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

雒晓毅

身份证号码 513723198102044939

摘要：在大型建筑工程中，大体积混凝土材料得以广泛应用。由于大体积混凝土结构庞大，加上其固有的特性，导致施工期间常由于不当操作而引起开裂等问题。大体积混凝土施工一方面依赖于现代化施工技术，另一方面依赖于完善规范的施工操作。为此，在施工期间，必须加强对施工技术体系的完善，并严格按照规范标准进行施工操作，才能够避免施工质量良莠不齐问题的发生，保证大体积混凝土结构强度，从而全面提升大体积混凝土的结构施工质量和效益，促进建筑工程的质量目标实现。基于此，本文重点针对大体积混凝土开裂的起因及防裂措施方面展开研究。

关键词：大体积混凝土；开裂起因；防裂措施

引言

根据国家标准《大体积混凝土施工标准》（GB50496-2018）里规定，大体积混凝土（concrete in mass）是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。大体积混凝土质量控制的难点、要点，首当其冲的就是施工中混凝土的裂缝控制问题。

1大体积混凝土开裂起因

①干缩裂缝。这种裂缝的产生，与水灰比有着非常大的影响，水泥的用量直接关系着是否会产生干缩裂缝。在混凝土结构中，会因为水分蒸发的不同，从而产生不同的变形结果。干缩裂缝的形状一般为平行线，也会有一些网状裂缝，在大体积混凝土的平面位置，宽度大约0.05~0.2mm，干缩裂缝对于混凝土的抗渗性有着较大的影响，对于混凝土的承载力和耐久性都会造成不利的影响。②温度裂缝。大体积混凝土裂缝产生的重要原因，是由于内部和外部的温差较大，在混凝土的表面以及结构中会产生温度裂缝。裂缝在不同的温度下产生的大小和形状也是不同的。在温度较低的冬季，裂缝一般会比较宽。而在温度较高的夏季，裂缝一般会比较窄。温度裂缝走向也不确定，没有一定的规律。在梁板中裂缝一般会与短边平行。③沉陷裂缝。大体积混凝土裂缝中，还会出现沉陷裂缝，沉陷裂缝产生的主要因素，是由于地基土质不够均匀，或是地基过于松软，密实度不足，从而造成不均匀沉降，产生沉降裂缝。在模板刚度不足的时候也会产生沉降裂缝。冬季在进行目标施工过程中，模板一般会支撑在冻土上，在温度较高的时候，冻土融化，就会产生沉降裂缝。沉降裂缝具有贯穿性特点，裂缝也比较深，因此沉降裂缝出现后危害会更大，对混凝土的结构和质量都会产生不利的影响。

2大体积混凝土防裂措施

2.1材料控制

为减少水泥的水化热反应，在选材阶段应尽可能选择类似粉煤灰水泥这种低水化热的水泥。水泥的泌水现象与水的用量成正比，水的用量越多，水泥的泌水现象越明显。水泥的泌水性还与温度有关，温度越高，水析出所用时长越短。另外，水泥的泌水也与水泥的成分和粗细程度有一定关系。基于此，在选择水泥时，应尽可能选择泌水性小的水泥，同时还可以加入减水剂等。在大体积混凝土施工过程中，如果出现水被析出的情况，应及时采取相应的措施，比如及时排出析出水，或者在析水处浇筑干硬性的混凝土，振捣压实后，再进行下一步的混凝土浇筑。应尽量选择收缩性小或者膨胀性小的水泥，这样水泥在水化阶段会产生预压应力，在水化反应的整个过程中，产生的预压应力可以抵消因温度降低引起的部分收缩应力，减少大体积混凝土的内部拉应力，进而提高大体积混凝土的抗裂性能。在混凝土拌合过程中，也可加入适量粉煤灰，以此来提高大体积混凝土的耐久性，粉煤灰还有提高大体积混凝土的抗渗性能的作用，有效减少混凝土的收缩，并且降低水化热，提高抗拉性能等。骨料的级配性也影响着混凝土的质量。混凝土粗骨料需要选择粒径在5~20mm范围之间连续级配的石子，达到减少混凝土的收缩变形的目的。对于细骨料应尽量采用细度模数在2.8~3.0之间的中粗砂，同时砂石应尽量使用不含有机物杂质的河砂，坚决不能使用海砂，砂石的含泥量应在0.5%以内。如有必要，可以在大体积混凝土拌合过程中加入大块石，以此来减少混凝土的用量，还能降低水化热、控制混凝土裂隙等。对于大块石也有一定要求，比如需要无裂缝，表面干净，尺寸大小需控制在15~30cm之间。

