淺析大體積混凝土裂縫成因及防治措施

李良

【摘 要】大體積混凝土的收縮容易導(dǎo)致混凝土裂縫問題的產(chǎn)生，這個也是大體積混凝土施工中最常見的問題，混凝土裂縫會導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度、耐久性等等功能降低。再加上大體積混凝土的特點是體積大、溫度高，因此，大體積混凝土與普通混凝土的裂縫產(chǎn)生機(jī)理也存在一定的差異，文章從大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因以及大體積混凝土裂縫的防治措施這兩方面作了簡要的分析，以期能為相關(guān)施工企業(yè)在治理大體積混凝土裂縫上提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫成因；防治措施

Causes of mass concrete cracks and prevention measures

Li Liang

（Shaanxi Branch-housing construction Group Construction Co.， Ltd Ankang Shanxi 725000）

【Abstract】Shrinkage of mass concrete cracks easily lead to concrete issues， this is a large volume of the concrete construction of the most common problems， concrete cracks will lead to concrete strength， durability， etc. function decreased. Coupled with the large volume of concrete is characterized by a large volume， high temperature， and therefore， the crack of mass concrete and ordinary concrete generation mechanism， there are some differences， the reasons for articles from the large volume of concrete cracks and prevention measures of mass concrete cracks both aspects are briefly analyzed in order to be able to provide evidence relevant construction companies in the mass concrete crack control.

【Key words】Causes of cracks；Mass concrete prevention measures

1. 引言

工程進(jìn)度和工程安全是工程建設(shè)者最關(guān)心的問題，在大混凝土裂縫是影響工程進(jìn)度，危害工程安全的重要因素，所以我們要結(jié)合實際，用科學(xué)合理的解決方式防治混凝土裂縫問題。

2. 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

裂縫產(chǎn)生原因可分為兩類：一是由外荷載引起的結(jié)構(gòu)性裂縫，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)分析中的主要應(yīng)力和其它的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受荷裂縫。二是由溫度應(yīng)力和混凝土自收縮引起的非結(jié)構(gòu)性裂縫，包括溫度、濕度、收縮、膨脹和不均勻沉降等引起。本文主要淺析非結(jié)構(gòu)性裂縫形成的原因。

2.1 內(nèi)部溫度應(yīng)力引起的裂縫（溫度裂縫）。

大體積混凝土與地基澆筑初期，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，達(dá)到502.42 j/g，1}3天內(nèi)放出的熱量約是總熱量的50%，因混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部，使其內(nèi)部溫度急劇上升，混凝土內(nèi)部形成的中心溫度高，熱膨脹大，故靠近中心處產(chǎn)生壓應(yīng)力，遠(yuǎn)離中心處產(chǎn)生拉應(yīng)力，這種溫差引起的拉壓應(yīng)力一旦超過鋼筋混凝土的極限抗拉或抗壓強(qiáng)度就會產(chǎn)生裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。但是最常見的是由水化熱產(chǎn)生熱量帶來的裂縫。

2.2 表面濕度變化產(chǎn)生的裂縫。

由于混凝土拌合物具有一定的保水性，內(nèi)部濕度變化速率較慢，但表面含水率受溫度影響可能波動較大或急劇變化，如養(yǎng)護(hù)不周、缺少覆蓋物，導(dǎo)致其表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往會產(chǎn)生裂縫。

2.3 非常溫下，膨脹應(yīng)力引起的裂縫。

非常溫下，堿骨料反應(yīng)導(dǎo)致的開裂，原因是高堿硅酸鹽水泥與高活性集料反應(yīng)引起的過量膨脹造成的開裂；當(dāng)溫度處于0℃以下時，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)固態(tài)冰，因而體積增大，混凝土產(chǎn)生膨脹，一旦膨脹應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度就會出現(xiàn)裂縫，并使混凝土強(qiáng)度降低。

2.4 收縮變形引起的裂縫。

從施工澆筑起，混凝土因一系列化學(xué)變化而導(dǎo)致體積縮小現(xiàn)象稱為混凝土的收縮?；炷劣卸喾N收縮現(xiàn)象，包含干燥收縮、塑性收縮、自身收縮和碳化收縮。干燥收縮是混凝土內(nèi)部水分的流失，然而因干燥所損失的游態(tài)水并不會導(dǎo)致混凝土的收縮，原因是吸附水的流失所造成的；塑性收縮是混凝土泌水大量減少引起的，表面水分的蒸發(fā)不能及時得到補(bǔ)充，致使處在塑性狀態(tài)的混凝土產(chǎn)生收縮；自身收縮是在無水分變化的收縮，原因是細(xì)骨料水化物的體積小于水化反應(yīng)的水泥和水的體積，這是一種由水泥的水化反應(yīng)所產(chǎn)生的固有收縮，其值與干燥收縮相比是微不足道的；碳化收縮是混凝土中的水泥水化物與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。如果混凝土在自由條件下產(chǎn)生收縮，只會單純地引起體積的縮小，不會產(chǎn)生拉應(yīng)力，但實際工程中的構(gòu)件都將不同程度地受到限制，收縮就會在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力造成其開裂。

2.5 不均勻沉降引起的裂縫。

由于地基土質(zhì)軟弱或局部土質(zhì)不均勻，存在暗溝、洞穴、基坑等，土質(zhì)軟硬性質(zhì)差距較大，如果基礎(chǔ)設(shè)計不當(dāng)，地基處理不合理，基底壓力或附加應(yīng)力由建筑受荷引起，倘若集中應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時就會帶來不均勻沉降并引起開裂。

