大體積混凝土裂縫的成因及預防

章志鵬

福建忠科建設有限公司（361008）

大體積混凝土裂縫的成因及預防

章志鵬

福建忠科建設有限公司（361008）

在建筑工程中，大體積混凝土的澆筑是一種非常重要的建筑施工工藝，但大體積混凝土澆筑容易產生裂縫，卻一直是困擾建筑工程施工技術人員的一大難題。文章就建筑施工中，大體積混凝土裂縫產生的原因進行分析和研究，并提出可行的預防措施，以促進我國建筑工程的發展和進步。

混凝土；裂縫；成因；預防

在我國，南北方氣候差異大，南北方的氣候因素對大體積混凝土裂縫的影響差異也較大。南方地區氣候比北方地區更加溫暖潮濕，特別是夏季，高溫酷熱天氣對混凝土水化過程中的散熱極為不利，比北方地區更易使混凝土構件形成裂縫，所以需要采取有針對性的預防措施，防止大體積混凝土裂縫的形成。

1 大體積混凝土的概念

對于大體積混凝土的定義，各國略有差異，這是一個相對的概念。在我國，目前對大體積混凝土還沒有形成統一的定義，有的規定建筑物基礎范圍在1~3 m之間就可稱為大體積混凝土；有的則定義為實體結構大于等于1米的混凝土實物才算是大體積混凝土。

不論如何定義大體積混凝土，由于大體積混凝土的特征，其裂縫風險嚴重威脅了建筑工程的安全。所以在建筑施工的過程中，必須通過有效的預防措施，預防大體積混凝土裂縫的形成，降低風險概率，保證建筑工程的質量安全。

2 大體積混凝土裂縫產生的主要原因

大體積混凝土裂縫產生的原因，主要來自兩個方面:一方面是大體積混凝土在水化反應的過程中，會產生大量的熱量而產生裂縫；另一方面則是因為大體積混凝土的冷卻收縮現象，導致在混凝土實物上產生裂縫。

2.1 水泥水化熱影響產生的裂縫

在大體積混凝土中，水泥會產生水化現象，在水化的過程中，大體積混凝土的內部會產生極高的熱量，但大體混凝土的表面卻由于水分的蒸發帶走熱量，處于冷卻狀態。有時在大體積混凝土水化過程中，內部和外部的溫差最大可達到25攝氏度以上。當大體積混凝土的內部溫度過高時，就會使混凝土的體積在內部膨脹，從而對混凝土的表面產生拉力，最終導致大體積混凝土裂縫的產生。

大體積混凝土裂縫形成的主要原因與溫度的關系，如圖1所示。

圖1 裂縫形成的主要原因與溫度的關系

表1 普通硅酸鹽水泥摻下木鈣減水劑水化熱對比圖

2.2 混凝土收縮引起的裂縫

大體積混凝土在水化過程中，會產生大量的熱量，導致混凝土的體積膨脹從而產生拉力，最終引起大體積混凝土裂縫的產生。但當大體積混凝土表面的水分蒸發，熱量漸漸散去，大體積混凝土的溫度會逐漸降低，此時大體積混凝土就會處于冷卻階段。而在冷卻階段，隨著溫度的降低，大體積混凝土又會產生冷縮現象，使混凝土的體積變小。而在冷縮過程中，受到收縮力量的影響，會使大體積混凝土產生裂縫。

3 大體積裂縫的預防

想要對大體積混凝土的裂縫做好預防措施，不能只是從單一的角度進行預防,而是要從多個方面，對可能會影響大體積混凝土熱脹冷縮，最終導致其產生裂縫的因素進行預防，從而有效的降低大體積混凝土裂縫產生的概率，保證大體積混凝土的質量安全。

能夠預防大體積混凝土產生裂縫的預防措施有很多，但并不是所有的預防措施都能夠適合任何一種大體積混凝土，因此在具體施工的過程中，到底要選擇哪種預防措施，需要根據大體積混凝土的結構類型、原材料性能、澆注以及修整的天氣環境等客觀條件，選擇最佳的預防裂縫產生的措施[1]。

