大體積混凝土裂縫原因分析及質量控制

(浙江東洲混凝土有限公司,浙江 杭州 311121)

一、概述

大體積混泥土是指結構斷面最小厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內部的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土，現代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工。它主要的特點就是體積大，一般實體最小尺寸大于或等于1m.它的表面系數比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升比較快。混凝土內外溫差較大時，會使混凝土產生溫度裂縫，影響結構安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來保證施工的質量。在混凝土結構裂縫中，有一個宏觀體現它劣化病變的方面就是混凝土開裂。一旦這種現象發生，會具有很大的破壞性，甚至會危及整個建筑物的安全。因此，我們應該控制好混凝土的溫度應力與內外溫差的掌控。本文將對此一方面分析大體積混凝土產生裂縫的原因，另一方面也根據認真研究后，提出了一些有效控制的方法，來進一步地保證工程質量。

二、概念及分類

1、混凝土的概念

混凝土是一種復合材料，它是經由水泥漿把骨料粘結起來的一種脆性材料，抗壓強度比較大，相對地抗拉強度就會比較小，是抗壓強度的十分之一。混凝土在使用的過程中因為溫差的緣故，會產生裂縫，當然裂縫程度會有所不同。

2、裂縫的概念

所謂的裂縫，指的是一種不連續現象，通常出現在固體材料中。混凝土產生裂縫其實是不可避免的，這是水泥本身的特性決定的。混凝土產生的裂縫有宏觀和微觀兩種，它是根據裂縫的寬度、厚度等指標來決定的。

3、裂縫的分類

大體積混凝土內出現的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結構的斷面，可能破壞結構的整體性和穩定性，其危害性是較嚴重的；而深層裂縫部分地切斷了結構斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。

4、產生裂縫的原因

產生裂縫主要原因分為干縮裂縫、溫度裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、堿－骨料反應裂縫。

三、大體積混凝土產生溫度裂縫的原因與危害

1、原因

大體積混凝土是經由水泥漿把骨料粘結起來的一種脆性材料，抗壓強度比較大，相對地抗拉強度就會比較小，是抗壓強度的十分之一。混凝土在使用的過程中因為溫差的緣故，大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫，由于內外溫差，結構的外部約束和混凝土各質點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現裂縫，當然裂縫程度會有所不同。產生這種溫度裂縫的原因主要有以下幾個方面：

（1）材料屬性方面

在施工過程中，混凝土中的水灰表現出不穩定、不均勻的現象。如果混凝土的內部受到的力量過大，那就會在某些不均勻的位置出現裂縫。另外，混凝土中的水泥產生的化學反應帶走了它本身含有的部分水分，使得混凝土干縮變形，同時也產生了裂縫。這早在六十年代就得到了國際上的認可。

（2）外因變化方面

地基或是一些已固化混凝土，在混凝土體積收縮進行時會產生一種約束力，影響到裂縫的產生，有時甚至出現貫通裂縫的嚴重現象。這對整個建筑物安全還是構成了不小的威脅，結構的整體性也得到了破壞。因此，要防止裂縫的產生，尤其是那種嚴重的貫通裂縫，必須要減少那些外在的約束條件，降低混凝土的發熱量。

2、危害

水流，是混凝土經常要接觸的一種物質。水壓，會使裂縫加深、擴大，一旦混凝土本身的厚度不夠時，就會因為水流的長時間沖蝕而產生滲漏，不但破壞了混凝土的基礎層，還對建筑物的安全構成了重大的威脅。如果是在北方，寒冷的冬季還會發生凍脹現象，在某種程度上混凝土的被破壞程度也會加大。另外，混凝土與水流的接觸中會發生化學反應，碳化速度加快的同時就破壞了混凝土的強度，使裸露在外的鋼筋發生銹蝕。

四、措施

大體積混凝土裂縫，雖然是個常見現象，但是它的危害卻是非常大的。為此，這個問題也越來越受到施工單位的重視，采取了一系列的質量控制措施，主要是以下幾個。

1、混凝土原材料的選擇

水泥，是大體積混凝土的主要組成成分，需要使用低水化熱水泥。

粗骨料，注意其中含泥量、有機物等是否符合要求，最好采用的是良好的級配，這樣可以降低水泥的用量，提高混凝土的強度。

細骨料，直接影響了混凝土的和易性強度，細骨料越大，混凝土的和易性就越差。

2、優化混凝土的結構

鋼筋的合理配比，可以控制混凝土的裂縫。較密的鋼筋間距，可以提高混凝土的抗裂性。此外，混凝土的貫穿裂縫也是需要避免的，一旦出現的話，是很難恢復的。

3、控制施工溫度

溫控，也是大體積混凝土在施工過程中十分重要的一步，掌控好這一步，可以減少混凝土產生裂縫的機會。一方面要在現場控制好施工溫度，，另一方面在混凝土澆筑完成后，更要有效地監控通水、養護、保溫等方面。

4、施工工藝合理化

采用斜面分層、連續的澆筑方法，一層一層，循序漸進，一次成型。同時要的控制好澆筑的間歇時間，一般來說，大體積混凝土各層的澆筑間歇期不超過它的初凝時間。在勞動力組織方面，要做到合理、規范，確保工作的順利進行。另外，需要準備足夠的潛水泵來排除混凝土在澆筑過程中產生的泌水。

結語

從上面的敘述不難看出，大體積混凝土產生裂縫的原因很多，也很復雜。本文對此進行了分析、研究，列舉了其中的危害，并提出了應對的措施。實踐證明，大體積混凝土產生裂縫并不是不可以避免的事情，只要做好溫度監測工作、選擇合適的混凝土原材料、優化混凝土中鋼筋的合理配比、改善施工工藝、提高施工質量，大體積混凝土產生裂縫還是可以避免發生的。

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