浅谈大体积混凝土裂缝产生的原因及防控措施

刘飞

摘  要： 近些年，我国的经济水平得到了稳步提高，我国各行各业都得到了一个稳定的发展环境，这对于提高我国的国际地位是非常有利的。由于 我国对市政行业的支持力度不断加大，我国建造出了很多世界性奇迹的市政工程，为了可以最大程度地保证市政工程的施工质量，我国相关部门也加大 了对市政行业的重视力度，对于混凝土结构对建造提出了更高的要求、标准也是越来越高，同时对大体积混凝土材料的性能也提出了更高的要求。本文 对大体积混凝土裂缝产生的原因及防控措施进行探讨。

关键词： 大体积;混凝土裂缝;控制措施

1 混凝土的介绍

混凝土材料是市政行业必不可少的材料之一，它是由多种物质材料组 成的复合型材料，具有非常好的性能，并且与其他的材料相比，混凝土的 造价成本相对于低一些。它具有其他材料所不具备的特性，它具有不连续 性，非均质性的特点但是它也存在着许多不足之处，例如，由于混凝土本 身所具有的特性，如果混凝土所承载的重量超过一定范围，那么混凝土的 力学性质以及变形和破坏机理都具有非常大的离散性，除此之外，混凝土 还具有尺寸效应，这些问题的存在，都是大体积混凝土材料特性研究所需 要面临解决的问题。例如，在高拱坝上使用混凝土材料时，就需要根据实 际的情况，正确合理地使用这样才可以有效地保证市政工程的安全性，做 好相关的施工计划安排，才能最大程度地降低施工的成本。

2 混凝土产生裂縫的原因

2.1  温差原因产生裂缝

在进行施工的过程中，在利用高强度大体积混凝土材料对工程进行 浇筑的过程中，由于水泥的水化热就会散发出大量的热量，这就会导致混 凝土内部的温度就会大幅度的上升，同时，也会大大降低其导热系数。并 且，大体积混凝土材料自身的体积非常大，而且结构也是非常的厚，这样 就会导致混凝土内部的热量不容易散发出去，大体积混凝土材料内部的温 度就会大大地增加;另一方面，混凝土的另一方面会与空气产生了进行全 面的接触，混凝土材料的表面温度就会散发得很快，这就导致了表面的温 度较低，与混凝土内部的气温形成了鲜明的对比，由于是两个温度的极 端，这就非常容易的出现温度应力以及温度变形，在大体积混凝土的浇筑 过程中，由于受到周围环境的影响，如果浇筑的温度不能正确把握的话， 那么就会进一步的加大混凝土内部与外部的温度差，这就导致了混凝土由 于温度的原因而产生的裂缝，这非常不利于混凝土结构的稳定。

2.2  水分蒸发产生裂缝

据大量的数据统计，在对混凝土浇筑完毕之后， 80%的水分会被空气 给蒸发掉，仅有20%会被混凝土给吸收。因此，混凝土在凝结成硬核以及 散热的过程中水分蒸发，必然会引混凝土体积发生收缩效应，特别是大体 积的混凝土的这种现象就显得更加的明显。因此，水分蒸发也是大体混凝 土产生裂缝的重要原因之一。

2.3  水热化产生裂缝

在对高强度大体积混凝土材料进行浇筑的过程中，混凝土是由多种材 质组按一定的比例组合而成，混凝土的内部就会产生大量的水化热，水化 热现象的产生会混凝土本身的温度产生巨大的影响。并且，我们在进行混 凝土浇筑的时，会用到一些固定的模板，但因为混凝土会发生水化热的现 象，混凝土的模板以及结构就会发生变化，就会产生变形，混凝土在凝固 的过程中，就会不受其内部结构以及模板的约束。因此，就会产生相应的 约束应力，如果没有采取适当的应对措施，那么就会自然而然地产生约束 裂缝。

