建筑工程中大體積混凝土施工裂縫成因及控制措施

王龍 張利利

【摘要】隨著我國經濟和建筑工程技術的發展，建筑規模不斷擴大，大型現代化構筑物不斷增多，導致大體積混凝土工程也越來越多。但是大體積混凝土施工很容易造成表面產生收縮裂縫等現象。大體積混凝土在施工期間出現的裂縫數量及危害程度都要遠遠大于結構使用期間出現的裂縫，因此裂縫控制是大體積混凝土施工質量的控制關鍵。本文分析了大體積混凝土施工裂縫產生的原因，并針對成因提出了控制措施。

【關鍵詞】大體積混凝土；施工裂縫；成因控制

一、建筑工程中大體積混凝土施工裂縫產生的原因

（一）溫度應力裂縫

（1）由于溫差較大引起的，大體積混凝土多采用高強混凝土，水泥用量大，水泥水化反應過程中釋放大量熱量，又因混凝土尺寸較大，混凝土內部溫度不斷上升，而表面溫度較低，內部與表面混凝土形成較大溫差，內部膨脹大于外部，在混凝土表面受到很大的拉應力，早期混凝土抗拉強度較低，當溫度應力超過混凝土的抗拉強度時就會出現裂縫。

（2）各種結構在變形過程中受到外界的約束引起的，當大體積混凝土基礎澆灌在堅硬地基或厚大的老混凝土墊層上時，沒有采取降低和放松約束的措施，將會在混凝土內部引起很大的拉應力，易發生深進，直至貫穿性溫度裂縫。

（二）收縮裂縫

收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。

（1）干燥收縮。混凝土硬化后，在干燥的環境下，混凝土內部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內的干縮變形裂縫。

（2）塑性收縮。在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發的水分不能及時得到補充，這時混凝土尚處于塑性狀態，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現分布不均勻的裂縫，出現裂縫以后，混凝土體內的水分蒸發進一步加大，于是裂縫進一步擴展。

二、建筑工程中大體積混凝土施工裂縫的控制措施

（一）嚴格控制混凝土的組成材料

大體積混凝土一般都是采用商品混凝土和泵送工藝澆筑，泵送商品混凝土對原材料的技術指標要求很高。

（1）水泥品種的選擇。由于溫差主要是由水化熱產生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采取早期水化熱低的水泥，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。選用低水化熱、低收縮的水泥，如抗硫酸鹽水泥、粉煤灰水泥、礦渣水泥，而不要采用早強型水泥。

（2）減少水泥用量。為了減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們可以把部分水泥用粉煤灰代替，由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產物進行二次反應，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹。

（3）粗細骨料的選擇。盡量擴大粗骨料的粒徑，因為粗骨料粒徑越大，級配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對防止裂縫的產生有利。宜采用級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因為其孔隙率小，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少。

（二）優化混凝土的施工過程

混凝土的抗拉強度遠小于抗壓強度，這是混凝土容易開裂的內在因素。普通混凝土極限拉伸離散性很大，因此在施工中必須創造條件，確保混凝土均勻密實。混凝土坍落度各車不要有大的差異，澆筑基礎時坍落度可控制在100～140mm，坍落度大時會使表面鋼筋下部產生水分，或表層鋼筋上部的混凝土產生細小裂縫。為防止這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預沉后采取二次抹面壓實措施。混凝土澆灌時，攪拌車在卸料前，要求高速運轉一分鐘，確保進入泵車受料斗的混凝土質量均勻。

在澆筑混凝土過程中，應嚴格按照施工組織設計的施工線路實施澆筑。禁止閑散人員在鋼筋上部停留。澆筑施工人員不應在鋼筋上部無序走動。采用雙層鋼筋網時，在上下層鋼筋網片之間應設置足夠的支撐用鋼筋撐腳，以保證鋼筋位置正確。在澆筑線路上，鋪設臨時操作腳手板。所有澆筑人員的工作原則上均應在腳手板上完成，以減少對鋼筋網的踩踏次數。臨時腳手板隨澆筑區域的轉移而移動。

（三）加強混凝土的養護

在盡量減小混凝土內部溫升的前提下，大體積混凝土的養護是一項關鍵工作，必須切實做好。養護主要是保持適宜的溫度和濕度條件，保溫的目的有兩個，一是減小混凝土表面的熱擴散，減小混凝土表面的溫度梯度，防止產生表面裂縫；二是延長散熱時間，充分發揮混凝土強度的潛力和材料松馳特性，使平均總溫差對混凝土產生的拉應力小于混凝土的抗拉強度，防止產生貫穿性裂縫。此外，大體積混凝土除要求強度外，還必須防止內外溫差太大而引起裂縫。

三、結語

大體積混凝土的開裂是目前學者和工程界關注的一個重要問題，通過以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的，筆者認為精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效地防止裂縫的發生。

參考文獻

[1]蔣葉萍.大體積混凝土施工和質量控制[J].西部探礦工程，2002（S1）.

[2]葛建華，高雪平.大體積混凝土施工的溫升控制措施[J].交通科技，2002（05）.