大体积混凝土裂缝成因与预防

■朱文伟 ■厦门市象屿工程咨询管理有限公司，福建 厦门 361000

引言

大体积混凝土指的是，混凝土结构实体的尺寸在1m以上，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致混凝土出现里裂缝。随着我国经济的发展，大体积混凝土逐渐被应用到高层建筑、水利大坝、大型桥墩、防辐射建筑物等非常重要建筑上，所以我国在大体积混凝土的建筑物施工进行时要对裂缝产生的原因进行分析，从而找出避免产生裂缝的办法，那么在施工的过程中要对大体积混凝土进行严格的把关。

1 引发大体积混凝土裂缝的成因

1.1 环境的温差

由于大体积混凝土具有厚度和体积较大的特点，使得在施工进行时大体积混凝土实体结构的表面散热和内部散热快慢不同，在混凝土表面与内部形成较大的温差，导致大体积混凝土受热不均的现象。由于热胀冷缩的原理，表面的混凝土收缩，内部的混凝土膨胀，就会导致大体积混凝土出现裂缝。除了大体积混凝土本身之外，外部的温度对大体积混凝土也会有一定的影响。在大面积混凝土施工的过程中，由于水泥的水化热现象加上混凝土本身散热功能的降温处理形成一个复合温度，这个复合温度与外部气温之间的差就是内外温差，当外部的气温很低，或者外部的气温下降很快的时候就会使大体积混凝土产生很大的应力而变形，容易使混凝土产生裂缝。

1.2 混凝土的安定性

安定性也是混凝土发生裂缝的原因之一，主要是因为水泥不合格所引起的。由于水泥是混凝土的主要工程材料，水泥的品质直接影响混凝土的质量，国家规定不合格的水泥直接定为废品。但是由于我国的经济发展迅速，很多大规模的建筑拔地而起，对水泥的需求量非常大，导致在水泥的制作过程中，寻求快速制作忽略了水泥的质量，导致水泥的合格率较低，给工程留下隐患。加上施工企业的管理水平和追求节省经费等原因，一些工程都使用了一些安定性不合格的水泥，导致混凝土产生裂缝，有些虽然问题可能不明显，却又被施工人员忽视，为日后的灾难留下隐患。

1.3 混凝土收缩造成的裂缝

大体积的混凝土收缩也会使混凝土产生裂缝，产生混凝土裂缝的原因与混凝土中的水泥种类以及水泥用量和水量有关，用量大混凝土发生收缩也越大，所以在水泥使用过程中，要非常好的把握水泥和水的用量［1］。在浇筑混凝土的过程中由于水泥之间互相粘合，会产生收缩力，当混凝土中水泥分布不均匀，就会使混凝土受力不均匀，使收缩力局限在某一个地方，就会使混凝土产生裂缝，还有一种情况就是水泥用量过大，在水泥散热过程中收缩力相应的增大，当收缩力超过混凝土的抗拉强度，之后就会使混凝土发生龟裂现象。

2 预防大体积混凝土裂缝的措施

2.1 科学设计

2.1.1 调整钢筋分布

在混凝土中除了水泥相当重要之外，钢筋也是很重要的一个部分。为了避免混凝土产生裂缝，可在混凝土中假设构造钢筋，在构造钢筋的时候要进行严格的把关，确定每一个钢筋节点是否稳定，在施工过程中确保不能让钢筋凸出在混凝土外面。在选用钢筋的时候对钢筋的直径以及钢筋之间的间距也是很重要的，选用直径和间距都较小的方式来布局钢筋，可以使提高混凝土的稳定性。

2.1.2 混凝土配合比

在进行混凝土制作时，要确保混凝土的实用性以及满足施工企业的要求的基础上，要对混凝土的制作方式进行非常严格的控制。水量和水泥用量会严重影响混凝土的质量，那么在施工的时候就要对水量和水泥量进行严格的控制，使水、水泥、砂石等物质均匀分布在混凝土中，使其产生的收缩力在混凝土的抗拉强度之内，产出的混凝土具有“高强度”“高韧性”，避免在日后发生裂缝可能性［2］。

2.1.3 加强薄弱环节处理

在大体积混凝土进行施工的时候会出现一些由于具体的施工情况出现的薄弱环节，如边缘地带，在结构的边缘地带很容易出现裂缝，所以面对这样的情况就采取加设暗梁等加强措施，增加钢筋的分布率用来提高大体积混凝土的抗拉强度以及稳定性，降低在薄弱环节出现裂缝的可能性。

2.2 合理选择材料

2.2.1 水泥的选择

在选择水泥的时候要注意水泥的品种，由于水泥的外形基本一致，所以在选择水泥之前先让专业的工程师对水泥进行实验，以挑选出最佳的水泥。好的水泥由于其膨胀性和收缩性较小，施工之后产生的混凝土应力也相对较小，从而提高大体积混凝土的抗拉强度，有效的控制大体积混凝土裂缝发生。

2.2.2 骨料的选择

骨料，在混凝土中起骨架填充作用的粒状松散材料，骨料作为混凝土中的主要材料在大体积混凝土中占有80%—85%的比例，在建筑物中起骨架和支撑的作用，其主要成分是碎石和卵石。骨料的性能对大体积混凝土的影响是非常大的，所以在进行骨料选择的时候，要优先考虑膨胀系数小，弹性较低的骨料。

2.3 严格控制施工质量

2.3.1 内部降温

在大体积混凝土中为了降低混凝土构件的内外温度差，可采取分层浇筑的办法，在第一层浇筑完毕，混凝土还未初凝的时候进行第二层浇筑，如此层层递进，最大限度的降低水泥水化热现象。在大体积混凝土内部增设水管，在进行降温处理的时候采用冷水循环的方式进行混凝土内部冷却。在浇筑混凝土的时候进行严密的振捣，确保材料分布均匀，提高混凝土的抗拉强度。

2.3.2 完工养护

在大体积混凝土完工之后，由于其性能不够稳定，还应该对其进行适当的外部养护，混凝土完工之后，大体积混凝土内部的温度也降了下来。这个时候就要防止混凝土表面温度过高，因此有效的减少混凝土表面热扩散是非常重要的。在进行完工养护的时候可采取浇水的方法，能有效的降低混凝土表面温度和因为失水导致的裂缝。

3 结语

终上所述，清晰明了的反映出大体积混凝土结构出现裂缝是现代社会不可避免的事情，目前的科技还无法弥补这一个问题。不过竟然这个问题无法解决，那么现在能做的就是尽可能的减少大体积混凝土出现裂缝的频率，降低出现裂缝带来的影响，提高大体积混凝土的质量。

［1］王铁梦.工程结构裂缝控制［M］.中国建筑工业出版社，2013.

［2］季日臣，夏修身，陈尧隆.承台大体积混凝土温度场计算与温控防裂措施［J］.混凝土，2013，28(9):92 －93.