土产生裂缝并不是不可以避免的事情，只要做好温度监测工作、选择合适的混凝土原材料、优化混凝土中钢筋的合理配比、改善施工工艺、提高施工质量，大体积混凝土产生裂缝还是可以避免发生的。

[1]姚燕.高性能混凝土的体积变化及裂缝控制[M].中国建筑工业出版社.2011.

[2]孙跃生.混凝土裂缝控制中的材料选择[M].化学工业出版社.2010.

[3]大体积流态混凝土工程裂缝控制研究[M].北京科文图书业信息技术有限公司.2011.

[4]张彬.混凝土与砂浆配合比手册[M].天津大学出版社.2012.