3.1 嚴格控制水泥用量

在預防大體積混凝土形成裂縫的有效措施中，依照合理原則，對水泥的使用量進行嚴格的控制，是一種能夠減少大體積混凝土形成裂縫有效方法。這主要是因為導致大體積混凝土產生裂縫的原因之一就是水泥在水化過程中產生大量的熱量。嚴格控制水泥的使用量，就是嚴格控制水泥在水化反應的過程中釋放出的熱量，而水化反應過程中，釋放出的熱量越少。大體積混凝土內部和外部產生的溫差就越小。根據裂縫大小與深度和大體積混凝土在水化反應過程中內部和外部產生的溫差成正比這一客觀規律，降低溫差可以有效地減少裂縫的產生，即便產生裂縫，也可降低裂縫的深度。

3.2 嚴格控制骨料級配和含泥量

所謂的骨料級配，就是指混凝土中組成滑料的各種不同大小的顆粒之間的比例關系。對于不同的建筑要求，對混凝土骨料級配和含泥量的要求也各有不同。混凝土主要是由骨料、細集料和水泥漿這三種物質混合而成的，三種物質按照一定的比例進行混合，可以使混凝土變為密實的膠合體。滑料級配和含泥量會直接影響混凝土的密實度，從而影響混凝土的質量。質量不合格的混凝土在實際應用中不僅不能夠承受極高的強度，對裂縫的預防效果也較差，所以嚴格控制骨料級配和含泥量，提高混凝土的質量，是預防大體積混凝土裂縫的有效方法之一。

3.3 控制水灰比和摻外加劑

混凝土的粘稠度對于快速澆注和搗實都有著直接的影響，因此在攪拌混凝土時，需要對混凝土中的水灰比以及外加劑的使用量及比例進行嚴格的控制，以便使混凝土最終的粘稠度達到建筑工程澆注混凝土的要求，而且粘稠度符合要求的混凝土也比較容易搗實,從而提高大體積混凝土的質量，這對減少裂縫的形成能夠起到積極的作用。

3.4 改善約束條件

改善約束條件，是預防大體積混凝土產生裂縫的重要措施之一。大體積混凝土之所以會產生裂縫，主要是由于水泥在水化過程中產生大量的熱量，導致大體積混凝土熱脹冷縮。對此除了嚴格控制水泥的使用量，降低水泥在水化過程中產生的熱量，縮小大體積混凝土的內部和外部溫差外，在澆注和修整時，通過對大體積混凝土進行遮陽、淋水噴霧、擋風以減少水分的流失，也是一種極為有效的方法。這是因為水的比熱容較大，能夠吸收大量的熱量，減少溫差。當水泥在水化過程中釋放出大量的熱量時,充足的水份可以吸收這些熱量，使大體積混凝土的內部和外部的溫差減小，從而減少裂縫的形成。這一措施，對預防大體積混凝土形成裂縫非常有效，而且操作簡單，成本低廉，在建筑工程的施工過程中，被普遍應用以預防混凝土產生裂縫。

3.5 盡量減少水泥用量

在滿足建筑工程施工對混凝土的質量要求的前提下，盡量減少水泥的用量，可以降低水化反應對大體積混凝土產生的不利影響，減少大體積混凝土裂縫的產生，同時，還能夠節約水泥材料，降低建筑成本，對建筑工程施工企業來說，是一項一舉兩得的預防方法。

3.6 加強溫度監測

加強溫度監測，也是控制和預防大體積混凝土形成裂縫的有效措施。在施工前，就要嚴密監測天氣情況，不僅要避免在大風大雨等天氣環境下進行混凝土的澆注，氣溫過高的晴天，也不利于大體積混凝土裂縫的預防。在必要時，可以在較為涼爽的夜晚進行施工。

3.7 加強混凝土的養護

在大體積混凝土澆注完畢后，養護工作也必不可少。做好養護工作，也有利于預防大體積混凝土裂縫的產生。保持水化過程中大體積混凝土所需要的溫度和濕度條件,能夠大大減少裂縫的形成。

4 結語

建筑工程對我國社會經濟和人們的日常生活的重要作用不言而喻，而大體積混凝土在建筑工程中占有舉足輕重地位,所以預防大體積混凝土裂縫，是保障社會經濟穩定發展，保障人們的生命財產安全的重要措施，不容忽視。

[1]汪秋明.水工結構大體積混凝土裂縫成因及控制處理[J].廣東建材,2011(6):101-103.