大体积混凝土开裂的起因及防裂措施

大体积混凝土开裂的起因及防裂措施

孙威

江阴绮星混凝土有限公司 江苏省 江阴市 214400

摘要：大体积混凝土会因一些因素导致裂缝的产生，随着裂缝不断形成与发展，会危害结构的安全性及耐久性。本文主要对大体积混凝土开裂的起因及防裂措施做论述，详情如下。

关键词：大体积混凝土；开裂；起因；防裂措施

引言

目前建筑行业对于大体积混凝土的定义并没有十分统一的标准，一般来说，浇筑量超过1000m³或断面尺寸在1m以上或结构厚度超过5m或内外温差最高超过5℃的均可称为大体积混凝土结构，但从实际建筑工程项目来说，业内人士将那些需要采取措施妥善处理温差的变化，防止水化热、体积变形等问题，裂缝开展控制到最低程度的现浇混凝土统称为大体积混凝土，而这一类混凝土浇筑也通常都具有较大的面积和厚度，必须进行散热等控温处理，因此，对于大体积混凝土的定义不可只注重于表象，要结合其施工影响因素、施工要点和施工效果等合理区分，并根据其特征制定科学合理的施工及养护方案，以充分保障该技术的应用效果。

1大体积混凝土施工的特点

一是，目前大体积混凝土在房屋建筑工程中主要用于地下基础工程施工中，为地下现浇钢筋混凝土结构，而地下施工环境复杂，对结构渗透性要求较高，为了保障大体积混凝土基础结构的支撑作用，不仅要考虑水化热的问题，还要配合复杂的工程条件，做好防水防渗处理；二是，严格控制裂缝，当大体积混凝土结构应用于高层建筑时，伴随而来的会有箱形基础和筏板基础施工，为了保障混凝土浇筑的连续性，基础工程施工时不能在顶部预留接缝，其次要确保浇筑完成的混凝土结构不会出现较多的裂缝，根据裂缝出现的原因，严格控制混凝土结构的内外温差在25℃之内，此外还要保障混凝土结构的强度合格，以有效提升结构的稳定性。

2建筑工程大体积混凝土裂缝问题的成因

2.1水热化反应影响

水热化反应是水泥和水搅拌中产生的一种化学反应，会加剧内部反应，提升混凝土温度。水泥水热化反应的产生会增加混凝土的内部温度，进而产生温度应力和温度变形问题，这样在大体积混凝土浇筑中，会因为应力和温度变化产生裂缝问题。温度应力与温差之间呈正比关系，温差越大，应力变化越明显，带来的裂缝问题也将越严重。

2.2温湿度变化

大体积混凝土在施工过程中，会受到大气环境的影响，而出现温湿度裂缝问题。这是因为在大体积混凝土施工过程中，大气温度和湿度的变化会使得混凝土浇筑前后温度及内部水分含量变化，如果外界温度较低，浇筑后大体积混凝土表面会存在快速降温的情况，与内部混凝土形成较大温差，内外拉应力发生变化，产生裂缝。如果外界湿度较大，大体积混凝土浇筑中，混凝土的含水率会发生变化，内部水分增加，会加剧水热化反应，破坏结构性能，进而导致裂缝问题。

3大体积混凝土裂缝问题控制

3.1水泥品种及用量把控

大体积混凝土施工中，水泥水热化反应会带来较大热量，形成较大温差和应力变化，最后生成裂缝。所以在大体积混凝土施工中，要注重水泥品种的科学选择，有效控制发热量，降低水热化反应速率。在研究水泥材料时发现，水泥内部矿物质成分决定其放热情况与速度。如氯酸三钙能够快速产生热量，且温度较高，而硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙产生热量的速度相对较慢。另外，水泥细度也将决定发热速度。所以在水泥品种选择上，要做到科学比对，减少发热。目前常用的水泥品种以矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥为主，发热速率低，不容易出现水热化反应，而水泥用量则需结合实际需求科学计算和调配。