3 控制大体积混凝土产生裂缝的措施

3.1  提高设计合理性

（ 1 ）在对大体积混凝土进行设计过程中，设计人员应提高结构形式设 计的合理性，既要满足理论和使用要求，也要考虑经济性，尽量不复杂， 减少工程量。（ 2 ）由于大体积混凝土施工体积较大，因此其施工周期相 对较长，设计人员应以结构受力情况为基础，对混凝土评定验收龄期进 行确定，在保障施工进度的前提下，增加评定验收龄期。在评定验收过程 中，设计人员应以混凝土后期强度为基础，对水泥用量进行控制，达到减少大体积混凝土裂缝的目的。（ 3 ）设计人员应以规范要求为基础，适当 增加构造钢筋，在配筋时，应采取小间距、小直径的方式进行设计。与此 同时，为了使混凝土抗裂性能进一步提高，设计人员还可以将金属扩张网 等增设在混凝土表面。

3.2  提高施工质量控制水平

（ 1 ）控制入模温度和浇筑温度。在对大体积混凝土进行浇筑时，周 围环境的温度即为浇筑温度。混凝土制备完成后，经过运输达到浇筑现 场，其浇筑时的温度即为入模温度。在夏季对大体积混凝土实施施工时， 入模温度和浇筑温度应不超过35℃。为了降低入模温度和浇筑温度，施工 单位可以采取搭设凉棚或风冷法等方式对其进行降温处理，与此同时，在 大体积混凝土浇筑过程中，施工单位应选择下午或早晨温度较低时候进行 施工。在冬季施工过程中，入模温度和浇筑温度应不低于5℃，当温度较 低时，施工单位可以采取蒸汽养护形式对混凝土构件进行保温，减少混凝 土内外部的温差，达到降低裂缝的目的。（ 2 ）控制骨料温度降低骨料温 度，拌和时加入水或冰块。在大体积混凝土施工过程中，施工单位应对骨 料温度进行控制。在骨料储存过程中，施工人员可以采取搭设凉棚和料仓 的方式，减少阳光直射，与此同时，施工人员还应对骨料堆积高度进行控 制，降低砂石料温度。在拌和过程中，为了降低混凝土温度，施工人员亦 可使用冰块代替部分拌和用水进行施工。（ 3 ）设置冷却水管。在大体积 混凝土浇筑施工时，为了使混凝土内部温度进一步降低，施工单位可以设 置冷却水管。冷却水管应为铁管，规格通常为42.5mm ×3.25mm，水流量 应不低于30L/S，与此同时，冷却水管中的水应使用现场的河水或井水， 不但可以方便取水，还可以提高降温效果。在对该工程施工过程中，根据 其内部温度分布以及降温需要，施工单位可采用三层冷却水管进行施工。 使用结束后，使用灌浆料进行灌实，封闭。（ 4 ）提高温度监测质量。为 了对大体积混凝土温度进行监测，施工单位应合理设置测温点，对降温速 率、温度差、外表温度以及最高温度等数据进行实时监测。通常测温点应 设置在易冷却和温度变化较大的位置，为了监测外表面温度，施工单位还 应在混凝土外表面设置测温点，测温点与外表面的距离应为3～5cm。

3.3  提高后期养护质量

为了对大体积混凝土裂缝进行控制，在混凝土浇筑完成后，施工单 位应对其进行日常养护。在正常养护条件下，施工人员应对大体积混凝土 温度进行监测，根据选用的水泥品种选择合适的养护时间，一般养护时间 应大于14天。在大体积混凝土终凝后10 ～ 12h的时间段内，施工人员应对 其进行覆盖洒水养护，采取专人、定时制度，及时记录观测温度及养护时 间，保证养护周期和养护效果，控制混凝土结构内外温差。

4 结束语

总而言之，为了防止大体积混凝土结构表面产生裂缝，通过降低水化 热，延缓升温值及升温速度，通过对水泥、骨料选择，配合比优化，施工 方法选择，埋设降温排管等措施，起到良好的作用，大大地降低基础表面 的裂缝，提高工程质量，将所产生的裂缝危害降到最低，减少因其裂缝的 产生对混凝土工程的质量与寿命的影响，做到事前、事中、事后控制，使 其更好地投入到运行中，具有较好的经济、社会、生态效益。

参考文献：

[1]韩素芳，耿维恕.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[J].北京：化学工业出版社，2015.

[2]曲德仁.混凝土质量控制[M].北京：中国工业出版社，2016.

[3]黄文明.高强度混凝土的施工工艺分析[J].安徽市政工业学院学报，2015.

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