大体积混凝土浇筑的裂缝控制分析

蔡宇

【摘要】大型混凝土结构物的裂缝现象是不可避免的，但是需要控制在一个合理的范围内，才能够保证结构物的安全。因此，关于大体积混凝土结构的裂缝的控制有着重要的意义。

【关键词】混凝土；裂缝；浇筑；施工；

一、大体积混凝土浇筑裂缝产生的成因分析

1.大体积混凝土浇筑裂缝种类

大型混凝土结构的破坏往往是从裂缝开始，然而世界上不存在任何没有裂缝的混凝土结构，这是由混凝土的特性所决定的。可以说，裂缝是大型混凝土结构中必然存在的，但不是所有的裂缝都对建筑结构产生危害的，裂缝主要可以分为微观裂缝、宏观裂缝以及温度裂缝。

微观裂缝实际上就是肉眼无法看见的裂缝，这种裂缝也是我们常说的混凝土结构在浇筑过程中无法避免的裂缝形式，微观裂缝一般不会对建筑结构产生危害性，较为常见的微观裂缝为粘着裂缝、水泥石裂缝。宏观裂缝，则是指肉眼可见的裂缝，在行业内，对于宏观裂缝与微观裂缝的区分点一般以裂缝宽度0.05mm，大于标准则是宏观裂缝，小于标准值则是微观裂缝。混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的，对于混凝土的裂缝控制也就是让其裂缝宽度在标准值之内的状态。温度裂缝，则指的是混凝土结构随着温度的变化而产生形变，生存宏观裂缝。

2.裂缝产生的成因分析

混凝土结构产生裂缝的原因十分多，这是由于浇筑过程中，质量会受到许多因素的影响，主要包括有：施工因素、混凝土本身因素以及环境因素。

混凝土是一种脆性材料，材料本身就具有强度低、伸缩性小的特点，大型混凝土结构的断面尺寸一般比较大，由于浇筑过程中使得水泥水化产生了大量的热量，使得内部温度急剧升高，使得本身的徐变增大，但温度降低后，徐变变小，会生成一定的内部拉力。在浇筑硬化的过程中，由于混凝土的耐久性能的下降，硬化前后以及过程中，混凝土结构的体积一直成动态变化。在体积的变化以及内部应力的作用下，都极有可能让混凝土内部产生收缩，形成形变，导致开裂。

大型混凝土结构的浇筑施工也极易使得结构物产生裂缝，在施工过程中的违章施工，例如为了提升混凝土的流动性便于夏季浇筑，认为加水，使得混凝土强度降低，继而形成了干缩裂缝或者凝缩裂缝。混凝土拆模过早、振捣方式不正确、养护不当等都会造成裂缝现象。

大型混凝土结构项目施工往往存在施工周期长的特点，在施工过程中，普遍会出现跨季节的现象。在气候与环境的变化过程中，不同环境会对浇筑完成后的混凝土结构产生不同的温度荷载，在没有其实调节好混凝土结构物与环境温度之间的温控措施，则混凝土结构物极易容易由于内外温差过大产生温度应力，产生形变，生成裂缝。

二、大体积混领土浇筑裂缝控制措施

1、 混凝土材料的合理选择

在材料方面控制大体积混凝土的开裂，主要从减小混凝土的收缩，降低水化热，增强混凝土抗拉强度等方面入手。材料的选择其实是从根本上来控制和防止混凝土结构物的相对裂缝程度，是大型混凝土结构防裂缝的最初的也是最重要的一步。混凝土材料的选择主要包含以下几个方面：

第一，水泥和水的选择，水泥选择的首要标准在于水泥水化过程产生热的性能，大体积混凝土结构在选用水泥品种时，应综合考虑水化热、强度、坍落度等因素。并且尽量降低水泥用量，主要原因是大型混凝土结构物选用的往往是强度高的水泥，在保持混凝土强度达到标准的同时，只能通过降低水泥用量才能降低水化热。

第二，对于混凝土骨料的选择，选择骨料时应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料，并强调骨料的连续级配。