3.2混凝土的浇筑施工作业

浇筑大体积混凝土时，由于水泥水化热系数过大，温度应力相对较大，使得混凝土产生较大的温度裂缝，因此应结合以下有效措施进行控制和管理：①选取水化热较低的水泥材料，例如矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥等，依据此类材料进行混凝土的配置；②掺加缓凝剂或者缓凝型减水剂进行分析；③选取使用级配相对良好的骨料结构，严格控制砂石泥含量，减少水泥量的使用，降低水灰比；注意整个混凝土浇筑后的振捣施工，保障混凝土结构的密实度。进而减少混凝土的收缩，不断地提高混凝土的抗拉强度及稳定性；④降低混凝土的入模温度，气温相对较高时，砂石堆场、运输设备上搭设遮阳结构，采取使用低温水及冰水进行混凝土的拌制；⑤加强混凝土的保湿、保温及养护等，严格的控制大体积混凝土的内外温差，温度应小于25℃，采取保温材料或者蓄水进行养护处置；⑥加强混凝土浇筑后的测温处理工作，及时发现混凝土内外温差的变化，明确最高温度的变化。

3.3混凝土养护

由于混凝土浇筑完成后还需一定时间才能达到强度要求，在这段时间内，由于水化放热、天气变化等影响会导致混凝土出现裂缝或其他质量问题，因此养护工作成了混凝土施工最后且最为关键的一步，要根据工程实际、每日气温报告、混凝土结构类型和混凝土结构实际监测温度制定动态化、适用性高的养护方案，将温度和湿度控制在合理范围内。如保温养护时，合理选择保温覆盖材料，并且注意避免因直接接触造成的表面损伤，实际工程常用的保温材料有塑料薄膜和草席等，但当混凝土表面温度与环境差大于20℃时应分层拆除保温覆盖层；保湿养护时，要注意选择合适的洒水方式和水质合格的水源。一般保温保湿养护的持续时间不少于两周，且养护工作要安排专人执行和巡查，检查塑料薄膜和养护剂涂层的完整情况和混凝土表面湿润度，通过规范有效的养护保证整个工程质量达标。

3.4基于超声波法混凝土裂缝质量检测

混凝土结构因施工技术、自身材料收缩徐变、长期温度荷载及冲击荷载等因素，会产生一些结构缺陷，其中裂缝是混凝土结构缺陷最常见的类型之一。随着裂缝不断形成与发展，会危害结构的安全性及耐久性。因此，应重视裂缝的检查及分析，并根据裂缝的性质、产生的原因及尺寸深度进行加固处理。。目前，对混凝土裂缝采用的加固处理方法一般包括表面抹胶封闭法和化学注胶法。采用表面抹胶进行封闭修补的裂缝，可通过直接观测裂缝修补表面抹胶的均匀性及饱满度来判定裂缝修补的质量，而用化学注胶修补的混凝土裂缝，由于其位于结构内部，如何检测裂缝修补质量成为了当前工程加固的热点和难题。按现行加固规范，裂缝修补后的质量可采用钻芯取样，并通过芯样劈裂试验来检测和判定，它可准确地反映裂缝修补质量的优劣。但钻芯形成的孔洞给结构造成了二次损伤，且该方法只能局部判定裂缝修补后的质量，难以大面积使用。超声波在完好混凝土中是沿着混凝土的表面进行传播的，当混凝土出现裂缝时，超声波会沿着裂缝的端部绕行传播，传播的距离增长，相应的首波声时随之增大﹒当裂缝修补密实以后，原有阻碍声波传播的路径被打通，此时超声波传播路径与完好混凝土的超声传播路径相同。超声波法作为一种新型无损检测技术，操作简单、方便，能很好地弥补钻芯检测范围小及给结构造成的二次损伤的不足。

结语

建筑工程中大体积混凝土裂缝问题的出现较为频繁，对工程质量和安全带来了较大影响。对此，建筑工程各参加单位及参与人员就应加大裂缝防治力度，制定科学的解决措施，做好裂缝的检查与处理，最大程度地减弱裂缝影响，以此优化工程质量，保证建筑的正常使用功能。

参考文献

[1].韦永华.大体积混凝土浇筑技术在建筑施工中的应用[J].四川水泥，2021（07）：11-12.

[2].杜娟.土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术探析[J].居舍，2021（06）：38-39.