土木施工中大體積混凝土裂縫成因及其防治措施分析

劉 建

（山西西山金城建筑有限公司，山西 太原 030053）

1 大體積混凝土施工產生裂縫的主要原因

1.1 溫度原因

溫度應力是導致大體積混凝土產生開裂的最主要原因。溫度的突然變化會使混凝土的自身結構發生膨脹或者收縮，就使混凝土的內部結構產生了一定強度的溫度應力，當溫度應力隨著溫差的增加而不斷增強時，就可能使混凝土產生一定程度的裂縫。在大體積的混凝土完成澆筑工作之后，混凝土的內部水泥會發生一定的水化反應，這種反應會產生出大量不容易揮發和散出的熱能，這就使混凝土內部的溫度迅速升高。當混凝土的內外部溫差超過25℃時，混凝土就會受到外界各種混凝土的約束，一旦超過了其所能承受的抗拉強度時，就會導致混凝土的外部產生明顯的裂縫。

1.2 銹蝕原因

混凝土的保護層厚度不符合相關質量要求，就可能會因為二氧化碳的碳化與侵蝕，從而使鋼筋受到一定程度的銹蝕，導致鋼筋的表面氧化膜遭到破壞。此時，混凝土中的氧氣、水分就會和鋼筋里的鐵離子發生作用，并產生出氫氧化鐵，進而引起銹蝕現象。隨著銹蝕物體積的不斷擴大，混凝土周圍的膨脹應力也會迅速增加，這就導致混凝土出現不同程度的剝離和開裂問題。此外，混凝土在受到銹蝕以后會大大減弱鋼筋的有效橫斷面面積，從而使整個混凝土結構的承載力降低。

1.3 收縮原因

大體積混凝土會在凝結和硬化過程中不斷蒸發水分，其表面的水分揮發速度比較快，因此，體積收縮就會比較大，但其內部的水分揮發緩慢，就使得體積收縮較小。當混凝土的內部和外部的變形收縮程度不一致時，其表面的變形就會受到內部的約束和限制，這就使混凝土結構出現拉應力，這種應力就可能導致混凝土裂縫的產生。此外，如果沒有做好混凝土的養護工作，使水泥的水分大量流失，或是養護不到位引起結構細孔的內部出現負壓，從而出現一定的收縮裂縫。

2 大體積混凝土裂縫控制要點

2.1 確保施工技術準備工作的有效性

想要使得土木工程大體積混凝土施工質量得到提升，就要確保其施工技術工作準備的有效性。不僅要保證其施工組織的嚴密性與高效性，還要合理分配施工人員的職責，加強對于施工設備及材料的有效性保養，并對安全保障及應急措施進行制定。在施工之前，要加強圖紙的審查工作，保證設計交底工作的有效性，通過對于科學的施工方案的制定，對指導作業書進行設計。

2.2 原材料質量控制

第一，水泥。作為混凝土主要原材料，施工用水泥性能和質量是否達標，在根本上決定了混凝土施工質量。如果所選水泥不合適，在施工后會產生大量的水化放熱,使裂縫產生的可能性提高。因此在需要選擇應用水化熱偏低的水泥，并科學設計水泥用量，適當的應用粉煤灰來代替水泥，減少整體施工中水泥用量，避免水泥水化放熱過于集中難以控制而形成裂縫。

第二，外摻料。粉煤灰為最常見的外摻料，主要目的是降低大體積混凝土的水化熱。同時適量的摻加粉煤灰，還可以在一定程度上來提高大體積混凝土的抗滲性能，對改善施工質量具有良好的輔助功能。并且，粉煤灰還可以改變混凝土和易性，促使混凝土質量能夠更長時間的維持均衡狀態。第三，外加劑。常見的高效緩凝減水劑，不僅可以通過降低水泥用量來控制水化放熱總量，同時還能夠延長混凝土凝固時間，減少大體積混凝土結構體積的變化，避免裂縫的產生。

2.3 施工溫度監測

在進入到施工后，需對施工過程進行溫度監測，做好詳細記錄，以免內外溫度差過大而形成裂縫。整個監測流程為安排技術人員、設置測溫孔、安裝溫度監測定時器、記錄監測結果，并繪制溫度變化曲線圖，隨時掌握混凝土施工溫度變化狀態。目前,對于溫度測試的方法有直接溫度計法、熱電偶法及光柵法等。在大體積混凝土中測溫使用直接法,測量的數據精確度低,數據記錄繁瑣,測試頻率低,現在一般已不再采用。采用光柵法測試,傳感器易損壞且終端處理設備昂貴,一般也較少采用。根據以往的施工實踐經驗,本方案擬采用熱電偶法進行測試。其二次儀表測量出的溫度數據誤差不應超過±1℃,溫度測量元件測得的溫度數據誤差不應超過±0.3℃,以確保符合大體積混凝土溫控施工的溫度監測要求。

2.4 加強養護施工

大體積混凝土養護工作期間，可擇選草袋、塑料薄膜等材料覆蓋于大體積混凝土表面，以起到保溫養護作用，以防止內外部溫差過大誘發裂縫問題。同時，可在混凝土內部預埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內部最高溫度，冷卻水與混凝土溫度的差值不宜大于20攝氏度，防止冷卻過程中，冷卻水與周圍混凝土溫差過大產生拉應力。條件允許可以將溫度傳感器嵌入混凝土的不同部位，對施工過程進行跟蹤和監控，了解大體積混凝土水化熱引起的不同深度溫度場的變化規律，如當發現溫差超過25℃或降溫速率超過2℃/d時，立即增加麻袋覆蓋層數，以使降低溫差和降溫速率符合要求，減少水化熱過高導致的危害。

3 結語

隨著大體積混凝土的應用頻繁。出現了嚴重的施工裂縫問題，嚴重影響了土木工程的整體質量。因此，對土木工程施工企業來說，需要對導致大體積混凝土產生裂縫的根本原因進行分析，進行預防控制措施。