試論建筑工程大體積混凝土構件裂縫的原因

吳威1 梁華生2

1.東莞市富盛建筑工程有限公司 523000

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摘要：隨著建筑行業的不斷發展，使得建筑材料發生了很多的變化，其中大體積混凝土就成為了建筑工程中非常重要的材料。大體積混凝土具有很好的整體性和可塑性，但是其容易出現裂縫，影響建筑物整體的穩定性，因此為了防止大體積的混凝土的裂縫問題對建筑產生影響，需要對產生裂縫的原因進行分析，從而進行有針對性的解決。

關鍵詞：建筑工程；大體積混凝土；構建裂縫；原因；措施

在建筑中，評價一個建筑物是否安全首先需要評價其穩定性和抗滲透能力，在現階段的建筑工程材料使用中，大體積混凝土構建被廣泛的應用。其在發揮著結構堅實、可塑性、耐火性等優勢的同時，也出現了容易產生裂縫的問題。大體積混凝土出現裂縫會直接影響到建筑工程的整體穩定性，不僅會腐蝕其他的建筑材料，還會降低工程整體的穩定性。本文分析了大體積混凝土結構的特點，分析了其產生裂縫的原因，從而提出了避免裂縫出現的措施。

一、建筑大體積混凝土結構的特點

大體積的混凝土結構指的是混凝土的最小斷層面在1m以上的結構，其混凝土的含量非常大，因此結構的強度高。大體積混凝土構件可以被澆筑成一個整體，整體性好，具有很多其他建筑材料所不可代替的優點。其還可以根據建筑的要求澆筑成不同形狀和尺度的結構，因此具有很好的可塑性。相比較其他材料而言，大體積混凝土材料的費用比較低、耐火性好，因此大體積混凝土構件在建筑中得以廣泛的應用。但是其具有很多優點的同時，缺點也是非常明顯的。比如在進行混凝土澆筑的時候，施工的程序比較復雜，再加上受到天氣的影響，會使得不同時間澆筑成的混凝土構件之間的連接性比較差。大體積混凝土構件中水泥的含量比較多，會受到溫差的影響導致整體結構的變形，其尺寸越大，受到的穩定性約束力越小，因此一旦在施工中沒有得到很好的控制，就會產生裂縫，從而影響整個建筑工程的穩定性。

二、大體積混凝土構件產生裂縫原因

（一）澆筑材料導致的裂縫

大體積混凝土構件是由很多建筑材料如水泥、混凝土、骨料等澆筑而成，其本身的材料結構就具有一定的復雜性，這些材料之間出現縫隙，就會給構件整體裂縫的出現埋下了一定的隱患。在利用構件材料進行工程施工的時候，如果振搗工作沒有做好，混凝土中的水分就會被骨料阻擋不會溢出，從而在骨料的周圍形成水囊。在大體積混凝土構件外部干燥以后，水囊就會在構件的深處形成裂縫。在構件成型干燥的時候，水泥中的水分蒸發，就會產生砼收縮，從而產生裂縫。澆筑材料對于裂縫的產生有著最為直接的影響，比如水泥的種類不同，骨料、集料的摻合比例等。水泥的種類，比如水化熱水泥、非正常凝結和非正常膨脹水泥等，不同的材料會使得混凝土中的內部結構應力不同，骨料的好壞決定了其粘合程度，而集料（混凝土氧化物、泌水等）會對構件的鋼筋產生不同的作用，因此在進行材料的選擇時，需要按照工程的施工要求進行嚴格的選擇，從而減少裂縫的產生。

（二）構件收縮導致的裂縫

大體積混凝土構件在收縮的作用下也會出現裂縫，比如干燥出現的裂縫、塑性收縮造成的裂縫和構件自身收縮造成的裂縫。大體積混凝土在澆筑完成后需要進行凝固，這個過程需要將成型的混凝土構件放置在一個比較干燥的地方，因此構件內部含有的水分會向外擴散，導致干燥變形，產生裂縫。在澆筑的時候，由于混凝土的溫度過高，水泥的活性比較大，導致構件的泌水功能減少，構件的水分不充足，使得構件的整體變得脆弱，受力不均。當整體結構的內外受力不穩定的時候，構件的表面就會出現裂縫。

（三）溫度差導致的裂縫

大體積混凝土構件由于溫度差的影響，也會出現裂縫，一方面是內部的材料受到溫度差的影響出現裂縫，一方面是外界環境的溫度差造成構件整體出現的裂縫。大體積混凝土的成分中，水泥占據了重要的比重，在水化過程中，水凝會散發一定的熱量，使得混凝土的溫度升高。再者，大體積混凝土構件的斷層面比較厚實，水泥散發的熱量不容易擴散到外部，使得內部的溫度高于外部的溫度，隨著時間的增大，會使得內部發生降溫，造成一定的收縮，形成一定的拉應力。如果建筑物的強度小于這種拉應力，就會導致構件出現裂縫。構件由于外界溫度差造成的裂縫主要是澆筑的溫度不同。廣州地區夏季外界環境溫度高，使得混凝土結構的澆筑溫度也非常高，但是在冬季的時候，由于溫度驟降，使得構件的外部混凝土溫度與內部的結構溫度差變大，從而導致裂縫的出現。

