大體積混凝土裂縫成因及防裂施工技術探析

周星英　劉方港　楊旭

摘要：文章在分析大體積混凝土裂縫產生原因的基礎上，提出了針對性的預防和控制措施，以期為相關建筑大體積混凝土裂縫的防治工作提供參考。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫成因；防裂施工技術；建筑物；構筑物；混凝土結構 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU37 文章編號：1009-2374（2015）23-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.067

近幾年來，隨著國民經濟和建筑技術的發展，建筑規模不斷擴大，大型現代化技術設施或構筑物不斷增多，而混凝土結構以其材料廉價物美、施工方便、承載力大、可裝飾強的特點，日益受到人們的歡迎，于是大體積混凝土逐漸成為構成大型設施或構筑物主體的重要組成部分。所謂大體積混凝土，一般理解為尺寸較大的混凝土，美國混凝土學會給出了大體積混凝土的定義：任何現澆混凝土，其尺寸達到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度地減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。大體積混凝土施工中常見的裂縫主要有表面裂縫、貫穿裂縫、施工不當引發的裂縫和原材料使用不當引發的裂縫，預防和控制大體積混凝土裂縫工作更是一項系統工程，涉及設計、原材料的選擇、施工工藝和養護等多方面。所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個值得關注的問題。接下來主要針對大體積混凝土裂縫產生的原因和預防策略進行

闡述。

1 大體積混凝土裂縫成因

1.1 表面裂縫產生的原因

大體積混凝土施工中出現的表面裂縫主要由溫度變形導致，所謂溫度變形是指隨著混凝土溫度的升高或降低體積發生膨脹或收縮的現象。由于大體積混凝土在施工過程中的截面積和水泥用量都較大，通過澆筑，大量的水泥可放出較多的水化熱，由此混凝土的溫度快速升高。但是混凝土本身具有導熱效果差的特點，加之體積過大，那么在低散熱效果的影響下，混凝土內部水化熱反而容易積聚、不宜發散，相應的外部散熱較快，由此使大體積混凝土表面產生一定的拉應力，當溫度達到一定高度時，表面拉應力就會超過混凝土的抗拉強度，從而導致混凝土表面產生裂縫。

1.2 貫穿裂縫產生的原因

水泥水化熱反應結束之后，混凝土仍在不斷散熱，由此大體積混凝土從升溫階段逐步過渡到降溫階段，體積隨之逐漸減小。混凝土內部熱量主要是由表面往外散發的，因此，在降溫階段混凝土溫度呈現的狀態仍然是中心高、表面低。這種混凝土中心和表面部分溫度下降程度不一致的狀態，使得混凝土內部存在較大的約束，同時，地基和邊界條件對混凝土的收縮情況也會產生一定的約束力。在這種強化約束力作用下，混凝土收縮過程中便會產生一定的拉應力，隨著大體積混凝土使用時間的增加，其約束強度也日益變大，久而久之便會引起大體積混凝土貫穿裂縫的產生。

1.3 由原材料質量引起的裂縫

在大體積混凝土施工過程中，由于施工原材料的質量不過關而引起的裂縫現象也時有發生，因此，對于原材料質量不合格造成的裂縫現象，施工單位必須加強對原材料質量的控制和管理，在采購材料時必須選擇滿足工程建設要求的原材料，并對砂石料的含泥量進行嚴格檢查和控制。如果砂石料中的含泥量超過相關標準，在攪拌混凝土時，便會導致土與水結合的體積增大，在混凝土凝結過程中產生水化反應，當混凝土的體積因失去水分而減小時，混凝土表面就會出現裂縫。

此外，如果沒有按照相關標準和要求使用外加劑，不僅會增加大體積混凝土的施工成本，也會在很大程度上導致混凝土產生過早凝結或不凝結的問題，進而造成混凝土出現嚴重的裂縫現象。水泥的安定性對混凝土施工質量也會產生一定影響，如果水泥的安定性沒有達到標準，則可能導致混凝土在實際施工過程中出現脫皮、裂開等問題。

