對大體積混凝土的裂縫分析

朱立松

河北藁城市廉州建筑有限公司（052160）

混凝土裂縫是混凝土結構的嚴重病害。混凝土早期表面裂縫在以后氣溫驟降形成的溫度應力和外力的作用下，表面裂縫可發張成具有破壞性的貫穿縫和深層裂縫。貫穿裂縫和深層裂縫會破壞結構的整體性，改變混凝土的受力條件，有使局部甚至整體結構發生破壞的可能，嚴重影響建筑物的質量和運行安全性。而大體積混凝土往往運用在一些重要的結構上，如建筑基礎、大壩等，一旦出現裂縫，可能造成的損失會更加嚴重。具體分析如下:

1 溫度因素

由于水泥的水化作用是放熱反應，大體積混凝土自身又具有一定的保溫性能，因此其內部溫升幅度較其表層的溫升幅度要大得多，而在混凝土升溫峰值過后的降溫過程中，內部降溫速度又比其表層慢得多，在這些過程中，混凝土各部分的溫度變形及由于其相互約束及外界約束的作用而在混凝土內產生的溫度應力是相當復雜的。一旦溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，混凝土就會出現裂縫。

2 混凝土收縮的因素

引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化，后期主要是混凝土內部自由水分蒸發而引起的干縮變形。混凝土中約有20%的水分是水泥硬化所必須的，而約80%的水分要蒸發。多余水分的增發會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交換變化，這對混凝土是很不利的。

3 不均勻沉降和其他因素

1）建筑物基礎的不均勻沉降也會產生裂縫，這種裂縫會隨著基礎沉降而不斷的增大，待地基下沉穩定后，將不會變化。

2）混凝土配合比不良會造成混凝土塑性沉降裂縫，一般是混凝土配合比中，粗骨料級配不連續、數量不夠，砂率及水灰比不當所造成的裂縫。

3）水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學反應也會產生裂縫。

4）由于振搗不密實、沉實不足，或者骨料下沉等原因引起的混凝土沉縮裂縫在大體積混凝土（特別是泵送大流態混凝土）施工中也非常多。

4 優選混凝土各種原材料

4.1 水泥的選擇

大體積混凝土產生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強度和坍落度不受損失,可適度增加活性細摻料替代水泥。

4.2 骨料的選擇

在選擇粗骨料時，可根據施工條件，盡量選用粒徑較大、質量優良、級配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現象。

在選擇細骨料時,采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對混凝土的裂縫控制有重要作用。

4.3 摻加外加料和外加劑

摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達到降低水化熱的目的。但摻量不能大于30%。摻加適量的減水劑,它可有效地增加混凝土的流動性，且能提高水泥水化率，增強混凝土的強度，從而可降低水化熱，同時可明顯延緩水化熱釋放速度。

5 施工控制措施

1）嚴格控制混凝土的澆筑速度，一次澆筑的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實，嚴格控制振搗時間、移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振。

2）混凝土溫度控制:為降低大體積混凝土的水化熱，在混凝土的內部通入冷卻循環水，采用循環法保溫養護，以便加快混凝土內部的熱量散發。

為能夠較準確地測量出混凝土內部溫度，在混凝土中預埋測溫管，用水銀溫度計測溫。上下層溫差控制在15～20℃之內。根據各測點的溫度，可及時繪制出混凝土內部溫度變化曲線，對照混凝土理論計算值，分析存在的問題，有的放矢地采取相應的技術措施。

3）混凝土養護是大體積混凝土施工中一項十分關鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土的內外溫差，促進混凝土強度的正常發展及防止裂縫的產生和發展。

從混凝土澆筑完成到終凝這段時間的養護對混凝土而言十分重要。混凝土澆筑完畢后，在其頂面及時加以覆蓋，要求覆蓋嚴密，并經常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用:1）蓄水保溫，防止表面水分蒸發和抵抗受太陽輻射與刮風時溫度驟變；2）保持內外溫差的穩定。

6 不均勻沉降引起裂縫的預防措施

1）對松軟土、填土地基應進行必要的夯實和加固。構件制作場地周圍應作好排水措施，并注意防止水管漏水或養護水浸泡地基。

2）避免直接在松軟土或填土上制作預制構件，或經壓夯實后作預制場地。

3）模板應支撐牢固,保證有足夠的強度和剛度，并使地基受力均勻。拆模時間不能過早，應按規定執行。

[1]JGJ55－2000，普通混凝土配合比設計規程[S].

[2]GB50204-2002，混凝土質量驗收規范[S].