2.2温度应力控制

由于大体积混凝土有着水化热释放集中、内部升温快的特征，在混凝土现浇与凝结硬化期间，因内外温差过大与内部升温速度过快，将会形成较大的温度应力，在温度应力超出混凝土抗拉强度时形成温度裂缝，破坏混凝土结构完整性。因此，为预防温度裂缝形成，在应用大体积混凝土技术时，必须采取温度应力控制措施，具体措施包括调整水泥掺量、控制浇筑温度、成型保温。其中，调整水泥掺量措施为：在配合比方案中适当减少水泥材料用量，从而起到降低水化热、控制混凝土内表温差与温度应力的作用。但水泥用量的调整会对混凝土强度造成影响，还有可能出现泌水现象，应额外采取掺入减水剂的措施来解决此类衍生问题。控制浇筑温度措施为：采取预先在砂石材料堆置区域搭设遮阳挡棚、混凝土搅拌前使用冷却水淋洒骨料、开展混凝土夜间浇筑作业等措施来控制混凝土出机温度和入模温度，以此来满足《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）要求，尽可能将大体积混凝土浇筑温度控制在28℃以内。而成型保温措施为：在混凝土凝结硬化期间，对内部采取循环冷却水的降温措施，对混凝土表面采取定时喷浇热水、覆盖保温材料与设置碘钨灯的措施来维持表面温度，人为控制混凝土散热过程。

2.3现场浇筑与振捣措施

①大体积混凝土浇筑应采取合理的分段、分层方式进行，使混凝土沿水平和竖直方向均匀浇筑，其中分层浇筑又可以根据混凝土的初凝、终凝时间、混凝土的供应速度、浇筑人员和机具配备数量等具体情况分为全面分层、分段分层和斜面分层三种方式。②应选择在气温较适宜时进行浇筑，混凝土入模温度宜控制在5℃-30℃。由于夏季气温较高，为防止太阳的直接照射，则要求商品混凝土供应商在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，必要时向骨料喷射水雾或使用前作淋水冲洗。在控制混凝土的浇筑温度方面，通过计算混凝土的浇筑量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间为以夜间浇筑为主，避免或减少在白天进行，以免因暴晒而影响质量。③混凝土的浇筑应连续、有序，宜减少施工缝；④混凝土宜采用泵送方式和二次振捣工艺。二次振捣工艺不但可以提高混凝土的强度，或在保证强度的前提下节约水泥的用量，而且可以增加混凝土的密实度，提高防渗性，消除混凝土由于干缩沉陷产生的裂纹和细缝。据有关实验表明，二次振捣能增大混凝土整体均匀性、提高混凝土密实度1%-3%、对钢筋的握裹力1/3和混凝土抗压强度10%-20%，甚至在保持强度不变的前提下节约水泥用量15%左右。混凝土的二次振捣时间控制在混凝土初凝前1-4h左右进行较理想，尤其是在混凝土初凝前1h进行效果最佳。

结语

总之，大体积混凝土在施工过程中容易产生裂缝，从而引发建筑工程的质量问题。因此，应详细分析造成混凝土裂缝产生的原因，加强对裂缝的预防和控制，保证混凝土质量，提升建筑工程的质量安全。

参考文献

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[3]张德恒，刘琳.大体积混凝土裂缝成因及防控措施[J].安徽建筑，2014，21(2):62-63.