2 大體積混凝土防裂施工技術的應用

2.1 荷載裂縫控制技術的應用

對大體積混凝土裂縫的預防和控制，不僅要確保大體積混凝土結構形式的合理性，還應該根據荷載裂縫的實際分布情況，對水平施工縫進行分塊設置。

2.1.1 對鋼筋的設置。設置鋼筋的主要作用是為混凝土的形成提供內部支撐體，在設置鋼筋過程中，為了提高鋼筋設置的密度，施工人員應該選擇直徑相對小的鋼筋，而鋼筋與鋼筋之間的距離盡量保持在10厘米左右，為了保證鋼筋分布的穩定性，還應該在混凝土邊緣部位、結構表面部位布置一定的鋼筋網片。

2.1.2 避免鋼筋遭受腐蝕。在設置大體積混凝土鋼筋時，一方面需要對鋼筋保護層的厚度加以重視，避免裂縫寬度的擴大，這就要求使用強度較大的混凝土；另一方面還需要在混凝土攪拌過程中添加適量的外加劑，由此保證鋼筋的耐久性。此外，在混凝土澆筑過程中應對周圍環境的濕度加以有效控制，防止鋼筋接觸到水分而遭受銹蝕。

2.1.3 進行縝密計算。對大體積混凝土結構使用的沉降量應進行科學計算，根據計算出的數據，對地基沉降情況加以嚴格控制，并對混凝土結構沉降裂縫的發生加以預防。

2.2 溫度裂縫控制技術的應用

針對大體積混凝土溫度裂縫問題，可采用溫度裂縫施工技術對混凝土內部溫度和溫度之間的關聯因素進行有效控制，以此對裂縫進行預防和控制。

2.2.1 選擇合適的水泥。從以往的實踐經驗總結得知，采用硅酸鹽水泥，同時控制好水泥的用量，可以促使大體積混凝土結構達到基本的強度要求。當混凝土結構達到強度要求之后，可適當對水泥用量加以控制，具體需要控制在多少范圍內應該根據實際施工情況和工程需求加以規定。

2.2.2 摻和適量的外加劑和粉煤灰。按照大體積混凝土結構強度的規定標準，摻和適量的粉煤灰可在一定程度控制混凝土的水熱化現象，進而增強混凝土的強度。例如，在水泥混凝土攪拌中添加20%的粉煤灰，可使混凝土水熱化溫度降低20%左右。此外，添加適量的外加劑可以進一步增強混凝土攪拌過程中的分散作用，從而更有效地控制水熱化問題，進而減少因溫度產生的裂縫問題。

2.3 收縮裂縫控制技術的應用

引起大體積混凝土收縮裂縫的因素較多，因此要想對混凝土收縮裂縫加以有效預防和控制，可以從選擇混凝土材材料、混凝土攪拌、混凝土澆筑等多方面采取

措施。

在選擇混凝土材料時，采購人員應本著“貨比三家”的態度，選擇含泥量和雜質較少的混凝土，在選擇混凝土時，應該選擇中低水泥和粉煤灰水泥，嚴格控制水泥質量；在攪拌和澆筑混凝土過程中，施工人員應該嚴格控制和把握攪拌時間，保證攪拌的均勻性，尤其是在惡劣天氣環境下，應適當采取緩凝措施，避免水分的過度蒸發，為了進一步提高混凝土的拉應力，應該對鋼筋結構進行合理布置；在混凝土養護工作中，為了避免混凝土表面的快速干燥，應提前做好混凝土的保溫和保濕的養護工作，降低水分蒸發的石壓速度，從而避免混凝土表面的收縮裂縫的發生。

3 結語

為了有效預防和控制大體積混凝土裂縫的產生，應對大體積混凝土裂縫產生的原因進行分析，由此可采取針對性的措施和方法對裂縫的產生加以有效預防和

控制。

參考文獻

[1] 龔召熊.水工混凝土的溫控與防裂[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

[2] 戴鎮潮.大體積混凝土的防裂[J].混凝土，2001，（9）.

作者簡介：周星英（1981-），女，山東高密人，青島新凱達市政工程有限公司項目主管，中級工程師，研究方向：市政工程施工技術。

（責任編輯：蔣建華）endprint