3. 大體積混凝土裂縫的防治措施

3.1 不同的水泥應(yīng)控制配比和用量。

同樣是水泥，但是水泥自身礦物質(zhì)成分的不同就決定了它溶于水中的釋放的熱量和速度的不同。有的水泥中的礦物質(zhì)有鋁酸三鈣，其溶于水后，所產(chǎn)生的熱量是任何物質(zhì)都不能取代的，還有一種是含有硅酸三鈣的水泥，其溶于水中所產(chǎn)生的熱量次之，其他依次是硅酸三鈣，硅酸二鈣和硅酸四鈣。在放熱過程中，不是含有礦物質(zhì)鋁酸三鈣的水泥最容易發(fā)生斷裂，因為在長時間的實踐摸索中，證明水泥質(zhì)地越細(xì)，其發(fā)熱的速率越高，所以局部受熱不均勻，影響整體水泥的質(zhì)地均勻性，再加上內(nèi)外環(huán)境和發(fā)熱產(chǎn)生的拉應(yīng)力，就很容易讓水泥開裂。開裂是大家都不想看到的，所以在水泥和砂石還有水的配比上一定要合理規(guī)范，然后對不同種類的水泥作不同的調(diào)整，散熱快的用量要小小點，散熱慢的用量可以加大點，增加工程的進(jìn)度。而且在這個過程中水的添加要非常及時，為什么有的工程人手非常多，但是工程進(jìn)度卻遲遲上不來，就是因為每個人都沒有系統(tǒng)的了解水泥的基本知識，不知道混凝土在工程中的重要地位，而且不知道應(yīng)該做什么，所以相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)在開工前一定要了解員工對于工程建設(shè)尤其是大塊混凝土開裂問題知識的情況，如果有問題的話最好集中普及知識，讓員工心理都有數(shù)，在施工的過程中就會有一個明確的目標(biāo)，不會盲目的添加水泥，盲目的增加砂石，讓現(xiàn)場工地看起來沒有秩序，這樣的話質(zhì)量也不會有保證的，所以工作重點一定要明確。

3.2 對大體積混凝土進(jìn)行溫度控制。

（1）首先，將混凝土的發(fā)熱量降低。因為水泥水化時的熱量釋放是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的一個重要原因，因此，將混凝土混合時的發(fā)熱量降低是一個治本的方法。包括以下幾種方式： 第一，選用那些凝結(jié)時間長或者水化熱較低的水泥，從而將混凝土的溫度降低。第二，采用一部分粉煤灰取代水泥，從而降低水化熱產(chǎn)生的高溫峰值?；蛘邠郊泳從蚋咝p水劑，不僅可將混凝土的強(qiáng)度提高，而其還可以將用水量及水泥量減少，從而起到延長最高溫度達(dá)到的時間的作用。第三，在符合設(shè)計要求的前提下將一定量的片石放置于混凝土當(dāng)中，從而減少混凝土的用量，從而將混凝土的溫度降低。

（2）其次，控制好混凝土澆筑的溫度。要控制混凝土的溫度，可以把粉煤灰混合在大體積混凝土中，這樣混凝土的密度就會增加，而且還會提高混凝土的抗?jié)B性，如果我們不這么做，混凝土在施工中的溫度就沒有保障，只有這樣，混凝土的收縮值才會有保障。在工程施工中，一定要先和工人溝通好，了解他們對混凝土裂縫成因及解決辦法，掌握他們的技能水平，如果在重大工程上，用一些沒有經(jīng)驗的年輕工程人員，將會釀成不堪想象的后果，了解之后可以系統(tǒng)的給員工講解培訓(xùn)一下混凝土裂縫的專業(yè)知識，在他們澆筑的時候，可以在旁邊監(jiān)視他們的工作是否正確，是否到位，在攪拌的時候及時加入一些冷水，或者將碎石土用水冷卻，會降低混凝土攪拌混合過程中產(chǎn)生的局部溫度過高，散熱不良的結(jié)果。

3.3 做好表面的隔熱和散水養(yǎng)護(hù)。

大體積混凝土的溫度裂縫，主要由內(nèi)外溫差過大而造成的。混凝土施工澆筑完畢后，由于混凝土表面較內(nèi)部散熱快而形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，此時的拉應(yīng)力還不足以超過混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。但此時如果受到強(qiáng)冷空氣或者大風(fēng)的影響，導(dǎo)致表面溫度突降或大量失水就很容易導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。所以大體積底板硅在澆筑完畢后應(yīng)加以塑料薄膜覆蓋，待初凝后揭去薄膜，及時散水養(yǎng)護(hù)以保持混凝土表面濕潤，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定增長，防止干縮裂縫的產(chǎn)生。連續(xù)養(yǎng)護(hù)時間不應(yīng)少于28 d或設(shè)計齡期。

4. 結(jié)束語

綜上所述，大體積混凝土裂縫主要由溫度應(yīng)力和混凝土收縮引起的，因此只要嚴(yán)格按規(guī)范施工，認(rèn)真分析裂縫產(chǎn)生的原因并及早采取預(yù)防措施，就能有效控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，進(jìn)而保證施工的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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