（四）裂縫出現時的受力分析

裂縫出現的出現主要是由于構件受到不同力的作用，一個是外荷力，指的是建筑計算應力和其他附屬結構力的總和應力，一個是溫度應力。構件早期出現的裂縫，一般都不是應力作用導致，可以從溫度和材料收縮方面考慮原因。在混凝土凝固的初始階段，由于水化熱的作用使得混凝土的溫度增高，基礎部分由于受到基巖的作用無法變形，從而產生壓應力，但是這個時期的混凝土可塑性比較大，因此壓應力還比較低，但是在溫度下降之后，體積變小，混凝土除了有內部的壓應力，還會有外部的拉應力，當內外力的作用不平衡時（通常是拉應力大于壓應力），強度差就會導致裂縫的產生。

三、防止大體積混凝土結構出現裂縫的措施

（一）從整體考慮防止構件出現裂縫

從構件出現的原因分析上可以看出，材料結構不合理、溫度、設計、操作問題等都有可能導致裂縫的出現，因此在進行大體積混凝土構件的使用時，需要從整體分析產生裂縫的原因，從工程的設計期就對這些問題加以防范。比如在約束力的作用下導致的裂縫出現，可以在澆筑的時期預留適當的施工縫。充分考慮構件的截面設計，對于一些尺寸比較大的截面，要注意防止應力聚集造成裂縫的出現等。

（二）合理配置原材料比例

為了減少由于澆筑構件材料導致的裂縫出現，需要在澆筑之前合理的設計使用材料的比例。從相關的施工實踐上看，構件材料中水灰的比例與收縮作用有著非常大的關系，水灰的比例越大，收縮的作用力就會越大，從而增加裂縫出現的風險。當水灰比例過大時，會使得水泥中水份含量過多，干燥硬化之后，使得構件中含有的膠體變多，當膠體干燥的時候，就會出現收縮裂縫，因此要控制水泥中的水份含量。另外，澆筑中水泥的使用量也有著一定的關系，因此大體積混凝土構件與施工時裂縫出現的水量、水泥量都有著直接的關系，為了防止裂縫的出現，需要控制這兩者的使用量，從而提升整體的抗裂性。在進行水泥的選擇時，除了選擇粉煤灰水泥或者火山硅酸鹽水凝自后，還可以重點考慮選擇高貝利特水泥，這種水泥可以很大程度的降低混凝土的水熱化，從而提升混凝土凝固早期的抗壓強度。在骨料的選擇上，可以選擇一些拉伸度比較高的巖石，比如石灰巖、花崗巖等，從而減少裂縫控制的難度。骨料的直徑不要過大，保證混凝土的抗拉伸力，細骨料要選擇中砂等。

（三）控制溫度

首先需要降低使用材料的溫度，可以采用水熱比較低的水泥，如礦渣水泥，并且在混凝土中參入一定量的粉煤灰，從而改善混凝土的可塑性，降低水泥的水化熱。在增加混凝土構可塑性的時候，還可以使用一些材料添加劑，如引氣劑、減水劑等，從而減少水泥中的水份含量，降低溫度差。為了減少外界溫度對于大體積混凝土外界溫度的影響，可以在不同的氣候中施工進行改建，在溫度比較高的天氣施工時可以在澆筑的時候進行陽光的遮蓋，或者淋水降溫處理。在冬季施工的時候，可以對構件進行覆蓋保溫，防止溫度驟降產生裂縫。

（四）提升澆筑操作的規范性

在進行構件的澆筑時，需要按照相關的要求規范的實施，從而有效的防止由于施工操作不當造成的裂縫問題。在施工攪拌的時候，可以改變材料投放的順序，先將水泥、砂土進行充分的攪拌后，投入石子進行攪拌，這樣就不會產生泌水作用，讓澆筑后的構件內部更加緊密，增加穩定性。適當的對構件進行二次振搗，適度的振搗可以減少泌水作用產生了空隙，提升混凝土的凝聚力，從而減少大體積混凝土構件出現裂縫。

（五）增強構件的后期養護

在材料的使用后期對構件進行一定的科學養護也可以減少裂縫的出現。在工程的施工中，結構完成后需要進行拆模，這個時候需要在構件的外部覆蓋一層草簾，起到保濕的作用，防止構件凝固后出現裂縫。建筑鋼