大體積混凝土裂縫成因與預防

■朱文偉 ■廈門市象嶼工程咨詢管理有限公司，福建 廈門 361000

引言

大體積混凝土指的是，混凝土結構實體的尺寸在1m以上，或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致混凝土出現里裂縫。隨著我國經濟的發展，大體積混凝土逐漸被應用到高層建筑、水利大壩、大型橋墩、防輻射建筑物等非常重要建筑上，所以我國在大體積混凝土的建筑物施工進行時要對裂縫產生的原因進行分析，從而找出避免產生裂縫的辦法，那么在施工的過程中要對大體積混凝土進行嚴格的把關。

1 引發大體積混凝土裂縫的成因

1.1 環境的溫差

由于大體積混凝土具有厚度和體積較大的特點，使得在施工進行時大體積混凝土實體結構的表面散熱和內部散熱快慢不同，在混凝土表面與內部形成較大的溫差，導致大體積混凝土受熱不均的現象。由于熱脹冷縮的原理，表面的混凝土收縮，內部的混凝土膨脹，就會導致大體積混凝土出現裂縫。除了大體積混凝土本身之外，外部的溫度對大體積混凝土也會有一定的影響。在大面積混凝土施工的過程中，由于水泥的水化熱現象加上混凝土本身散熱功能的降溫處理形成一個復合溫度，這個復合溫度與外部氣溫之間的差就是內外溫差，當外部的氣溫很低，或者外部的氣溫下降很快的時候就會使大體積混凝土產生很大的應力而變形，容易使混凝土產生裂縫。

1.2 混凝土的安定性

安定性也是混凝土發生裂縫的原因之一，主要是因為水泥不合格所引起的。由于水泥是混凝土的主要工程材料，水泥的品質直接影響混凝土的質量，國家規定不合格的水泥直接定為廢品。但是由于我國的經濟發展迅速，很多大規模的建筑拔地而起，對水泥的需求量非常大，導致在水泥的制作過程中，尋求快速制作忽略了水泥的質量，導致水泥的合格率較低，給工程留下隱患。加上施工企業的管理水平和追求節省經費等原因，一些工程都使用了一些安定性不合格的水泥，導致混凝土產生裂縫，有些雖然問題可能不明顯，卻又被施工人員忽視，為日后的災難留下隱患。

1.3 混凝土收縮造成的裂縫

大體積的混凝土收縮也會使混凝土產生裂縫，產生混凝土裂縫的原因與混凝土中的水泥種類以及水泥用量和水量有關，用量大混凝土發生收縮也越大，所以在水泥使用過程中，要非常好的把握水泥和水的用量［1］。在澆筑混凝土的過程中由于水泥之間互相粘合，會產生收縮力，當混凝土中水泥分布不均勻，就會使混凝土受力不均勻，使收縮力局限在某一個地方，就會使混凝土產生裂縫，還有一種情況就是水泥用量過大，在水泥散熱過程中收縮力相應的增大，當收縮力超過混凝土的抗拉強度，之后就會使混凝土發生龜裂現象。

2 預防大體積混凝土裂縫的措施

2.1 科學設計

2.1.1 調整鋼筋分布

在混凝土中除了水泥相當重要之外，鋼筋也是很重要的一個部分。為了避免混凝土產生裂縫，可在混凝土中假設構造鋼筋，在構造鋼筋的時候要進行嚴格的把關，確定每一個鋼筋節點是否穩定，在施工過程中確保不能讓鋼筋凸出在混凝土外面。在選用鋼筋的時候對鋼筋的直徑以及鋼筋之間的間距也是很重要的，選用直徑和間距都較小的方式來布局鋼筋，可以使提高混凝土的穩定性。

2.1.2 混凝土配合比

在進行混凝土制作時，要確保混凝土的實用性以及滿足施工企業的要求的基礎上，要對混凝土的制作方式進行非常嚴格的控制。水量和水泥用量會嚴重影響混凝土的質量，那么在施工的時候就要對水量和水泥量進行嚴格的控制，使水、水泥、砂石等物質均勻分布在混凝土中，使其產生的收縮力在混凝土的抗拉強度之內，產出的混凝土具有“高強度”“高韌性”，避免在日后發生裂縫可能性［2］。

2.1.3 加強薄弱環節處理

在大體積混凝土進行施工的時候會出現一些由于具體的施工情況出現的薄弱環節，如邊緣地帶，在結構的邊緣地帶很容易出現裂縫，所以面對這樣的情況就采取加設暗梁等加強措施，增加鋼筋的分布率用來提高大體積混凝土的抗拉強度以及穩定性，降低在薄弱環節出現裂縫的可能性。

2.2 合理選擇材料

2.2.1 水泥的選擇

在選擇水泥的時候要注意水泥的品種，由于水泥的外形基本一致，所以在選擇水泥之前先讓專業的工程師對水泥進行實驗，以挑選出最佳的水泥。好的水泥由于其膨脹性和收縮性較小，施工之后產生的混凝土應力也相對較小，從而提高大體積混凝土的抗拉強度，有效的控制大體積混凝土裂縫發生。

2.2.2 骨料的選擇

骨料，在混凝土中起骨架填充作用的粒狀松散材料，骨料作為混凝土中的主要材料在大體積混凝土中占有80%—85%的比例，在建筑物中起骨架和支撐的作用，其主要成分是碎石和卵石。骨料的性能對大體積混凝土的影響是非常大的，所以在進行骨料選擇的時候，要優先考慮膨脹系數小，彈性較低的骨料。

2.3 嚴格控制施工質量

2.3.1 內部降溫

在大體積混凝土中為了降低混凝土構件的內外溫度差，可采取分層澆筑的辦法，在第一層澆筑完畢，混凝土還未初凝的時候進行第二層澆筑，如此層層遞進，最大限度的降低水泥水化熱現象。在大體積混凝土內部增設水管，在進行降溫處理的時候采用冷水循環的方式進行混凝土內部冷卻。在澆筑混凝土的時候進行嚴密的振搗，確保材料分布均勻，提高混凝土的抗拉強度。

2.3.2 完工養護

在大體積混凝土完工之后，由于其性能不夠穩定，還應該對其進行適當的外部養護，混凝土完工之后，大體積混凝土內部的溫度也降了下來。這個時候就要防止混凝土表面溫度過高，因此有效的減少混凝土表面熱擴散是非常重要的。在進行完工養護的時候可采取澆水的方法，能有效的降低混凝土表面溫度和因為失水導致的裂縫。

3 結語

終上所述，清晰明了的反映出大體積混凝土結構出現裂縫是現代社會不可避免的事情，目前的科技還無法彌補這一個問題。不過竟然這個問題無法解決，那么現在能做的就是盡可能的減少大體積混凝土出現裂縫的頻率，降低出現裂縫帶來的影響，提高大體積混凝土的質量。

［1］王鐵夢.工程結構裂縫控制［M］.中國建筑工業出版社，2013.

［2］季日臣，夏修身，陳堯隆.承臺大體積混凝土溫度場計算與溫控防裂措施［J］.混凝土，2013，28(9):92 －93.