探析大体积混凝土裂缝的产生原因及其预防措施

姚敦用

【摘要】大体积混凝土硬化时由于要释放出大量的水化热，将导致混凝土内部温度过高，经常出现很多裂缝，然而控制大体积混凝土开裂及其扩展是一项技术难题，也是工程施工中常遇到的问题。对于大体积混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计，并根据实际采取有较措施，工程质量才能得到很好的保证。

【关键词】大体积混凝土；开裂；预防

1大体积混凝土的特点

大体积混凝土其在结构上比同类厚度要加大，混凝土的用量随工程的大小而不断加大，往往在大坝及特殊情况下的地下浇灌混凝土时会使工程的技术条件而提高，也比其它的施工建筑的技术含量高。大体积混凝土在施工时，当水泥与化合物时会放出热量，当热量超过25度時，会使施工混凝土结构易产生变形。大体积混凝土会对建筑结构的表面的尺寸有严格地要求，同时更注重施工建筑的最小断面和里外温度的重要性。通常在大体积混凝土中出现裂缝，是因为建筑主体的平面设计过大，使固定承受作用是产生的热量越来越高，如果不快速降温以及处理不及时或减少主体温度措施不当，主体的承受拉力受到温度超越时，则容易产生不必要的裂缝。

2大体积的混凝土出现裂缝的原因

2.1混凝土抗拉的能力较弱

大体积的混凝土本身的性质为脆性建筑材料，具有较高的抗压能力，但是其抗拉伸的能力不高，因此，一旦混凝土温度过高产生拉应力，则容易突破拉伸强度出现裂缝。

2.2内部结构性裂缝

当大体积的混凝土温度降低时，混凝土会产生水分蒸发现象，导致混凝土热胀冷缩，受施工现场整体结构以及地基限制，混凝土会产生强带的拉应力或者收缩应力，一旦超过了混凝土抗拉强度，混凝土的横截面则容易产生（结构性）贯穿裂缝现象。

2.3表面出现裂缝

在浇筑混凝土之后，水泥容易出现水化热现象，大体积的混凝土温度会快速上升，一旦混凝土内部水泥热量无法散发出去，则混凝土将会快速升温，这样容易形成混凝土内外结构的温度差，外面形成拉应力，内部形成压应力。另外，如果混凝土有着较大的坍落度，则一旦外部水分蒸发出现混凝土体积收缩，这两种情况都容易出现表面裂缝。

2.4其他因素的影响

混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝，一般是混凝土配合比中，粗骨料级配不连续、数量不够，砂率及水灰比不当所造成的裂缝。水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。

3建筑大体积混凝土开裂预防措施

3.1合理制定施工方案的措施

浇筑大体积混凝土首先应制定详细的浇筑施工方案。采取切实可行的措施：合理的分缝分块，安排合理的浇筑顺序；热天浇筑混凝土时分层浇筑，减小浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设降温水管，通入冷水降温；合理安排浇筑顺序，避免过大的高差和侧面长期暴露；注意控制钢筋位置，防止钢筋位移造成混凝土保护层过大而开裂。

3.2优选混凝土各种原材料

①骨料的选择。在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、级配良好的石子。既可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时，采用平均粒径较大的中粗砂，从而降低混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。

②水泥的选择。大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。

3.3强化施工技术

①混凝土的拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度；要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施：一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。

②在混凝土浇注、拆模过程中，要做好控制措施。浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝；浇注混凝土要求分层浇注、分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密；避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能；尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注；混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。

③做好表面隔热保护。混凝土浇注后，由于内部较表面散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，但是这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以混凝土拆模后，特别是低温季节，应立即采取表面保护，防止表面降温过大，引起裂缝。

3.3养护是一项十分关键的工作，养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，在尽量减少混凝土内部水化热引起温升的前提下，认真做好大体积混凝土保温保湿养护工作时防止大体积混凝土的出现裂缝一项的重要工作。养护关键时保持适宜的温度和湿度，让大体积混凝土缓慢降温，越慢越好。通过降低混凝土的降温速率，一方面可以充分发挥混凝土强度的潜力，同时为大体积混凝土创造充分应力松弛的条件，缓慢降温十分有利于大体积混凝土强度的增加和减少收缩。大体积混凝土保温保湿养护通常做法是：一般在大体积混凝土初凝后，在混凝土表面覆盖塑料薄膜和草袋来实施，冬季外界温度较低时，可搭设保温棚和设碘钨灯。上述养护方法，由于减少混凝土表面的热扩散速度，不仅防止了大体积混凝土表面产生裂缝；而且由于延长了混凝土的散热时间，从而避免了贯穿裂缝的产生。

3.4做好通水冷却工作。

若是在高温季节施工，则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰值，但注意，通水时间不能过长，因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。为了削减内外温差，还应在夏末秋初进行中期通水冷却，中期通水一般采用河水，通水历时两个月左右。后期通水是使混凝土柱状块达到接缝灌浆的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相结合的方案。

3.5加强技术管理

加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。在变截面施工前，一定要加强预测，并保证预测的科学性。同时在实施过程中，要切实落实施工方案。

4结语

大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，若不能很好的了解大体积混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施，那么实际生产当中就很难保证施工质量。，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献：

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