第三，对于混凝土的矿物掺合料、外加剂以及配合比的选择，也应该根据结构物本身的设计情况来进行科学合理的设计。常见的矿物掺和料为粉煤灰、矿渣、硅灰、沸石粉等，外加剂为减水剂、缓凝剂、膨胀剂等，矿物掺和料以及外加剂的加入均是为了一定程度的防止混凝土自身产生形变，从而产生裂缝。

2、 施工技术控制

除开混凝土本身对于裂缝产生的影响，施工因素是混凝土浇筑产生裂缝中主要的因素。对于混凝土浇筑的施工过程对裂缝产生的控制需要从施工前、施工过程、施工后期三个时间段来进行控制。

在施工前，施工方应根据大型混凝土的结构设计科学合理的选择混凝土原材料，并确定外加剂以及混合比的设计。混凝土的配合比对于混凝土结构工程起着关键的作用，在原材料质量较好、配合比科学合理的条件下，还应该积极参考一些统计资料，保证混凝土的设计强度达到结构物的荷载需求。另外，还要充分考虑到混凝土的应有耐久性，混凝土配合比的确定，应保证结构的设计所规定的强度等级和施工和易性及坍落度的要求，并应符合合理使用材料，节约水泥的原则，同時又要达到施工的易振捣要求。

在施工过程中，对混凝土的裂缝控制主要有赖于施工技术，大体积混凝土结构的施工过程主要包含有振捣过程和浇筑过程。对于大体积混凝土浇筑，除了一般的施工工艺外，应采取一些技术措施，减少混凝土的收缩，提高极限拉伸，这对防止裂缝的产生有很大作用。一般来说，在混凝土浇筑成型和静置过程中，自由水会使得其表面形成水膜层，以至于混凝土硬化后削弱了硬化水泥沙浆与石子之间的粘结，造成一个薄弱环节，极其容易在外界恶劣环境下产生变形，导致裂缝的产生。为了避免这种问题的产生，可采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺。这样可以有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中，使硬化后的界面过渡层的结构致密，粘结加强，从而使混凝土强度提高10%左右。在实施混凝土结构的二次振捣过程时，要注意恰当的时间，也就是在振动界限的时间点进行振捣，同时还需要考虑到技术上的科学合理，尽量的满足分层浇筑的安排。

温度控制也是混凝土浇筑过程中需要重视的因素，其控制的主要温度在于混凝土的出机温度以及浇筑温度。在混凝土的混合材料中，石子比热是最小的，水的比热最大，因而对混凝土出机温度影响最大的为石子与水，砂与水泥次之，而由于石子在混凝土所占有的重量大，因而出机温度的控制主要通过降低混合物中石子的温度来实施，主要方法是为石子堆场搭设遮阳装置，或使用前用冷水进行冲洗。混凝土的浇注温度则是指混凝土从搅拌机中运出后到浇筑完成过程中的温度，在这一过程，混凝土会经过运输、泵送、浇筑以及振捣一系列的施工，因此，其降低温度的方式较多，例如加冰搅拌、缩短混凝土运输时间、泵管覆盖等方式，尽量降低混凝土在这一过程从外界吸收热量。

浇筑施工后期，需要重视对混凝土结构的保护工作，主要包括混凝土浇筑后早起的保水养护和保温养护，以及根据气候环境的改变对混凝土结构进行防风和回填。混凝土浇筑完毕后，早期保水养护不足或者保温养护不足对所有混凝土的强度发展和耐久性都有不利的影响。保水养护的方式通常采用有淋水，铺设湿砂层、湿麻袋或草袋等。保温养护时可采用湿砂、锯末、草袋或草垫、塑料薄膜之类的保温材料覆盖在结构物表面或覆挂在结构物四周模板外进行养护，以减缓表层混凝土降温速度。

三、总结

混凝土结构发生有害裂缝，给混凝土结构的强度、整体性、抗震性及耐久性造成严重隐

患。所以大体积混凝土施工中的突出任务是控制混凝土温度变形裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀能力，从而提高建筑结构的耐久年限。

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